Revisi - Peta Konsep Gravitasi [PDF]

Citation preview

Terdiri dari



HUKUM – HUKUM NEWTON TENTANG GERAK



PETA KONSEP Didasari pada



Hukum I Newton ΣF = 0



HUKUM GRAVITASI NEWTON



Hukum II Newton ΣF = m.a



Isinya tentang



Hukum III Newton F aksi = - F reaksi



GAYA GRAVITASI F =G



Untuk



Mm r



2



BERAT BENDA Di sekitarnya terdapat



PERCEPAT AN GRAVITASI



Diwakili



menimbulkan



ENERGI POTENSIAL GRAVITASI



MEDAN GRAVITASI F =G



M r



2



F =G



Posisi (sekitar bumi)



DI ATAS PERMUKAAN BUMI 2h   g ≅ 9,81 −  Rb  



DI BAWAH PERMUKAAN BUMI



g=



GMb r 3 RB



Mm r



KECEPATAN ORBIT SATELIT



PERIODE ORBIT SATELIT







Miskonsepsi yang sering terjadi pada pembelajaran sub pokok materi hukum Gravitasi Newton yaitu 1. Miskonsepsi bahwa tidak ada gaya gravitasi di ruang angkasa. Hal ini disebabkan karena pra konsepsi yang didapat dari pengalaman siswa bahwa astronot yang berada di luar angkasa dapat melayang. Peserta didik menganggap bahwa hal ini disebabkan karena di luar angkasa tidak ada gaya gravitasi. 2. Tidak dapat menjelaskan mengapa daun yang massanya lebih kecil dibanding bulan yang massanya jauh lebih besar dapat ditarik oleh bumi. Daun yang jatuh ke bawah atau jatuh ke bumi disebabkan karena adanya gaya gravitasi yang arahnya ke pusat bumi. Konsep tersebut benar. Tetapi peserta didik cenderung tidak dapat menjelaskan mengapa bulan dengan massa yang lebih besar tidak dapat tertarik oleh bumi. 3. Miskonsepsi tentang konsep percepatan gravitasi. Dimana pada gerak jatuh bebas, jika dua benda dengan massa yang berbeda dijatuhkan dari ketinggian yang sama, maka benda dengan massa yang lebih besar akan sampai di tanah lebih cepat. 4. Miskonsepsi bahwa gaya gravitasi adalah sama terhadap seluruh benda yang jatuh. Konsep bahwa nilai percepatan gravitasi g = 9,8 m/s 2, menimbulkan spekulasi bahwa gaya gravitasi yang diterima oleh seluruh benda yang jatuh adalah sama.







Penjelasan konsep yang benar yaitu: 1. Miskonsepsi bahwa tidak ada gaya gravitasi di ruang angkasa. Kemajuan teknologi turut mempengaruhi pengalaman peserta didik terhadap materi yang akan diajarkan. Pengalaman tersebut akan menciptakan pra konsepsi pada diri masing – masing peserta didik. Contohnya, dari media massa misal televisi atau buku – buku bacaan sering terlihat adanya fenomena bahwa astronot dapat melayang-layang di ruang angkasa, bisa memunculkan miskonsepsi seakan-akan tidak ada gaya gravitasi yang bekerja pada astronot tersebut. Selain itu, jauhnya jarak dari bumi membuat juga bisa memunculkan miskonsepsi tidak ada gaya yang bekerja di ruang angkasa. Bila kita tinjau hukum Newton tentang gravitasi, yang dirumuskan sebagai berikut F =G



Mm r2



Dapat dinyatakan bahwa gaya gravitasi itu berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda. Jadi, di ruang angkasa yang jauh sekalipun, tetap ada gaya gravitasi. Namun, besarnya gaya gravitasi ini sangat kecil karena jauhnya jarak dari bumi. Di samping itu, adanya pengaruh dari benda langit lainnya seperti bintang, planet lainnya, menyebabkan resultan dari gaya yang bekerja itu kecil. Sehingga dapat disimpulkan bahwa di ruang angkasa itu ada gaya gravitasi.



2. Tidak dapat menjelaskan mengapa daun yang massanya lebih kecil dibanding bulan yang massanya jauh lebih besar dapat ditarik oleh bumi. Benda akan tertarik oleh gaya gravitasi benda lain atau planet jika benda tersebut berada dalam pengaruh medan gravitasi. Medan adalah tempat di sekitar suatu besaran fisik yang masih dipengaruhi oleh besaran tersebut dalam suatu satuan tertentu. Sebagai contoh, gaya gravitasi akan bekerja pada massa suatu benda yang masih berada dalam medan gravitasi suatu benda atau planet. Jika medan gravitasi sudah dapat diabaikan maka sebuah massa yang berada di sekitar besaran benda tersebut tidak dapat dipengaruhi. Dengan demikian, dapat diketahui, mengapa daun yang massanya lebih kecil dibanding bulan yang massanya jauh lebih besar dapat ditarik oleh bumi. Bulan akan jatuh ke bumi karena adanya gaya gravitasi bumi. Gaya gravitasi ini yang memunculkan percepatan, namun dengan adanya gerak melingkar yang dilakukan bulan, menyebabkan adanya percepatan tangensial, sehingga bulan tidak sampai ke bumi. 3. Miskonsepsi tentang konsep percepatan gravitasi. Dimana pada gerak jatuh bebas, jika dua benda dengan massa yang berbeda dijatuhkan dari ketinggian yang sama, maka benda dengan massa yang lebih besar akan sampai di tanah lebih cepat. Banyak siswa juga punya salah pengertian tentang percepatan gravitasi. Kebanyakan siswa secara spontan mengatakan bahwa sebuah benda yang lebih berat akan jatuh lebih cepat daripada benda yang ringan pada peristiwa gerak jatuh bebas. Beberapa siswa malah masih menganggap bahwa bola besi dan bola plastik yang dijatuhkan bebas dari ketinggian yang sama akan sampai di tanah dalam waktu yang berbeda karena bola besi akan jatuh lebih cepat dari bola plastik. Padahal menurut konsep percepatan gravitasi, yaitu besar percepatan gravitasi yang dialami semua benda di permukaan planet adalah sama(dimana percepatan gravitasi di bumi adalah 9,8 m/s 2), kedua benda itu akan jatuh dengan percepatan yang sama dan waktu yang ditempuh ke lantai juga sama (bila tidak ada unsur lain yang mempengaruhi).



4. Miskonsepsi bahwa gaya gravitasi adalah sama terhadap seluruh benda yang jatuh. Besarnya gaya gravitasi dipengaruhi oleh massa benda, semakin besar massa benda, semakin besar pula gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut, begitu pula sebaliknya, semakin kecil massa benda, semakin kecil pula gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. Hal ini dapat dilihat dari rumus gaya gravitasi yaitu: F =G



Mm r2



Ketika suatu benda dijatuhkan dari suatu ketinggian, maka besarnya gaya gravitasi yang mempengaruhinya sebanding dengan massa benda tadi. Jadi, gaya gravitasi tidak selalu sama terhadap benda yang jatuh. Namun, jika



gesekan udara diabaikan maka percepatan benda yang jatuhlah yang sama, bukan gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut.



PETA KOMPETENSI SUB MATERI KUAT MEDAN DAN ENERGI POTENSIAL GRAVITASI



KUAT MEDAN DAN ENERGI POTENSIAL GRAVITASI



TEMA



KI



3. Setelah Mengikuti proses pembelajaran dengan materi pokok hukum – hukum Newton tentang gerak dan gravitasi ini, siswa mampu Memahami, menerapkan, dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah.



3.2 Mengevaluasi pemikiran dirinya terhadap keteraturan gerak planet dalam tatasurya berdasarkan hukum-hukum Newton



KD



KI 3



Mendeskripsikan pengertian energy potensial gravitasi



Memformulasikan rumus energy potensial gravitasi



Mengaplikasikan rumus energy potensial gravitasi dalam keteraturan gerak planet



KI 2



Mendeskripsikan pengertian medan atau percepatan gravitasi



Memformulasikan rumus medan atau percepatan gravitasi



Mengaplikasikan rumus medan atau percepatan gravitasi dalam keteraturan gerak planet



KI 1



Prasyarat Konsep



Menganalisis pengaruh yang ditimbulkan akibat adanya gaya gravitasi terhadap keteraturan gerak planet



Siswa dapat mendeskripsikan hukum Newton tentang Gaya Gravitasi dan nilai tetapannya