Upload
lydung
View
488
Download
15
Embed Size (px)
Citation preview
Analisis Gerak Melingkar
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
1. Identitas
a. Nama Mata Pelajaran
b. Kelas / Semester
c. Kompetensi Dasar
3.6. Menganalisis besaran fisis pada gerak melingkar dengan
laju konstan (tetap) dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari
4.6. Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang
gerak melingkar, makna fisis dan pemanfaatannya
d. Materi Pokok
e. Alokasi Waktu
f. Pertemuan ke
g. Tujuan Pembelajaran
Melalui langkah pembelajaran dengan model 5E yaitu dimulai dari
Engagement, Exploration, Explanation, Elaboration/Extension
Evaluation, maka Anda diharapkandapat
pengetahuan yaitu memahami, menerapkan, menganalisis, dan
mengevaluasi, dan diharapkan pula Anda memiliki keterampilan
(mengamati, mencoba, meny
tanggungjawab, dan peduli), serta Anda dapat mengembangkan
kemampuan berpikir kritis, Anda dapat berkomunikasi dan
berkolaborasi dengan sesama teman. Pada akhirnya Anda diharapkan
dapat menguasai kompetensi dasar yang d
mencapai kemampuan secara optimal dalam menyelesaikan persoalan
dalam Gerak Melingkar
UKBM Fis
Analisis Gerak Melingkar
Nama Mata Pelajaran : FISIKA
: X / satu
:
KOMPETENSI DASAR
Menganalisis besaran fisis pada gerak melingkar dengan
laju konstan (tetap) dan penerapannya dalam kehidupan
hari
Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang
gerak melingkar, makna fisis dan pemanfaatannya
: Besaran Fisis pada Gerak Melingkar
: 3 pertemuan ( 9 JP)
: 1, 2 dan 3(@ 3JP)
Tujuan Pembelajaran :
Melalui langkah pembelajaran dengan model 5E yaitu dimulai dari
, Exploration, Explanation, Elaboration/Extension
maka Anda diharapkandapat mencapai kompetensi
pengetahuan yaitu memahami, menerapkan, menganalisis, dan
mengevaluasi, dan diharapkan pula Anda memiliki keterampilan
(mengamati, mencoba, menyaji, dan menalar), dan sikap (jujur,
tanggungjawab, dan peduli), serta Anda dapat mengembangkan
kemampuan berpikir kritis, Anda dapat berkomunikasi dan
berkolaborasi dengan sesama teman. Pada akhirnya Anda diharapkan
dapat menguasai kompetensi dasar yang diberikan serta dapat
mencapai kemampuan secara optimal dalam menyelesaikan persoalan
dalam Gerak Melingkar
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
1
Menganalisis besaran fisis pada gerak melingkar dengan
laju konstan (tetap) dan penerapannya dalam kehidupan
Melakukan percobaan berikut presentasi hasilnya tentang
Besaran Fisis pada Gerak Melingkar
Melalui langkah pembelajaran dengan model 5E yaitu dimulai dari
, Exploration, Explanation, Elaboration/Extension dan
mencapai kompetensi
pengetahuan yaitu memahami, menerapkan, menganalisis, dan
mengevaluasi, dan diharapkan pula Anda memiliki keterampilan
aji, dan menalar), dan sikap (jujur,
tanggungjawab, dan peduli), serta Anda dapat mengembangkan
kemampuan berpikir kritis, Anda dapat berkomunikasi dan
berkolaborasi dengan sesama teman. Pada akhirnya Anda diharapkan
iberikan serta dapat
mencapai kemampuan secara optimal dalam menyelesaikan persoalan
Analisis Gerak Melingkar
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
h. Materi Pembelajaran
Agar konsep dan teori yang akan Anda pelajari pada UKB
dengan baik, maka terlebih dahulu bacalah Buku Teks Pelajaran (BTP) berikut:
o Sri Handayani,
dan MA kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan
Nasional.
o Ketut Kamajay
X. Jakarta: Grafindo Media Pratama edisi Revisi 2016
o Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) Gerak
konstan (tetap)
o Nuracmandayani, S. 2009. Fisika 1 : Untuk SMA/MA Kelas X. Jaka
Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
o Sumarsono, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi
Melingkar, dan tidak
internet.
2. Peta Konsep
UKBM Fis
Materi Pembelajaran
Agar konsep dan teori yang akan Anda pelajari pada UKBM ini dapat Anda kuasai
dengan baik, maka terlebih dahulu bacalah Buku Teks Pelajaran (BTP) berikut:
Sri Handayani, Ari Damari, Buku Sekolah Elektronik, Fisika untuk SMA
dan MA kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan
Ketut Kamajaya, Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar Fisika: Untuk kelas
X. Jakarta: Grafindo Media Pratama edisi Revisi 2016
Lembar Kegiatan Peserta Didik (LKPD) Gerak Melingka
konstan (tetap)
Nuracmandayani, S. 2009. Fisika 1 : Untuk SMA/MA Kelas X. Jaka
Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Sumarsono, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi
dan tidak tertutup kemungkinan Anda juga dapat mencarinya di
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
2
ini dapat Anda kuasai
dengan baik, maka terlebih dahulu bacalah Buku Teks Pelajaran (BTP) berikut:
Buku Sekolah Elektronik, Fisika untuk SMA
dan MA kelas X. Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan
a, Buku Siswa Aktif dan Kreatif Belajar Fisika: Untuk kelas
X. Jakarta: Grafindo Media Pratama edisi Revisi 2016
Melingkar dengan laju
Nuracmandayani, S. 2009. Fisika 1 : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta:
Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Sumarsono, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Pusat
dan buku lain yang sekiranya Anda temukan berkaitan dengan materi Gerak
tertutup kemungkinan Anda juga dapat mencarinya di
Analisis Gerak Melingkar
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
3. Kegiatan Pembelajaran
a. Pendahuluan
Sebelum Anda memulai untuk
sudah memahami tentang
permasalahan dan metode penyelesaiannya.
Coba Anda ingat dan pahami kembali materi tersebut melalui pertanyaan
pertanyaan berikut!
1. Apakah yang dimaksud dengan gerak lurus?
2. Mengapa disebut gerak lurus?
3. Apakah yang dimaksud dengan titik acuan?
4. Apakah yang Anda pahami tentang kecepatan?
5. Metode apa saja yang dapat digunakan untuk menyelesaikan
gerak lurus?
6. Coba pikirkan adakah hubungan antara putaran roda dan
7. Apakah yang dimaksud dengan gerak melingkar?
Setelah Anda bisa menjawab pertanyaan di atas, silahkan
belajar berikutnya
untuk membimbing kembali terkait
Amatilah gambar-gambar berikut:
Sepeda gunung dirancang dengan gir
yang dapat diubah-ubah kecepatannya
a
Bianglala perlu diatur kecepatannya agar penumpang tetap aman, ketika di posisi
bawah atau atas
c
UKBM Fis
Kegiatan Pembelajaran
memulai untuk mengikuti kegiatan belajar
sudah memahami tentang Kinematika dan Dinamika Gerak Lurus beserta
permasalahan dan metode penyelesaiannya.
Coba Anda ingat dan pahami kembali materi tersebut melalui pertanyaan
pertanyaan berikut!
yang dimaksud dengan gerak lurus?
Mengapa disebut gerak lurus?
Apakah yang dimaksud dengan titik acuan?
Apakah yang Anda pahami tentang kecepatan?
Metode apa saja yang dapat digunakan untuk menyelesaikan
Coba pikirkan adakah hubungan antara putaran roda dan
Apakah yang dimaksud dengan gerak melingkar?
bisa menjawab pertanyaan di atas, silahkan dilanjut
nya. Apabila belum paham, mintalah pada teman atau guru
untuk membimbing kembali terkait tentang Gerak Lurus.
gambar berikut:
Sepeda gunung dirancang dengan gir
ubah kecepatannya
Pembalap motor melintasi jalan
berkelok dan harus memringkan
kendaraan agar aman melintas
b
Bianglala perlu diatur kecepatannya agar penumpang tetap aman, ketika di posisi
Jarum jam bergerak dengan lintasan melingkar dengan kecepatan yang tetap
d
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
3
kegiatan belajar ini, pastikan Anda
Kinematika dan Dinamika Gerak Lurus beserta
Coba Anda ingat dan pahami kembali materi tersebut melalui pertanyaan-
Metode apa saja yang dapat digunakan untuk menyelesaikan persoalan dalam
Coba pikirkan adakah hubungan antara putaran roda dan panjang lintasan?
lanjutkan ke kegiatan
. Apabila belum paham, mintalah pada teman atau guru Anda
Apersepsi
Mengingat kembali
materi yang lalu
Kolaborasi
Pembalap motor melintasi jalan
berkelok dan harus memringkan
kendaraan agar aman melintas
Jarum jam bergerak dengan lintasan melingkar dengan kecepatan yang tetap
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
4
Beberapa istilah penting
� Kecepatan linier adalah kecepatan suatu benda yang bergerak dan
berhubungan dengan panjang lintasan yang ditempuhnya dan selang waktu
tempuhnya
� Kecepatan sudut adalah kecepatan yang berhubungan dengan besar sudut
tempuh dan waktu tempuh.
� Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali putaran
penuh
� Frekuensi adalah banyaknya putaran dalam satu satuan waktu
� Percepatan Sentripetal adalah percepatan yang selalu mengarah ke pusat
� Percepatan sentrifugal adalah percepatan yang berfungsi sebagai
penyeimbang percepatan sentripetal
Cermati kejadian-kejadian pada gambar di atas. Apakah ada hal-hal yang ingin Anda
ketahui lebih jauh? Buatlah pertanyaan-pertanyaan berkaitan dengan kejadian pada tiap
gambar yang disajikan dan tulislah pada bagian berikut. Pertanyaan-pertanyaan yang
Anda buat tentu harus berkaitan dengan materi, dan keluasan pertanyaan dapat
menunjukkan kemampuan Anda dalam aspek berpikir tingkat tinggi.
Berkaitan dengan UKBM ini, kita akan belajar tentang Gerak Melingkar tentu ada
beberapa istilah penting yang perlu Anda pahami terlebih dahulu.
Perhatikan persoalan berikut yaaa!!
Ada kalanya Anda ingin melakukan sebuah pengukuran yaitu Anda
ingin mengetahui berapa jarak antara suatu titik ke titik berikutnya
yang ditempatkan secara acak. Fakta ini tdk biasanya Anda temui di
lapangan. Pada umumnya jika Anda ingin melakukan pengukuran
panjang, tentu saja Anda akan menggunakan alat ukur panjang.
Sebenarnya ada hubungan antara panjang suatu lintasan dengan pokok
bahasan yang akan kita pelajari melalui UKB ini, yaitu ada hubungan
antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran. Persoalan ini akan
menjadi tidak sederhana apabila jarak kedua titik tersebut ditetapkan
secara acak. Misalnya jarak kedua titik tersebut tidak tepat sama dengan
keliling
Lingkaran tersebut, tetapi bisa jadi jaraknya kurang dari keliling
lingkaran atau justru lebih dari keliling lingkaran. Nah dalam UKB ini
Anda akan mencoba untuk melakukan kegiatan menentukan jarak antara
dua titik tanpa menggunakan penggaris atau alat ukur panjang, tetapi
secara praktis melalui percobaan dan Anda dapat mendiskusikannya
bersama teman sekelompok, kemudian Anda diminta untuk membuat
bahan presentasidan menyampaikannya kemudian sampai pada sebuah kesimpulan
Permasalahan
kontekstual yang
sifatnya HOTS
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
5
Sebelum Anda menyelesaikan masalah di atas, manfaatkan pengetahuan dan
keterampilan yang sudah Anda miliki pada UKBM sebelumnya dan pelajari LKPD 1
yang terdapat pada Lampiran 1. UKBM ini,serta menjawabnya dalam lembar kerja /
buku kerja yang Anda miliki.
Setelah Anda selesai menjawab semua pertanyaan pada LKPD 1, Anda dapat
melanjutkan untuk mempelajari dan menyelesaikan persoalan yang terdapat pada
LKPD 2.
LKPD 2 yang dimaksud dapat dilihat pada lampiran 2. UKBM ini.
b. Kegiatan Inti
1) Petunjuk Umum UKBM
a) Melalui UKBM ini Anda akan mengembangkan kemampuan bernalar
menggunakan data yang Anda peroleh melalui percobaan di lapangan
untuk menyelesaikan masalah kontekstual dan melaporkan hasilnya
melalui presentasi sehingga Anda akan terlatih berkomunikasi dengan
baik. Aktivitas berpikir yang akan Anda latihkan dalam UKBM ini adalah
menganalisis permasalahan kontekstual, mengevaluasi strategi-strategi
penyelesaian masalah menggunakan prinsip-prinsip fisika dari
permasalahan tersebut. Untuk itu, Anda harus belajar dengan sabar dan
tekun sehingga Anda bisa tahu, dan mampu melakukan aktifitas
berpikir tinggi tersebut melalui kegiatan belajar ini.
b) Selain literasi yang sudah Anda baca dan pelajari, untuk keperluan
ini Anda boleh mencarinya di internet.
c) Kerjakan UKBM ini dibuku kerja atau langsung mengisikan pada bagian
yang telah disediakan. Anda bisa bekerja sendiri, namun akan lebih baik
apabila bekerjasama dengan teman lain sekaligus berlatih untuk
berkolaborasi dan berkomunikasi dengan baik.
d) Anda dapat belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan ayo
berlatih, apabila Anda yakin sudah paham dan mampu menyelesaikan
permasalahan-permasalahan dalam kegiatan belajar 1dan 2, Anda boleh
sendiri atau mengajak teman lain yang sudah siap untuk mengikuti tes
formatif agar Anda dapat belajar ke UKBM berikutnya.
2) Kegiatan Belajar
Ayo kita cermati kembali LKPD 1 yang terdapat dalam lampiran 1. UKBM ini .
Ikuti kegiatan belajar dengan tetap berusaha menjawab semua pertanyaan
dengan penuh kesabaran dan konsentrasi!!!
Penguatan Karakter
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
6
Panjang lintasan dalam gerak melingkar yaitu keliling dari lingkaran tersebut yang bernilai 2πR.
Hasil bagi panjang lintasan linear yang ditempuh benda dengan selang waktu tempuhnya
disebut sebagai Kecepatan linear (v ).
Kegiatan Belajar 1
Bacalah uraian singkat materi dan contoh berikut dengan penuh konsentrasi!
Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
dengan: T = , maka v = 2πrf.
Contoh
Sebuah mobil memiliki kipas pendingin mesin. Titik dipinggiran kipas berputar
dengan kecepatan 300 rpm. Jika jari-jari kipas 20 cm, nilai kecepatan linear titik di
pinggiran kipas adalah
Penyelesaian: f = 300/ 60 putaran/sekon
= 5 putaran/sekon
= 5 Hz
m/s
Kesimpulan:
Jadi, kecepatan linear di ujung kipas 2π m/s atau 6,28 m/s
Ayoo berlatih!
Setelah Anda memahami uraian singkat materi dan contoh di atas, coba diskusikan
dengan teman Anda soal berikut ini:
1. Sebutkan besara-besaran fisis yang terdapat pada gerak melingkar!
rfv π2=
)5)(2,0(2π=v
π2=v
LOTS
Pemahaman mendasar
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
7
2. Jika memperhatikan contoh di atas, coba diskusikan dengan teman Anda. Apakah
yang akan terjadi apabila jari-jari sebuah kipas angin diperkecil? Dan apakah yang
akan terjadi jika jari-jarinya diperbesar?
Tuliskan jawaban Anda pada kolom berkut:
Jika Anda masih ragu, mintalah bantuan kepada teman yang Anda anggap mampu
untuk menyelesaikan persoalan di atas. Untuk memastikannya, Anda dapat
menyampaikan permasalahan ini kepada Guru.
Apabila Anda telah mampu menyelesaikan permasalahn di atas, maka Anda bisa
melanjutkan pada kegiatan belajar 2 berikut.
Setelah Anda yakin bahwa Anda sudah memahami tentang LKPD 1, marilah pada
kesempatan ini kita cermati kembali LKPD 2 khususnya pada pertanyaan no. 3. Pada
pertanyaan no. 3 tersebut jelas bahwa letak 2 titik yang dimaksud bukan pada
kelipatan keliling roda, tetapi kemungkinan yang ada adalah lebih atau bahkan
kurang dari keliling roda atau kelipatannya. Bagaimana Anda memikirkan hal
tersebut?
Ikuti langkah berikut:
1. Tandai roda pada sembarang titiknya
2. Hitunglah banyaknya juring pada roda tersebut
3. Setelah Anda tahu banyaknya juring pada roda tersebut, hitunglah besar
sudut juringnya dengan cara membagi besar sudut dalam satu lingkaran
penuh dengan banyaknya juring.
Besar sudut 1 lingkaran adalah 3600, maka:
Menujukkan kegiatan belajar
yang bertahap dan berlanjut
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
8
3600/ n buah juring = N
N adalah besar sudut tiap juring lingkaran dan dinyatakan
dalam satuan derajad.
1 juring roda
Pada gambar di samping
Terdapat 14 juring.
Sehingga:
3600/ 14 = 25,710
Jadi besar sudut juringnya
Adalah 25,710
Nah, sekarang coba lakukan pengukuran terhadap panjang lintasan yang ditetapkan
secara acak seperti pada LKPD 2.
Ilustrasi:
A B
K 1 juring
Maka panjang lintasan dari A ke B dapat ditentukan dengan cara:
XAB = keliling lingkaran + 1juring lingkaran
1 juring lingkaran di atas adalah sebesar 1/14 putaran.
Besarnya sudut 1 juring lingkaran adalah sama dengan besarnya nilai sudut yang jari
roda R. secara matematis , dapat dituliskan sbb:
Ɵ = s / R untuk satu putaran, s = 2ᴨR, sehingga persamaannya
menjadi Ɵ = 2ᴨR / R = 2ᴨ radian
Jadi: 1 putaran = 2ᴨrad = 3600
Maka:
Panjang lintasan pada ilustrasi di atas adalah:
3600 + 25,710 = 358,710
Hasil di atas dapat juga dinyatakan sebagai s = K + panjang busur 1 juring
Analisis Gerak Melingkar
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
S = 2
Misalnya R = 15 cm, maka:
S = 2 x 3,14 x 15 cm + ( 25,71
S = 94,2 + 6,73
S = 100,93 cm
Ayo berlatih!!
Nah… jika Anda sudah memahami penyelesaian soal pada ilustrasi di atas,
lakukan percobaan seperti pada LKPD 2
lengkap dan diskusikan
Setelah Anda melakukan diskusi, Buatlah laporan hasil percobaan dan
Anda dalam bentuk presentasi di muka kelas!
Bagian ini dapat
dikreasi lagi,
sehingga darimana
guru mendaptkn
bukti tentang
kemampuan siswa
dapat lebih terukur
dan self-report ini
bisa sebagai
instrumen guru
berdasarkan hasil
pengamatan/meng
ecek jawaban siswa
Amatilah demonstrasi yang dilakukan
rekan Anda di depan kelas dengan
menggunakan sebuah bola kecil yang
dihubungkan dengan tali! Anda juga
bisa melakukan sendiri demonstrasi
yang dilakukan dengan menggunakan
bola pingpong d
disediakan. Putarlah alat Anda
tersebut!
a. Perhatikan gerak bola, apakah bola terpental keluar?
b. Bagaimana jika alat tersebut ditambah satu bola lagi, apa yang
terjadi? Apakah kedua bola tersebut ketika diputar akan
bertabrakan?Jelaskan
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
Kegiatan Belajar
UKBM Fis
S = 2ᴨR + (sudut juring / 3600 ) x 2ᴨR
Misalnya R = 15 cm, maka:
S = 2 x 3,14 x 15 cm + ( 25,710 / 3600 ) x 2x3,14x 15 cm
S = 94,2 + 6,73
S = 100,93 cm
Nah… jika Anda sudah memahami penyelesaian soal pada ilustrasi di atas,
seperti pada LKPD 2 secara teliti, kumpulkan data
lengkap dan diskusikan hasil percobaan Anda dengan sesama teman kelompok!
Setelah Anda melakukan diskusi, Buatlah laporan hasil percobaan dan
presentasi di muka kelas!
Amatilah demonstrasi yang dilakukan
rekan Anda di depan kelas dengan
menggunakan sebuah bola kecil yang
dihubungkan dengan tali! Anda juga
bisa melakukan sendiri demonstrasi
yang dilakukan dengan menggunakan
bola pingpong dan tali yang sudah
disediakan. Putarlah alat Anda
Perhatikan gerak bola, apakah bola terpental keluar?
Bagaimana jika alat tersebut ditambah satu bola lagi, apa yang
terjadi? Apakah kedua bola tersebut ketika diputar akan
bertabrakan?Jelaskan pendapatmu!
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
Kegiatan Belajar 2
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
9
) x 2x3,14x 15 cm
Nah… jika Anda sudah memahami penyelesaian soal pada ilustrasi di atas, Cobalah
secara teliti, kumpulkan data-data secara
hasil percobaan Anda dengan sesama teman kelompok!
Setelah Anda melakukan diskusi, Buatlah laporan hasil percobaan dan hasil diskusi
Bagaimana jika alat tersebut ditambah satu bola lagi, apa yang
terjadi? Apakah kedua bola tersebut ketika diputar akan
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
--------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
10
Bacalah uraian singkat materi dan contoh berikut dengan penuh konsentrasi!
Gerak melingkar beraturan adalah gerak suatu benda yang menempuh lintasan
melingkar dengan besar kecepatan tetap dan percepatan sudutnya nol (α = 0).
Dari definisi di atas dapat dituliskan sifat-sifat gerak melingkar beraturan sebagai
berikut.
Dari nilai ω yang tetap dapat diturunkan posisi sudut tiap saat dengan menggunakan
definisi kecepatan sudut seperti berikut.
dengan : θ = posisi sudut (rad)
θo = posisi sudut awal (rad)
ω = kecepatan sudut (rad/s)
t = waktu (s)
Percepatan sudut (�)
Benda yang bergerak melingkar memiliki kecepatan sudut �, apabila kecepatan sudut
semakin semakin besar maka benda akan mengalami percepatan sudut (�). Sehingga
percepatan sudut didefenisikan sebagai perubahan kecepatan sudut tiap satuan waktu.
� =∆�
∆
� =� −��
−�
Keterangan :
α : percepatan sudut (rad/s)
ω: kecepatan sudut (rad/s)
t: selang waktu (sekon)
Materi disampaikan
ringkas membantu
siswa dalam
pengerjaan UKBM
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
11
Besar kecepatan linear pada gerak melingkar beraturan adalah nol. Namun, arah
kecepatan linear berubah setiap waktu. Perubahan arah ini menyebabkan adanya selisih
kecepatan linear. Selisih kecepatan dalam selang waktu tertentu selalu menuju pusat
lingkaran.
Selisih atau perubahan arah kecepatan linear pada selang waktu tertentu menyebabkan
adanya percepatan yang arahnya selalu menuju pusat lingkaran yang disebut dengan
percepatan sentripetal(��).
�� =�
�������� = ��
�� =��������� =
2�
�� =4��
Adapun gaya sentripetal merupakan perkalian antara massa benda dan percepatan
sentripetal benda atau dapat dirumuskan sebagai berikut:
Fs = m "#
$ = m. ω2. R =
%.'#.$.(
)#
Setiap benda yang bergerak melingkar memerlukan gaya sentripetal yang berfungsi
untuk mengubah arah herak benda sehingga tetap pada lintasan berupa lingkaran. Di
dalam soal-soal gerak melingkar kadang kala dikemukakan juga gaya sentrifugal. Gaya
ini berbeda dengan gaya sentripetal, karena arah gaya sentripetal menuju pusat
lingkaran sedangkan gaya sentrifugal menuju ke luar dari pusat lingkaran.
1. Sebuah partikel bergerak melingkar beraturan dengan posisi sudut awal 5 rad. Jika
partikel bergerak dengan kecepatan sudut 10 rad/s, tentukanlah posisi sudut akhir
pada saat t = 5 s.
Jawab
Diketahui : θo = 5 rad
ω = 10 rad/s
Contoh soal untuk
membantu
pemahaman siswa
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
12
t = 5 s
Ditanya : θt
Jawab :
θt = θo + ω.t
θt = 5 + 10 . 5
θt = 55 rad
Jadi, posisi sudut akhir partikel adalah 55 rad.
2. Sebuah benda bergerak melingkar beraturan. Ketika t = 0 s posisi sudutnya 4 rad. Setelah 5
detik posisi sudutnya menjadi 20 rad. Tentukan:
a. Kecepatan sudutnya
b. Percepatan sentripetalnya jika diketahui jari-jari lingkaran 5 cm.
Penyelesaian:
a. � =∆*
∆+=
*,*-
+,+-=
.,%
/,.=
�0
/= 3,2rad/s
b. �� = �� = (3,2). 0,05 = 0,51 m/s2
Agar lebih memahami konsep gerak melingkar beraturan, ayo berlatih!
Ayoo berlatih!
Setelah Anda memahami uraian singkat materi dan contoh di atas, coba diskusikan
dengan teman Anda soal berikut ini:
3. Sebutkan lima contoh benda yang bergerak melingkar dalam kehidupan sehari-
hari!
4. Dari kelima contoh tersebut, manakah yang merupakan gerak melingkar
beraturan dan jelaskan jawaban Anda!
5. Berilah contoh benda-benda angkasa yang bergerak melingkar. Tentukanlah laju
translasi dan laju sudutnya dengan melihat data-data yang ada!
6. Seorang pembalap motor pada saat membelok ke kiri, maka motor akan
dimiringkan ke kiri, dan pada saat membelok ke kanan akan dimiringkan ke kanan.
Mengapa harus demikian?Tulislah hasilnya pada buku kerja Anda!
Apabila Anda telah mampu menyelesaikan permasalahan di atas, maka Anda bisa
melanjutkan pada kegiatan belajar berikutnya.
Pada kegiatan belajar 2, Anda akan melakukan kinerja ilmiah. Sebaiknya Anda
mempelajari materi pada aktivitas ilmiah yang dilakukan sehingga penguasaan konsep
akan didapatkan dengan baik. Berikut sajian materi hubungan roda-roda yang akan
Anda gunakan untuk melakukan kinerja ilmiah pada kegiatan belajar 2. Anda dapat
memperkaya pemahaman dengan membaca materi pada Buku Teks Pelajaran yang
sudah disediakan dan dapat menggunakan sumber lain (internet) sebegai pelengkap
untuk memperkaya pemahaman konsep.
Kolaborasi
Soal
HOTS,
berpikir
kritis
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
13
Bacalah dan Pahami
Dengan berkolaborasi bersama kelompok, lakukanlah percobaan tentang hubungan
roda-roda sesuai dengan prosedur kerja yang disajikan pada Lembar Kerja Siswa.
Bacalah prosedur kerja dengan benar dan lakukan percobaan dengan teliti sesuai
prosedur yang diinginkan agar data yang dihasilkan akurat dan benar ! Kembangkanlah
kemampuan Anda dalam berpikir kritis dan kreatif ketika melakukan percobaan. Untuk
memperdalam analisis Anda dalam menginterpretasikan data hasil percobaan, bacalah
informasi dari Buku Teks Pelajaran yang disediakan dan dari sumber relevan yang
lainnya, kemudian diskusikanlah dengan rekan dalam kelompok.
Kegiatan Belajar 3
Berpikir
kritis,
kreatif,
mengemb
angkan
karakter
dalam
kinerja
ilmiah
Gerak melingkar dapat Anda analogikan sebagai gerak roda sepeda, sistem gir pada
mesin, atau katrol. Pada dasarnya ada tiga macam hubungan roda-roda. Hubungan
tersebut adalah hubungan antar dua roda sepusat, bersinggungan, dan dihubungkan
memakai tali atau rantai.
a) Roda sepusat, memiliki kecepatan sudut yang sama (ωA = ωB)
b) Roda bersinggungan, memiliki kecepatan linier yang sama (vA = vB)
c) Roda dihubungkan dengan tali memiliki kecepatan linier yang sama (vA = vB)
Pemahaman
a) b) c)
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
14
Lampiran 1. LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 1
LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK 1
Menganalisis gerak melingkar beraturan dan hubungan roda-roda
� Tiga roda yang berhubungan (Sepeda)
� Penggaris
� Stopwatch
� Siapkan tiga roda yang berhubungan seperti pada gambar 1 di bawah. Rangkaian ini
dapat menggunakan sepeda gunung. Roda A (gir belakang), roda B, dan roda C (gir
depan)
Gambar 1. Tiga roda berhubungan
� Ukurlah jari-jari ketiga roda dengan menggunakan penggaris
� Putarlah pedal selama 10 sekon dan bersamaan itu hitung banyaknya putaran (n) dari
roda A, B, dan C dengan membagi tugas pada setiap anggota kelompok.
� Hitunglah kecepatan sudut setiap roda
� Ulangi langkah 3 dan 4 sebanyak 5 kali dengan memutar pedal lebih lambat / cepat
sehingga kecepatan sudutnya berubah
� Catatlah hasil pengamatan dalam tabel 1
No ωA (rad/s) ωB (rad/s) ωC (rad/s) VA (m/s) VB (m/s) VC (m/s)
Tujuan
Alat dan Bahan
Prosedur Kerja
Mengemb
angkan
kemampu
an
menganali
sis,
kolaborasi
, dan
komunika
si
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
15
1. Bandingkan nilai ω dan v pada setiap roda A, B dan C!
2. Berdasarkan eksperimen yang telah kamu lakukan, coba jelaskan mengapa ketika
pedal sepeda diputar dengan cepat roda belakang juga berputar dengan cepat.
……………………………..…………………………………………………………………………………………..………
………………………………..…………………………………………………………………………………………..……
…………………………………..……………………………………………………………………………………..
3. Bagaimana hubungan antara gerak roda belakang dengan gir belakang serta gir depan
sepeda?
……………………………..…………………………………………………………………………………………..………
………………………………..…………………………………………………………………………………………..……
…………………………………..…………………………………………………………………………………….............
4. Tuliskan kekeliruan atau kelemahan praktik yang mungkin terjadi! (HOTS)
……………………………..…………………………………………………………………………………………..………
………………………………..…………………………………………………………………………………………..……
…………………………………..…………………………………………………………………………………….............
5. Tuliskan saran dan rekomendasi untuk memperbaiki eksperimen!
……………………………..…………………………………………………………………………………………..………
………………………………..…………………………………………………………………………………………..……
…………………………………..…………………………………………………………………………………….............
6. Buatlah kesimpulan dari percobaan yang dilakukan
……………………………..…………………………………………………………………………………………..………
………………………………..…………………………………………………………………………………………..……
…………………………………..……………………………………………………………………………………............
7. Buatlah laporan praktik secara deskriptif disertai foto dokumen dengan struktur :
judul praktikum, tempat dan tanggal praktik, tujuan, landasan teori, alat dan bahan,
langkah kerja, data percobaan, pengolahan dan analisis data. Pengayaan laporan dapat
dilakukan dengan membuatnya dalam bentuk video berdurasi maksimum 5 menit dan
diupload melalui jejaring sosial.
8. Komunikasikan hasil percobaan yang dilakukan dengan mempresentasikannya.
Diskusi
HOTS,
Berpikir
kritis,
kreatif,
mengemb
angkan
karakter
dalam
kinerja
ilmiah Mengembangkan
Pengetahuan
metakognitif
HOTS,
Berpikir
kritis,
kreatif,
literasi
media,
berbasis
TIK
Mengembangkan
kemampuan
berkomunikasi dengan
baik
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
16
Penutup
Bagaimana Anda sekarang?
Setelah Anda belajar bertahap dan berlanjut melalui kegiatan belajar 1, 2 dan3, berikut
diberikan Tabel untuk mengukur diri Anda terhadap materi yang sudah Anda pelajari.
Jawablah dengan jujur terkait dengan penguasaan materi pada UKBM ini pada tabel
berikut.
Tabel Refleksi Diri Pemahaman Materi
No Pertanyaan Ya Tidak
1. Apakah Anda sudah memahami manfaat dari mempelajari
gerak melingkar dengan laju konstan?
2. Apakah Anda sudah mengerti dan memahami hubungan
antara besaran fisika dalam gerak melingkar dengan laju
konstan?
3. Apakah Anda telah memahami karateristik gerak melingkar
beraturan, konsep percepatan sentripetal dan gaya sentripetal
serta hubungan antar roda-roda?
4. Dapatkah Anda menganalisis karateristik gerak melingkar
beraturan, konsep percepatan sentripetal dan gaya sentripetal
serta hubungan antar roda-roda?
5. Dapatkah Anda merancang dan melakukan percobaan gerak
melingkar dan hubungan roda-roda?
6. Dapatkah Anda menyelesaikan permasalah kontekstual yang
berkaitan dengan gerak melingkar beraturan, konsep
percepatan sentripetal dan gaya sentripetal serta hubungan
antar roda-roda??
Jika menjawab “TIDAK” pada salah satu pertanyaan di atas, maka pelajarilah
kembali materi tersebut dalam Buku Teks Pelajaran (BTP) dan pelajari ulang
kegiatan belajar yang tersedia.Sekiranya perlu Anda ulang dengan bimbingan
Guru atau teman sejawat, maka lakukanlah!. Jangan putus asa untuk
mengulang lagi!. Dan apabila Anda menjawab “YA” pada semua pertanyaan,
maka isilahkotak berikut.
Dimana posisimu?
Ukurlah diri Anda dalam menguasai materi Gerak Melingkar dalam rentang 0 –
100, tuliskan ke dalam kotak yang tersedia.
Karakter
Dorongan
untuk
melaksanak
an kegiatan
peer
instruction,
berkolabora
si,
berkomunik
asi,
berkarakter
Analisis Gerak Melingkar UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
17
Setelah Anda menuliskan penguasaanmu terhadap materi Gerak Melingkar,
lanjutkan kegiatan berikut untuk mengevaluasi penguasaan Anda!.
UJI KREATIVITAS
Anda sudah mengikuti tiga kegiatan belajar tentang gerak melingkar, tentunya Anda
pasti sudah memahami konsep yang telah dipelajari. Nah, sekarang coba uji
kemampuan Anda dalam berkreativitas dengan melakukan proyek berikut! Anda bisa
berkolaborasi dengan dua rekan Anda!
Ini adalah bagian akhir dari UKBM FIS- 3.6/4.6/1/6-6 mintalah tes formatif kepada
Guru Anda sebelum belajar ke UKBM berikutnya. Sukses untuk Anda!!
PETUNJUK UJI KREATIVITAS
1. Siapkan papan triplek kira-kira ukuran 1 m x 1m. Buatlah papan tersebut licin
dengan menaburkan bedak bayi atau tepung. Tancapkan sebuah paku di
tengah papan secara longgar. Ikatkan salah satu ujung benang pada paku
tersebut secara longgar. Ujung lain diikatkan pada karambol sehingga ketika
dipukul mendatar akan bergerak melingkari paku dan tidak memintal.
2. Rancanglah alat pemukul yang mampu menghasilkan pukulan yang sama
kuatnya. Selidiki pengaruh panjang tali terhadap periode putar
3. Bersihkan tepung atau bedak bayi yang sudah digunakan di papan sehingga
menjati tidak licin. Kemukakan argumentasi Anda yang menunjukkan bahwa
koin tersebut bergerak melingkar jika dipukul mendatar! Amati apakah ada
perubahan kecepatannya!
AKU
PASTI
BISA
Analisis Gerak Melingkar
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
LAMPIRAN 1. LEMBAR KERJA GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN
1. Definisikan besaran-besaran fisika yang ada pada sebuah roda.
2. Kaitkan antar besaran
argumentasi dan contoh penerapan rumus
3. Jelaskan jawaban kelompok dengan ringkas pada kertas
UKBM Fis
LAMPIRAN 1. LEMBAR KERJA GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN
RAHASIA GERAK MELINGKAR
(Berkelompok)
besaran fisika yang ada pada sebuah roda.
Kaitkan antar besaran-besaran pada no.1 dalam bentuk rumus dengan memberikan
argumentasi dan contoh penerapan rumus-rumus tersebut.
Jelaskan jawaban kelompok dengan ringkas pada kertas flipchart
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
18
LAMPIRAN 1. LEMBAR KERJA GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN
besaran pada no.1 dalam bentuk rumus dengan memberikan
flipchart atau di laptop.
Analisis Gerak Melingkar
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
Berpikir kritis,
kreatif, kolaborasi,
komunikasi, yang
disusun dari LOTS
ke HOTS
LAMPIRAN 2. LEMBAR KERJA GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN
1. Apa hubungan antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran
2. Tuliskanlah jawaban kelompok dan argumentasi yang mendasarinya.
3. Kaitkanjawaban yang diberikandenganmelakukan kegiatan untuk
mengukur panjang lintasan
Misalnya dari titik A ke titik B.
4. Sajikan analisa pertanyaan, jawaban dan argumentasi kelompok dalam
bentuk video (presentasi).
5. Kirimkan video tersebut ke guru dan juga perwakilan kelompok lain.
UKBM Fis
LAMPIRAN 2. LEMBAR KERJA GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN
RAHASIA GERAK MELINGKAR
(Berkelompok)
Apa hubungan antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran
lah jawaban kelompok dan argumentasi yang mendasarinya.
Kaitkanjawaban yang diberikandenganmelakukan kegiatan untuk
mengukur panjang lintasan yang ditetapkan secara acak.
Misalnya dari titik A ke titik B.
A
Sajikan analisa pertanyaan, jawaban dan argumentasi kelompok dalam
bentuk video (presentasi).
Kirimkan video tersebut ke guru dan juga perwakilan kelompok lain.
UKBM Fis-3.6/4.6/1/6-6
19
LAMPIRAN 2. LEMBAR KERJA GERAK MELINGKAR DENGAN LAJU KONSTAN
Apa hubungan antara panjang lintasan dengan keliling lingkaran?
lah jawaban kelompok dan argumentasi yang mendasarinya.
Kaitkanjawaban yang diberikandenganmelakukan kegiatan untuk
B
Sajikan analisa pertanyaan, jawaban dan argumentasi kelompok dalam
Kirimkan video tersebut ke guru dan juga perwakilan kelompok lain.