RPP FULL BAGIAN 4 Penerapan Asas Kontinuitas Dan Bernouli [PDF]

Citation preview

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Satuan Pendidikan



: SMA



Mata Pelajaran



: Fisika



Kelas/Semester



: XII/II



Tahun Ajaran



: 2015/2016



Materi Pokok



: Fluida Dinamis



Sub Materi Pokok



: Penerapan Asas Kontinuitas dan Bernouli dalam Kehidupan



Alokasi Waktu



: 2 x 45 menit



A. Kompetensi Inti KI 1 :Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya. KI 2 : Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsive dan pro-aktif) dan menunjukan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan social dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia. KI 3 : Memahami dan menerapkan pengetahuan faktual, konseptual, procedural dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan,



kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan



kejadian, serta menerapkan pengetahuan procedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. KI 4 : Mengolah,menalar,dan menyaji dalam ranah konkretdan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan. B. Kompetensi Dasar dan Indikator 1.1 Bertambah kompleksitas



keimanannya alam



dan



dengan jagad



menyadari raya



hubungan



terhadap



keteraturan



kebesaran



Tuhan



dan yang



menciptakannya. 1.1.1



Meyakini kebesaran Allah yang telah menciptakan semua yang ada di bumi diperuntukkan untuk umatNya agar dikelola dan dimanfaatkan dalam rangka mengabdi kepada Allah SWT. 1



1.2 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagad raya melalui pengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya. 1.2.1



Bertanggung jawab merawat dan menjaga keseimbangan alam agar tidak terjadi kerusakan. 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusi. 2.1.1



Menunjukkan perilaku rasa ingin tahu, objektif, jujur, teliti, cermat, tekun, hati-hati, bertanggung jawab, terbuka, kritis, kreatif, inovatif dan pedul lingkungan dalam melakukan percobaan sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi.



2.2 Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi melaksanakanpercobaan dan melaporkan hasil percobaan. 2.2.1



Menghargai pendapat teman sebagai wujud implementasi dalam melaksanakan diskusi.



3.7 Menerapkan prinsip fluida dinamik dalam teknologi. 3.7.1



Menerapkan Prinsip Kontinuitas pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari.



3.7.2



Menerapkan Prinsip Bernouli pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari.



3.7.3



Menganalisis Prinsip Kontinuitas pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari.



3.7.4



Menganalisis Prinsip Bernouli pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari.



4.7 Memodifikasi ide/gagasan proyek sederhana yang menerapkan prinsip dinamika fluida. 4.7.1



Merancang dan membuat tiruan aplikasi Azas Bernoulli (alat venturi, kebocoran air, atau sayap pesawat).



4.7.2



Merencanakan dan melaksanakan percobaan yang menerapkan prinsip Azas Kontinuitas dan Hukum Bernoulli.



2



C. Tujuan Pembelajaran 1.1.1



Siswa mampu meyakini kebesaran Allah yang telah menciptakan semua yang ada di bumi diperuntukkan untuk umatNya agar dikelola dan dimanfaatkan dalam rangka mengabdi kepada Allah SWT.



1.2.1



Siswa mampu bertanggung jawab merawat dan menjaga keseimbangan alam agar tidak terjadi kerusakan.



2.1.1



Siswa mampu menunjukkan perilaku rasa ingin tahu, objektif, jujur, teliti, cermat, tekun, hati-hati, bertanggung jawab, terbuka, kritis, kreatif, inovatif dan pedul lingkungan dalam melakukan percobaan sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi.



2.2.1



Siswa mampu menghargai pendapat teman sebagai wujud implementasi dalam melaksanakan diskusi.



3.7.1



Siswa mampu menerapkan prinsip kontinuitas pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari dengan baik dan benar.



3.7.2



Siswa mampu menerapkan prinsip bernoulli pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari dengan baik dan benar.



3.7.3



Siswa mampu menganalisis prinsip kontinuitas pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari dengan baik dan benar.



3.7.4



Siswa mampu menganalisis prinsip bernouli pada fluida dinamik dalam kehidupan sehari-hari



4.7.1



Siswa mampu merancang dan membuat tiruan aplikasi Azas Bernoulli (alat venturi, kebocoran air, atau sayap pesawat) dengan baik dan benar.



4.7.2



Siswa mampu merencanakan dan melaksanakan percobaan yang menerapkan prinsip Azas Kontinuitas dan Hukum Bernoulli dengan baik dan benar.



D. Materi Pembelajaran Penerapan Asas Kontinuitas dan Bernoulli dalam Kehidupan a) Mengisi Bak Mandi Penerapan azas kontinuitas pada kehidupan sehari-hari salah satunya adalah pada saat mengisi bak mandi, air mengalir melalui pipa besar menuju ke pipa yang lebih kecil pada bagian keran.Terdapat perbedaan luas antara mulut keran dengan pipa, sehingga aliran kecepatan air pun berbeda. Akan tetapi debit air yang mengalir tetap sama. Itulah yang dimaksud dengan asas kontinuitas.



3



Gamabar 1.Perbedaan luas permukaan pada pipa. Kita ketahui bahwa dalam hal ini debit air merupakan salah satu komponen yang akan kita bahas lebih lanjut. Yang dimaksud dengan debit air adalah jumlah air yang mengalir pada setiap satuan waktu. Berdasarkan pengertian diatas, rumus empiris dari debit air adalah: Q = V/t Keterangan. Q = Debit Air (m^3/s) V = Volume (m^3) t = waktu (s) Jika kita hubungkan dengan kecepatan aliran air dan luas penampang pipa dan mulut kran maka persamaan diatas dapat dirubah menjadi: V = A .h Q = A .h/t Q = A.v Keterangan. A = luas penampang (m2) v = kecepatan aliran air (m/s) b) Alat Penyemprot Nyamuk Alat penyemprot nyamuk atau Penyemprot Racun Serangga hampir sama prinsip kerjanya dengan penyemprot parfum. Jika pada penyemprot parfum Anda menekan tombol, maka pada penyemprot racun serangga Anda menekan masuk batang penghisap pada tabung racun serangga. Sehingga persamaan bernouli menjadi: 1 1 𝑃1 + ñ𝑉1 2 + ñ𝑔ℎ1 = 𝑃2 + ñ𝑉2 2 + ñ𝑔ℎ2 2 2 4



0 + ñ𝑔ℎ1 =



1 ñ𝑉 2 + ñ𝑔ℎ2 2 2



1 𝑔ℎ1 = 𝑉2 2 + 𝑔ℎ2 2 1 𝑔(ℎ1 − ℎ2 ) = 𝑉2 2 2 1 𝑔ℎ = 𝑉2 2 2 Dengan demikian maka cairan obat nyamuk akan naik setinggi h dan menyemprot karena pengaruh kecepatan 𝑉2 2 .



Gambar 2. Skema alat penyemprot c) Gaya Angkat Sayap Pesawat Terbang Gaya Angkat Sayap Pesawat Terbang juga merupakan salah satu contoh Hukum Bernoulli.Bentuk sayap pesawat terbang sedemikian rupa dibuat sehingga garis arus aliran udara yang melalui sayap pesawat adalah tetap (streamline). Penampang sayap pesawat terbang memiliki bagian belakang yang lebih tajam dan sisi bagian yang yang atas melengkung dariapada sisi bagian bawahnya.Bentuk ini menyebabkan kecepatan aliran udara di bagian atas lebih besar dari pada di bagian bawah. Dan persamaan bernouli kita dapatkan: 1 1 𝑃1 + ñ. 𝑉1 2 + ñ𝑔ℎ1 = 𝑃2 + ñ. 𝑉2 2 + ñ𝑔ℎ2 2 2 Dan dengan gaya angkat pesawat terbang: 1 𝐹1 + 𝐹2 = ñ𝐴(𝑉2 2 − 𝑉1 2 ) 2



5



Gambar 3.Bentuk sayap pesawat terbang. d) Venturimeter Venturimeter adalah alat yang digunakan untuk menentukan kecepatan aliran zat cair.Dengan memasukkan venturimeter ke dalam aliran fluida dapat dihitung dengan menggunakan persamaan bernouli berdasarkan selisih ketinggian air atau air raksa.



Gambar 4. Prinsif kerja venturimeter Pada gambar di atas tampak bahwa ketinggian pipa, baik bagian pipa yang penampangnya besar maupun bagian pipa yang penampangnya kecil, hampir sama sehingga diangap ketinggian alias hsama. Jika diterapkan pada kasus ini, maka persamaan Bernoulli berubah menjadi: 1 1 𝑃1 + ñ𝑃𝑉1 + ñ𝑔ℎ1 = 𝑃2 + ñ𝑃𝑉2 + ñ𝑔ℎ2 → ℎ1 = ℎ2 2 2 1 1 𝑃1 + ñ𝑃𝑉1 = 𝑃2 + ñ𝑃𝑉2 2 2 Sehingga pada saat fluida melewati bagian pipa yang penampangnya kecil (A2), maka laju fluida bertambah (ingat persamaan kontinuitas). Menurut prinsip Bernoulli, jika kelajuan fluida bertambah, maka tekanan fluida tersebut menjadi kecil. Jadi tekanan fluida di bagian pipa yang sempit lebih kecil akan tetapi laju aliran fluida akan menjadi lebih besar.Peristiwa ini dikenal dengan nama efek Venturi yang menujukkan secara kuantitatif bahwa jika laju aliran fluida tinggi, maka tekanan fluida menjadi kecil.



6



e) Pipa Pitot Pipa pitot digunakan untuk mengukur kecepatan aliran fluida dalam pipa.Biasanya pipa ini digunakan untuk mengukur laju fluida berbentuk gas. Pipa pitot dilengkapi dengan manometer yang salah satu kakinya tegak lurus aliran fluida sehingga V2 = 0. Ketika air mengalir terjadi perbedaan ketinggian (h) raksa dengan masa jenis ñ𝑟 pada kedua pipa manometer. Dalam hal ini berlaku ℎ1 = ℎ2 sehingga ñ𝑔ℎ1 = ñ𝑔ℎ2 . Persamaan benouli pada pipa pitot adalah sebagai berikut: 1 1 𝑃1 + ñ𝑉1 2 + ñ𝑔ℎ1 = 𝑃2 + ñ𝑉2 2 + ñ𝑔ℎ2 2 2 1 𝑃1 + ñ𝑉1 2 = 𝑃2 2 1 𝑃1 + ñ𝑉1 2 = 𝑃1 ñ𝑟 𝑔ℎ 2 1 ñ𝑉 2 = ñ𝑟 𝑔ℎ 2 1 Dengan demikian kecepatan aliran fluida dalam pipa pitot adalah: 2ñ𝑟 𝑔ℎ 𝑉1 = √ ñ f) Menara Air Menara air merupakan bak penampungan air dengan keran air yang dapat memancarkan air melalui sebuah lubang, baik di dasar maupun di ketinggian tertentu. Kecepatan air di permukaan sama dengan nol karena air diam tidak bergerak. 𝑃1 = 𝑃2 =tekanan udara luar. Selisih ketinggian air dipermukaan dengan air di dasar. 1 1 𝑃1 + ñ𝑉1 2 + ñ𝑔ℎ1 = 𝑃2 + ñ𝑉2 2 + ñ𝑔ℎ2 2 2 1 0 + ñ𝑔ℎ1 = 𝑃2 + ñ𝑉2 2 + ñ𝑔ℎ2 2 1 𝑔ℎ1 = 𝑉2 2 + 𝑔ℎ2 2



7



𝑔ℎ1 − 𝑔ℎ2 =



1 2 𝑉 2 2



1 2 𝑉 = 𝑔(ℎ1 − ℎ2 ) 2 2 1 2 𝑉 = 𝑔ℎ 2 2 𝑉2 2 = √2𝑔ℎ Persamaan tersebut tidak lain adalah persamaan gerak jatuh bebas. Jarak jatuhnya fluida di ukur dari titik proyeksi lubang air dihitung dengan menggunakan persamaan gerak lurus beraturan, yaitu: 𝑋 = 𝑉2 . 𝑡 Sedangkan waktu jatuh fluida: ℎ=



1 2 𝑔𝑡 2



𝑡=√



2ℎ 𝑔



E. Metode Pembelajaran Model Pembelajaran



: Inquiry Training



Pendekatan



: Scientific



Metode Pembelajaran



:Ceramah, Latihan, Tanya jawab, Demonstrasi, Penugasan, serta eksperimen



F. Sumber Pembelajaran 1. Kanginan,Marthen.2007.Fisika



Untuk



SMA



Kelas



XII



Semester



II.Jakarta:Erlangga 2. Rosyid, Muhammad. 2008. Kajian Konsep Fisika 2 untuk Kelas XI SMA dan MA. Jakarta: Platinum. 3. Siswanto.2009.Kompetensi Fisika Untuk SMA Kelas XI.Jakarta:Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional. 4. Tipler,P.1998.Fisika untuk Sains dan Teknik jilid 1.Jakarta : Erlangga



8



G. Media, Alat, dan Sumber Pembelajaran Media



: Laptop, Papan Tulis, Spidol, Animasi, Macromedia Flash dan Powerpoint.



Alat dan Bahan



: LKPD



9



I. PENILAIAN Teknik Penilaian



: Unjuk kerja, tes tertulis dan penugasan



Bentuk Test



: Uraian



Teknik



: Penilaian Sikap (LP-1) Penilaian Pengetahuan (LP-2) Penilaian Keterampilan (LP-3)



No



Aspek yang dinilai



1.



Sikap



2.



a. Rasa ingin tahu b. Bekerjasama c. Tanggung jawab d. Kreatif e. Menghargai f. Jujur g. Disiplin h. Sopan i. Toleransi Pengetahuan



Teknik Penilaian Observasi



Waktu Penilaian Selama pembelajaran sedang bderlangsung dan saat diskusi Setelah kegiatan diskusi kelompok



Tes tertulis dan



Tes tertulis



Penugasan 3.



Keterampilan a. b. c. d.



Penilaian Unjuk Kerja



Melakukan percobaan Pengamatan dalam percobaan Data hasil percobaan Membuat kesimpulan



Saat proses pembelajaran dan diskusi kelompok



Medan, Mei 2016 Mengetahui



Dosen PPP Fisika



Pengembang RPP



Dr. Mariati Purnama S, M.Pd



Winda Ludovika M



NIP.



NIM: 4133321040



10