DISAIN PEMBELAJARAN FISIKA YANG KONSTRUKTIVISTIK YANG MENDUKUNG PELAKSANAAN KURIKULUM BERBASIS KOMPETENSI SEKOLAH MENENGAH ATAS KELAS X SEMESTER 2

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

DISAIN PEMBELAJARAN FISIKA YANG KONSTRUKTIVISTIK YANG MENDUKUNG PELAKSANAAN KURIKULUM BERBASIS KOMPETENSI SEKOLAH MENENGAH ATAS KELAS X SEMESTER 2

Skripsi Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika

Oleh: Katharina Tri Harjanti NIM. 001424008

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2007

i


ii


iii


Aku tidak mempunyai alasan untuk mengeluh kepada Tuhan atas segala kemalangan yang menimpaku. Apapun yang terjadi terhadap diriku, baik berupa kebahagiaan ataupun kesedihan aku akan tetap setia bersama Kristus karena aku percaya bahwa Ia yang akan memberikan kebahagiaan abadi kepadaku. Life is exhausting. Never stop fighting, but never stop thinking, trying and doing. Work harder, you’ll get better. Give up never. To be higher, but wiser. (Victor Teddy, 2004) 2004) Kupersembahkan skripsi ini untuk : Keluargaku: Bapak H.Ramelan Ibu Mg.Sutiyah Tere dan Widi’s family Kekasihku tercinta V. Teddy Tejo Kusuma, S.Pd

iv


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 22 Januari 2007 Penulis,

Katharina Tri Harjanti

v


ABSTRAK Harjanti, Katharina Tri. (2007). Disain Pembelajaran Fisika yang Konstruktivistik yang Mendukung Pelaksanaan Kurikulum Berbasis Kompetensi Sekolah Menengah Atas Kelas X Semester 2. Program Studi Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Sanata Dharma. Yogyakarta (2007). Skripsi ini merupakan disain pembelajaran yang bersifat konstruktivis bagi siswa. Disain pembelajaran ini dibuat untuk mendukung pelaksanaan kurikulum berbasis kompetensi, yaitu pembelajaran yang konstruktivistik yang mengarahkan siswa untuk membentuk pengetahuannya sendiri. Dalam hal ini guru tidak dapat memindahkan pengetahuannya kepada siswa sehingga belajar merupakan proses aktif membentuk pengetahuan dan mengajar adalah membantu agar proses pembentukkan tersebut dapat berjalan dengan lancar. Disain ini terdiri dari: 1) Rencana pembelajaran satu semester termasuk distribusi waktu dan evaluasi, 2) Silabus dan Lembar Kegiatan Siswa (LKS). Disain ini diarahkan untuk membuat siswa semakin aktif terlibat dalam proses pembentukan pengetahuan khususnya memahami uraian, menjawab pertanyaan, melakukan percobaan, mencatat data, menganalisis data, menyimpulkan hasil percobaan, mengerjakan soal latihan, dan mencari informasi. Sebagian kecil disain ini sudah di Try Out kan, yaitu Hukum Snellius tentang pemantulan, dan Konsep Pembiasan. Hasil Try Out menunjukkan bahwa penggunaan LKS dapat mengaktifkan siswa untuk menemukan sendiri konsep yang sedang dipelajari yaitu dengan mengerjakan tugas dan menjawab pertanyaan yang ada dalam LKS. Tidak semua tugas dan pertanyaan dalam LKS pada waktu Try Out dapat dikerjakan langsung oleh siswa sehingga guru perlu menyiapkan beberapa pertanyaan arahan kepada siswa untuk membantu agar sampai pada jawaban yang diharapkan. Oleh karena itu, untuk kegiatan lain perlu diantisipasi kemungkinan adanya pertanyaan atau tugas yang menurut perkiraan guru tidak dapat dijawab langsung, dan guru menyiapkan alternatif pertanyaan atau tugastugas untuk mengarahkan siswa.

vi


ABSTRACT Harjanti, Katharina Tri. (2007). Physics Constructivist Learning Encouraging The Implementation of Competency Based Curriculum for Grade X Semester 2 Senior High School. Physics Education Study Program. Department of Science and Mathematics Education. Faculty of Teachers Training and Education. Sanata Dharma University, Yogyakarta (2007).

This study is a constructivist learning design for students. It is made to encourage the implementation of Competency Based Curriculum, i.e. the constructivist learning which directs students to create their own knowledge. For this reason, teachers must not transfer their knowledge to their students so that learning will be an active process to create their knowledge and teaching is to help the process done well. This design consists of: 1) Lesson plan for one semester including time allocation and evaluation, 2) Syllabus and Students worksheet. This is meant to make students more active in the process of creating their knowledge especially understanding the essay, answering questions, experimenting, inputting data, analyzing data, concluding the experiment result, doing the exercise, and finding information. A few parts of this design was tried out, i.e. Snellius Law about reflection, and refraction concept. The result of Try Out shows that the usage of Students Worksheet can activate the students to find their own learning concept, i.e. doing the tasks and answering questions in students’ worksheet. In the Try Out, not all of the tasks and questions in students’ worksheet could be done directly by the students so that the teacher needs to prepare some guiding questions for students to help them achieve the expected answer. Therefore, for the activities which the teacher predicts cannot be solved directly by the students, the teacher must prepare alternative questions and tasks to direct the students.

vii


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, yang telah melimpahkan rahmatNya atas terselesaikannya penulisan skripsi yang berjudul “Disain Pembelajaran Fisika yang Konstruktivistik yang Mendukung Pelaksanaan Kurikulum Berbasis Kompetensi Sekolah Menengah Atas Kelas X Semester 2”. Tujuan penulisan skripsi ini untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana Program Studi Pendidikan Fisika, Jurusan Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidak akan terwujud tanpa bantuan dari berbagai pihak. Maka dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Drs. Fr. Y. Kartika Budi, M.Pd sebagai dosen pembimbing, yang telah dengan sabar memberikan bimbingan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 2. Bapak dan Ibu H. Ramelan yang telah mencurahkan segenap kasih sayangnya, membiayai, memotivasi dan mendoakan demi terselesaikannya skripsi ini. 3. Sr. M. Christera OSF, S.Pd. selaku Kepala Sekolah SMA Virgo Fidelis Bawen dan Ibu Sri Subekti, S.Pd selaku guru fisika yang telah memberikan ijin tempat dan waktunya untuk pelaksanaan Try Out 4. Bpk Andreas Catur Harinomo, S.Pd di SMA PL Thomas Aquino Semarang yang telah meminjamkan kekurangan kaca planparalelnya, sehingga Try Out dapat berjalan dengan lancar

viii


5. Teman-teman satu bimbingan (Dewi, Katrin, Naning, Kalista, Srie, Merry dan Mbak Ana) yang selalu memberikan saran dan motivasinya sehingga skripsi ini akhirnya dapat terselesaikan 6. Ana, Ika, Emmy, Astuti, Wulan, dan Uwie yang selalu memberikan perhatiannya sehingga penulis menjadi termotivasi dalam mengerjakan skripsi 7. Bapak dan Ibu FA. Rachman di Ambarawa yang selalu memberikan motivasi dan doanya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik, dan Cahyo yang selalu memberikan waktunya untuk menemaniku ketika aku sedang mengerjakan skripsi. 8. V. Teddy Tejo Kusuma, S.Pd atas doanya, nasehat, ide-ide, motivasi, serta kasih sayangnya. Ketika aku dalam kesesakan dia yang membuatku tenang. Kesabaran dan cintanya membuatku kuat.

Katharina Tri Harjanti

ix


DAFTAR ISI

JUDUL .............................................................................................................

i

PERSETUJUAN PEMBIMBING....................................................................

ii

PENGESAHAN ...............................................................................................

iii

PERSEMBAHAN............................................................................................

iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..........................................................

v

ABSTRAK……………………………………………………………………

vi

ABSTRACT…………………………………………………………………..

vii

KATA PENGANTAR......................................................................................

viii

DAFTAR ISI.....................................................................................................

x

DAFTRAR TABEL...................................................................................... ...

xiii

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... .

xv

BAB I PENDAHULUAN.................................................................................

1

A. Latar Belakang .....................................................................................

1

B. Pembatasan Masalah.............................................................................

3

C. Rumusan Masalah.................................................................................

4

D. Tujuan Penulisan...................................................................................

4

E. Manfaat.................................................................................................

5

F. Metode Penulisan..................................................................................

5

BAB II DASAR TEORI....................................................................................

9

A. Hakikat Fisika sebagai Bahan Pembelajaran.........................................

10

1. Hakikat Fisika...........................................................................

10

2. Fisika sebagai Bahan Pembelajaran...........................................

12

x


B. Disain Instruksional...............................................................................

14

C. Kurikulum Berbasis Kompetensi...........................................................

23

1. Pengertian Kompetensi dan Kurikulum berbasis kompetensi… 23 2. Prinsup-prinsip dalam Pengembangan Kurikulum Berbasis Kompetensi……………………………… 26 3. Pelaksanaan pembelajaran menurut kurikulum Berbasis kompetensi……... …………………………………………….

28

D. Pembelajaran yang Konstruktivistik.....................................................

29

1. Filsafat Konstruktivisme...........................................................

29

2. Pembelajaran Menurut Filsafat Konstruktivisme.....................

30

3. Pembelajaran Fisika Menurut Filsafat Konstruktivisme...........

33

BAB III PERENCANAAN PEMBELAJARAN..............................................

41

A. Program Satu Semester.........................................................................

41

1. Standar Kompetensi..................................................................

41

2. Materi Pokok dan Strukturisasinya...........................................

41

3. Kompetensi Dasar, Materi Pokok, dan Alokasi Waktu.............

45

4. Media Pembelajaran..................................................................

46

5. Sumber Materi .........................................................................

47

6. Evaluasi.....................................................................................

47

a. Penilaian Kognitif.......................................................

48

b. Penilaian Psikomotorik...............................................

52

c. Penilaian Afektif.........................................................

54

7. Kriteria Nilai Rapor...................................................................

57

xi


B. Silabus dan Lembar Kegiatan Siswa.....................................................

58

1. Silabus Materi Pokok Suhu dan Kalor......................................

58

2. Lembar Kegiatan Siswa (LKS) Materi Pokok Suhu dan Kalor..........................................................................

74

3. Silabus Materi Pokok Listrik Dinamis...................................... 146 4. Lembar Kegiatan Siswa (LKS) Materi Pokok Listrik Dinamis.........................................................................

172

5. Silabus Materi Pokok Gelombang dan Optik...........................

223

6. Lembar Kegiatan Siswa (LKS) Materi Pokok Gelombang dan Optik............................................................... 259 BAB IV ANALISIS KARAKTERISTIK LEMBAR KEGIATAN SISWA.... 355 A. Analisis Lembar Kegiatan Siswa.......................................................... 355 B. Try Out ………………………………………………………………. 363 BAB V PREDIKSI KESULITAN PERTANYAAN DAN USAHA MENGATASINYA............................................................................. 372 A. Pokok Bahasan Suhu dan Kalor...........................................................

372

B. Pokok Bahasan Listrik Dinamis...........................................................

377

C. Pokok Bahasan Gelombang dan Optik................................................. 382 BAB VI PETUNJUK PELAKSANAAN.........................................................

393

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN........................................................

401

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................

403

LAMPIRAN...................................................................................................... 405

xii


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Perbedaan kurikulum 1994 dengan KBK................................

25

Tabel 3.1

Kompetensi dasar, materi pokok, dan alokasi waktu...............

45

Tabel 3.2

Media pembelajaran.................................................................

46

Tabel 3.3

Sumber materi..........................................................................

47

Tabel 3.4

Penilaian kognitif, penilaian psikomotorik, penilaian afektif........................................................................

48

Tabel 3.5

Rubrik ulangan harian..............................................................

48

Tabel 3.6

Rubrik tes sumatif....................................................................

49

Tabel 3.7

Rubrik nilai pekerjaan rumah..................................................

49

Tabel 3.8

Rubrik nilai portofolio.............................................................

50

Tabel 3.9

Daftar nilai kognitif.................................................................

51

Tabel 3.10

Rubrik penilaian praktikum.....................................................

52

Tabel 3.11

Daftar nilai psikomotorik........................................................

53

Tabel 3.12

Aspek-aspek penilaian afektif ................................................

54

Tabel 3.13

Lembar pengamatan penilaian afektif.....................................

54

Tabel 3.14

Daftar penilaian afektif............................................................

56

Tabel 3.15

Penilaian kognitif rapor............................................................

57

Tabel 3.16

Penilaian psikomotorik rapor..................................................

57

Tabel 3.17

Penilaian afektif rapor.............................................................

58

Tabel 3.18

Identifikasi konsep materi pokok suhu dan kalor...................

59

Tabel 3.19

Rancangan pembelajaran materi pokok suhu dan kalor.........

71

Tabel 3.20

Identifikasi konsep materi pokok listrik dinamis...................

146

Tabel 3.21

Data percobaan ......................................................................

154

Tabel 3.22

Rancangan pembelajaran materi pokok listrik dinamis.........

170

Tabel 3.23

Identifikasi konsep materi pokok gelombang dan optik........

223

Tabel 3.24

Sifat bayangan cermin cekung...............................................

230

Tabel 3.25

Pengelompokkan gelombang radio dan kegunaannya ..........

256

Tabel 3.26

Rancangan pembelajaran materi pokok gelombang dan optik..............................................................

xiii

257


Tabel 4.1

Karakteristik lembar kegiatan siswa materi pokok suhu dan kalor........................................................................

Tabel 4.2

Karakteristik lembar kegiatan siswa materi pokok listrik dinamis........................................................................

Tabel 4.3

360

Rencana pengajaran pada saat pelaksanaan try out pertemuan pertama..................................................................................

Tabel 4.5

357

Karakteristik lembar kegiatan siswa materi pokok gelombang dan optik.............................................................

Tabel 4.4

355

364

Rencana pengajaran pada saat pelaksanaan try out pertemuan kedua.....................................................................................

xiv

367


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Diagram langkah-langkah menyusun disain instruksional......

Gambar 2.2

Hubungan antara proses keilmuan, sikap keilmuan, dan

15

produk keilmuan.......................................................................

34

Gambar 3.1

Strukturisasi materi pokok suhu dan kalor................................

42

Gambar 3.2

Strukturisasi materi pokok listrik dinamis................................

43

Gambar 3.3

Strukturisasi materi pokok gelombang dan optik.....................

44

Gambar 3.4

Strukturisasi rancangan pembelajaran......................................

44

Gambar 3.5

Skala-skala termometer............................................................

60

Gambar 3.6

Diagram perubahan wujud zat..................................................

62

Gambar 3.7

Gambar bongkahan es..............................................................

64

Gambar 3.8

Laju perpindahan kalor secara konduksi..................................

66

Gambar 3.9

Voltmeter.................................................................................

148

Gambar 3.10 Mengukur tegangan lampu L1……………………………...... 149 Gambar 3.11 Amperemeter............................................................................ 149 Gambar 3.12 Mengukur kuat arus rangkaian................................................. 150 Gambar 3.13 Amperemeter dengan batas ukur.............................................. 151 Gambar 3.14 Perjanjian arah arus listrik........................................................ 153 Gambar 3.15 Rangkaian seri.......................................................................... 157 Gambar 3.16 Rangkaian paralel..................................................................... 157 Gambar 3.17 Arah arus DC............................................................................ 166 Gambar 3.18 Arah arus AC............................................................................ 167 Gambar 3.19 Grafik tegangan DC.................................................................. 168 Gambar 3.20 Grafik tegangan AC.................................................................. 168 Gambar 3.21 Pengawatan dalam rumah......................................................... 169 Gambar 3.22 Pemantulan pada cermin datar.................................................. 229 Gambar 3.23 Sifat konvergen cermin cekung...............................................

230

Gambar 3.24 Pembentukkan bayangan pada cermin cekung......................... 231 Gambar 3.25 Sifat divergen cermin cembung................................................ 231 Gambar 3.26 Bentuk-bentuk lensa cekung..................................................... 235

xv


Gambar 3.27 Bagian-bagian lensa cekung..................................................... 236 Gambar 3.28 Bentuk-bentuk lensa cembung.................................................. 237 Gambar 3.29 Bagian-bagian lensa cembung.................................................. 238 Gambar 3.30 Bagian-bagian mata.................................................................. 241 Gambar 3.31 Jalan sinar yang masuk ke mata orang yang rabun jauh.......... 243 Gambar 3.32 Jalan sinar yang masuk ke mata orang yang rabun dekat........ 244 Gambar 3.33 Jalannya sinar orang yang rabun jauh setelah memakai kacamata................................................................... 245 Gambar 3.34 Jalannya sinar orang yang rabun dekat setelah memakai kacamata................................................................... 246

xvi


BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Kompetensi merupakan pengetahuan, ketrampilan dan nilai-nilai dasar yang direfleksikan dalam kebiasaan berpikir dan bertindak. Hal inilah yang mendasari dibuatnya kurikulum berbasis kompetensi atau disingkat dengan KBK. Kurikulum

Berbasis

Kompetensi

merupakan

seperangkat

rencana

dan

pengetahuan tentang kompetensi dan hasil belajar yang harus dicapai siswa, penilaian, kegiatan belajar mengajar dan pemberdayaan sumber daya pendidikan dalam pengembangan kurikulum sekolah. KBK berorientasi pada hasil dan dampak yang diharapkan muncul pada peserta didik setelah proses belajar mengajar dan penerapan yang didapatkannya tersebut dalam kehidupan seharihari. Kegiatan belajar mengajar yang efektif adalah aktif dan berpusatkan pada siswa. Aktif berarti bahwa siswa aktif menangggapi pekerjaan atau materi pelajaran dengan tahu akan maksud dari pekerjaan yang mereka lakukan, aktif untuk bertanya jika terdapat

kesulitan dalam menerima pelajaran dan selalu

berinteraksi dengan orang lain dan guru. Berpusatkan pada siswa berarti bahwa siswa mampu melihat apa yang mereka pelajari tersebut mempunyai tujuan dan relevansi terhadap kehidupannya serta mempertimbangkan pembelajaran dengan kemampuan, kebutuhan dan sumber daya yang dimiliki oleh siswa, sehingga proses pembelajaran dapat berjalan dengan baik dan lancar. Pemilihan strategi

1


belajar hendaknya dilakukan dengan mempertimbangkan guru, siswa, lingkungan belajar dan kompetensi sebagai tujuan pembelajaran. Agar pembelajaran menjadi aktif dan berpusat pada siswa dan menjadikan siswa kompeten, maka guru perlu merancang pembelajaran dengan sungguhsungguh. Di dalam merancang pembelajaran, guru harus memberi kesempatan kepada siswa untuk mengembangkan pengetahuan, pemikiran, dan ketrampilan serta nilai-nilai masyarakat agar dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Guru harus mempunyai pengetahuan yang luas mengenai pengetahuan yang akan diajarkannya sehingga memungkinkan terciptanya kondisi yang baik bagi subjek didik untuk belajar. Kegiatan-kegiatan yang dapat merangsang siswa agar mau berpikir serta beraktifitas adalah kegiatan yang melibatkan siswa secara langsung dalam mempelajari materi pelajaran. Dalam hal ini guru perlu untuk membuat silabus terlebih dahulu untuk mempersiapkan kegiatan-kegiatan yang cocok agar siswa mau untuk beraktifitas. (Kurikulum Berbasis Kompetensi, 2002) Dalam filsafat konstruktivisme menyebutkan bahwa pengetahuan kita adalah konstruksi atau bentukan dari kita sendiri. (Bettencourt,1989 dan Matthews,1994 dikutip oleh Suparno,1998) Jadi pengetahuan tidak dapat dipindahkan dari guru ke siswa karena siswa mengkonstruksi sendiri pengetahuannya. Tugas guru adalah sebagai mediator dan fasilitor yang memberikan kegiatan-kegiatan yang dapat merangsang keingintahuan siswa dan membantu untuk mengekspresikan gagasan dan mengkomunikasikan ide-ide ilmiah siswa.

2


Berdasarkan Kurikulum Berbasis kompetensi dan filsafat konstruktivisme seperti yang dikemukakan di atas, maka guru perlu merancang pembelajaran sebelum mengajar yang dapat terus menerus mengaktifkan siswa dalam membangun atau mengkonstruksi konsep-konsep dan pengetahuannya. Hal inilah yang mendorong penulis untuk mendisain pembelajaran yang diharapkan dapat mengaktifkan siswa dalam memahami konsep-konsep dalam fisika. Dalam disain ini, penulis akan mendisain pembelajaran fisika SMA kelas X semester 2 yang meliputi suhu dan kalor, listrik dinamis, dan gelombang dan optik. B. Pembatasan Masalah Untuk pelaksanaan pembelajaran menurut KBK, yang dapat dirancang antara lain (1) Program satu semester yang berisi perencanaan pembelajaran satu semester. Program satu semester berisi standar kompetensi, materi pokok dan strukturisasinya, kompetensi dasar, materi pokok dan alokasi waktu, media pembelajaran, sumber materi, dan evaluasi untuk setiap materi yang dilaksanakan dalam satu semester; (2) Silabus, berisi standar kompetensi, kompetensi dasar, materi pokok, identifikasi konsep, uraian makna konsep, rancangan pembelajaran, sarana dan sumber belajar, evaluasi, dan lembar kegiatan siswa (LKS) yang merupakan uraian dari pengalaman belajar yang berupa kegiatan-kegiatan yang dilakukan siswa yang didukung oleh berbagai macam media pembelajaran, yang berfungsi sebagai alat bantu untuk mempermudah penyampaian materi dan pencapaian kompetensi siswa; (3) Evaluasi yang merupakan penilaian yang digunakan untuk melihat hasil belajar siswa, serta mendiagnosa kesulitan belajar dan sebagai umpan balik untuk mengadakan perbaikan atas proses pembelajaran

3


yang lalu yang kurang baik.; (4) Modul yang merupakan model pembelajaran yang diberikan kepada siswa yang memiliki kesulitan dalam menerima pelajaran di kelas sehingga siswa dapat belajar mandiri tanpa didampingi oleh guru. Dalam disain pembelajaran yang dirancang oleh penulis, dibatasi pada (1) Program satu semester; (2) Perencanaan pembelajaran yang terdiri dari (a) Silabus dan; (b) Kegiatan pembelajaran untuk siswa yang berupa Lembar Kegiatan Siswa Sekolah Menengah Atas (SMA) kelas X semester 2. Sedangkan rancangan media pembelajaran, disesuaikan dengan kegiatan yang ada dalam Lembar Kegiatan Siswa (LKS) C. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, permasalahan yang ada adalah mendisain pembelajaran yang mendukung pelaksanaan KBK yang berorientasi pada kompetensi dalam memahami konsep-konsep fisika dan membangun pengetahuan, dengan mengutamakan pembelajaran yang aktif dan berpusat pada siswa. D. Tujuan Penulisan Tujuan yang akan dicapai dari penulisan disain pembelajaran ini adalah tersedianya salah satu model pembelajaran fisika yang mendukung pelaksanaan Kurikulum Berbasis Kompetensi, yang dapat terus menerus membantu siswa untuk aktif dalam mengkonstruksi sendiri pengetahuan dan konsep-konsep fisika.

4


E. Manfaat Manfaat dari penulisan disain pembelajaran ini adalah sebagai berikut : 1. Memberikan pengalaman langsung kepada penulis dalam merancang pembelajaran fisika berdasarkan Kurikulum Berbasis Kompetensi. 2. Tersedianya model pembelajaran yang dapat dipakai dalam pembelajaran di kelas. 3. Apabila dipakai oleh siswa diharapkan siswa dapat terbantu untuk aktif melibatkan diri di dalam pembelajaran. 4. Dapat dipakai sebagai masukan dan bahan untuk mengadakan penelitian dan studi selanjutnya. F. Metode Penulisan Dalam mendisain pembelajaran ini, yang akan dirancang oleh penulis adalah silabus dan lembar kegiatan siswa (LKS). Sebelum merancang silabus dan LKS langkah pertama yang akan ditulis adalah merencanakan program satu semester. Program satu semester mengacu pada kurikulum berbasis kompetensi tahun 2004. Setelah merencanakan program satu semester, penulis akan melanjutkan merancang silabus dan lembar kegiatan siswa. Adapun isi dan format dari program satu semester, silabus, dan LKS adalah sebagai berikut : 1.

Program satu semester Program satu semester berisi garis besar isi yang akan digunakan dalam

merancang silabus dan LKS selama satu semester. Adapun formatnya adalah sebagai berikut :

5


Format Program Satu Semester Mata pelajaran

:………………………………………………

Satuan pendidikan

:………………………………………………

Kelas/semester

:………………………………………………

a. Standar Kompetensi ( Berisi tentang standar kompetensi yang ada selama satu semester, dalam hal ini adalah kelas X semester 2 ) b. Materi Pokok dan strukturisasinya ( Berisi tentang materi-materi pokok selama satu semester dan urutuutan penulisannya berdasarkan hubungan saling memprasarati ) c. Kompetensi Dasar, Materi Pokok, dan Alokasi Waktu ( Berisi tentang kompetensi dasar, materi pokok dan rancangan alokasi waktu selama satu semester ) d. Media Pembelajaran ( Berisi tentang media pembelajaran yang akan digunakan dalam kegiatan pembelajaran ) e. Sumber ( Berisi tentang daftar buku dan sumber lain yang digunakan untuk menyusun silabus dan LKS ) f. Evaluasi ( Berisi rubrik penilaian yang meliputi penilaian kognitif, psikomotorik, dan afektif ) 2.

Silabus Silabus disusun berdasarkan prinsip yang berorientasi pada pencapaian

kompetensi. Berdasarkan prinsip tersebut, silabus dimulai dari identifikasi, standar kompetensi, kompetensi dasar, materi pokok dan uraian materi pokok, pengalaman belajar, indikator, dan evaluasi. Adapun format silabus adalah sebagai berikut :

6


Materi Pelajaran Satuan Pendidikan Kelas/Semester Alokasi waktu a. b. c. d.

Format Silabus : ..................................... : ..................................... : ..................................... : .....................................

Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Materi Pokok Identifikasi Konsep Kompetensi Dasar

Indikator

e. Uraian Makna Konsep f. Rancangan Pembelajaran Indikator

Pengalaman Belajar Siswa

Konsep

Kerja Ilmiah yang terintegrasi

g. Sarana dan sumber belajar h. Evaluasi i. Lembar Kegiatan Siswa (LKS) Bagian terpenting dalam LKS adalah kegiatan belajar siswa. LKS merupakan realisasi dari pengalaman belajar dan memuat rancangan kegiatan yang harus dilakukan siswa. Adapun format LKS adalah sebagai berikut : Lembar Kegiatan Siswa Mata Pelajaran Satuan pendidikan Kelas / Semester Alokasi Waktu a. b. c. d. e.

: ............................... : ............................... : ............................... : ...............................

Kompetensi Dasar Indikator Materi Pokok Petunjuk Umum Kegiatan Belajar Kegiatan 1 : ................... Kegiatan 2 : ................... Dan seterusnya.

7


Setelah

selesai

membuat

dan

merancang

perencanaan

pembelajaran, akan dilakukan analisis karakteristik hasil rancangan. Analisis karakteristik hasil rancangan dikhususkan untuk setiap kegiatan pembelajaran yang terdapat dalam LKS. Analisis tersebut berisi diagnosa atau perkiraan tentang kompetensi yang akan dapat dibangun sendiri oleh siswa. Seperti kemampuan menganalisis informasi, mengolah data, memecahkan masalah, mengambil kesimpulan, kemampuan bekerja sama dan lain sebagainya. Untuk mengatasi adanya kemungkinan kesulitan siswa dalam menjawab setiap pertanyaan yang ada di dalam LKS, penulis juga membahas prediksi kesulitan yang akan dialami siswa serta alternatif mengatasinya. Prediksi kesulitan adalah prediksi mengenai pertanyaan-pertanyaan yang kemungkinan akan sulit untuk dijawab siswa secara langsung. Dan alternatif cara mengatasinya berupa pertanyaan-pertanyaan dan perintah pengarah yang dapat membantu siswa dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diprediksikan sulit untuk dijawab siswa secara langsung. Penulis juga membuat petunjuk pelaksanaan yang harus dibaca terlebih dahulu bagi siapa saja yang akan menggunakan rancangan LKS yang telah dibuat oleh penulis.

8


BAB II DASAR TEORI

Sebelum mendisain sebuah pembelajaran, perlu sekali untuk mengetahui teori-teori yang mendukung pembuatan disain pembelajaran. Untuk mendisain sebuah pembelajaran fisika, pertama-tama harus mengetahui dan memahami ilmu fisika yang merupakan cabang dari ilmu sains

sebagai bahan pembelajaran.

Setelah memahami arti fisika sebagai bahan pembelajaran, pemahaman tersebut direalisasikan dalam disain pembelajaran. Seiring dengan perkembangan jaman dan kurikulum, penulis dituntut untuk menggunakan Kurikulum Berbasis Kompetensi (KBK), yang akan dijadikan dasar dalam merancang pembelajaran. KBK menuntut siswa untuk menjadi kompeten, dan untuk menjadi kompeten guru perlu merancang pembelajaran yang dengan sungguh-sungguh menyediakan dan memperkaya pengalaman belajar, oleh karena itu sangat perlu untuk memahami KBK. Selain hal tersebut di atas, penulis juga harus memahami filsafat konstruktivisme yang merupakan dasar dari KBK. Sebagai calon guru, penulis harus mengetahui dan memahami prinsipprinsip belajar dan pembelajaran, dalam hal ini adalah prinsip-prinsip mengenai pembelajaran sains yang efektif, yang meliputi peranan guru dan peserta didik dalam

proses

pembelajaran.

Dalam

merencanakan

pembelajaran

perlu

direncanakan dengan cermat, dan perencanaan yang cermat tersebut merupakan faktor penting dalam mengajar. Guru sebagai perencana juga berperan sebagai pendidik yang harus mengajar secara efektif. Oleh karena itu memahami peranan

9


guru dalam proses pembelajaran sangat diperlukan. Penulis juga harus memahami sifat-sifat peserta didik. Dengan mengetahui sifat-sifatnya, maka penulis dapat merancang pembelajaran yang diharapkan sesuai dengan pembelajaran yang diharapkan pula oleh peserta didik. Dan yang tak kalah pentingnya, penulis harus mengetahui cara mendisain pembelajaran fisika. Teori disain instruksional akan dijadikan pedoman untuk membuat disain pembelajaran fisika yang akan dibuat oleh penulis. Berdasarkan uraian di atas, maka penulis akan menuliskan landasan teori yang berkaitan dengan: (1) Hakikat Sains sebagai Bahan Pembelajaran, (2) Disain Instruksional, (3) Kurikulum Berbasis Kompetensi, (4) Filsafat konstruktivisme, dan (5) Pembelajaran dalam Sains. A. Hakikat Fisika sebagai Bahan Pembelajaran 1. Hakikat Fisika Sains terbagi-bagi menjadi beberapa bidang yang terpisah namun saling berhubungan. Bidang-bidang tersebut antara lain biologi, kimia, geologi, astronomi, dan fisika. Biologi adalah studi tentang makhluk hidup, kimia adalah studi yang berhubungan dengan interaksi unsur-unsur dan senyawa-senyawa, geologi adalah studi tentang bumi, astronomi studi tentang tata surya, bintang dan galaksi dan alam semesta sebagai satu kesatuan. Fisika berhubungan dengan materi dan energi dengan hukum-hukum yang mengatur gerakan partikel dan gelombang dengan interaksi antar partikel dan dengan sifat-sifat molekul, atom dan inti atom dan dengan sistem-sistem berskala lebih besar seperti gas, zat cair

10


dan zat padat (Tipler, 1998:1-2). Karena fisika merupakan salah satu cabang dari sains maka hakikat fisika dapat ditinjau dari hakikat sains. Dalam kamus ensiklopedia (Subianto,1988:3) sains adalah (1). Suatu cabang pengetahuan tentang fakta-fakta yang tersusun secara sistematis dan menunjukkan berlakunya

hukum-hukum umum,

(2).

Pengetahuan yang

didapatkan dengan jalan studi praktek, (3). Suatu cabang studi yang bersangkut paut dengan observasi dan klasifikasi, fakta-fakta terutama dengan disusunnya hukum-hukum umum dengan induksi dan hipotesis. Menurut Conant (Sarkim, 1998:2), sains adalah sekumpulan konsepkonsep dan skema konsep yang saling berhubungan yang dikembangkan sebagai hasil dari eksperimen dan observasi, yang bermanfaat untuk eksperimen dan observasi selanjutnya. Dan menurut Carin dan Sund (Sarkim, 1998:3) sains adalah suatu sistem pengetahuan tentang alam berdasarkan data yang diperoleh melalui observasi dan eksperimen. Berdasarkan pengertian-pengertian di atas, dapat diambil kesimpulan bahwa hakikat fisika adalah ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan konsep, fakta-fakta, dan teori-teori tentang materi dan antar aksinya yang terdapat di alam yang didapatkan melalui observasi, pengukuran-pengukuran dan eksperimen, yang kemudian dipahami dan dimanfaatkan oleh manusia untuk perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.

11


2. Fisika Sebagai Bahan Pembelajaran Menurut Conant sains mengandung 2 elemen yaitu aspek produk dan aspek proses. Oleh Carin dan Sund ditambahkan aspek ketiga yaitu aspek sikap manusia.(Carind & Sund dikutip oleh Sarkim, 1998:2-3) a. Aspek Produk Produk dalam sains meliputi tiga komponen utama yaitu konsep, prinsipprinsip dan teori. Konsep adalah suatu rumusan atau gagasan umum atas suatu fenomena contohnya yaitu arus listrik, medan magnet, gerak. Prinsip-prinsip adalah generalisasi dari beberapa konsep yang saling berhubungan. Contohnya yaitu logam memuai bila dipanaskan. Pernyataan ini merupakan prinsip dan pernyataan ini mengandung tiga konsep yaitu logam, panas dan memuai. Teori adalah susunan dan kelompok prinsip-prinsip ilmiah yang menjelaskan berbagai fenomena. Contoh dari teori adalah teori relativitas, teori atom. Teori dapat menjelaskan, menghubungkan dan meramalkan berbagai penemuan percobaan dan pengamatan. b. Aspek Proses Aspek proses adalah metode mendapatkan pengetahuan. Pengetahuan yang ada sekarang ini merupakan hasil suatu proses yang panjang dan melalui berbagai penyempurnaan-penyempurnaan dari pengetahuan sebelumnya. Proses sains terdiri dari bermacam-macam kegiatan seperti penentuan masalah dan merumuskannya, perumusan hipotesis, merancang percobaan, melakukan pengukuran, menganalisis data, dan menarik kesimpulan. Proses ini disebut sebagai metode ilmiah. Metode ilmiah perlu sekali digunakan dalam kegiatan

12


pembelajaran fisika, karena dengan metode ilmiah menjadikan siswa berpikir ilmiah mengenai prinsip dan konsep-konsep yang sedang mereka pelajari. c. Aspek Sikap Aspek sikap manusia adalah keyakinan-keyakinan, nilai-nilai dan opiniopini yang harus dipertahankan oleh seseorang khususnya ketika mencari atau mengembangkan pengetahuan baru, diantaranya tanggung jawab, rasa ingin tahu, disiplin, tekun, jujur dan terbuka terhadap pendekatan orang lain. Dalam pengajaran sains, aspek sikap dapat terealisasikan apabila guru secara sadar dan terus-menerus memperhatikan, mengarahkan, menegur, dan menunjukkan sikap kepada siswa. Sains diajarkan di sekolah karena kebutuhan dari masyarakat untuk berpikir secara kritis, yang merupakan ciri dari para ahli dalam memecahkan masalah, dan memahami sains untuk mengembangkan teknologi (Richarson, 1957:1-2). Dalam hal ini merupakan tanggung jawab guru sains, untuk mengajar sains seiring dengan perkembangan teknologi. Sains tidak hanya sekedar deskripsi atau sejarah apabila dipandang sebagai mata pelajaran. Sains merupakan cara berpikir dan bertindak, dan hal ini tidak akan mempengaruhi hidup manusia kecuali sains masuk melalui pikiran dan tindakan, dan hal ini perlu diwujudkan di sekolah. Untuk mewujudkan pengaruh ini, sains di sekolah harus memberikan pengalaman langsung kepada peserta didik dalam mempelajarinya. Oleh karena itu guru harus membuat tujuan mengajarnya sesuai dengan kebiasaan ilmiah. Kebiasaan ilmiah ini merupakan sains yang sebenarnya.

13


Berdasarkan uraian di atas sains mencakup tiga aspek yaitu aspek produk, aspek proses, dan aspek sikap. Selain itu sains dalam hal ini fisika, juga merupakan mata pelajaran yang diajarkan disekolah. Dari kedua hal ini maka sebagai seorang guru harus dapat memilih dan menentukan suatu metode pembelajaran yang sesuai dengan hakikat fisika. Penentuan metode pembelajaran harus dapat membantu siswa dalam membangun sendiri pengetahuannya. B. Disain Instruksional Menurut Kemp, (1969:3-10), ada tiga unsur yang mendasari renovasi pendidikan yaitu guru, administrator, dan perencanaan yang matang. Dari ketiga unsur tersebut, unsur ketigalah yang biasanya kurang diperhatikan. Maka dari itu, unsur ketiga perlu dipersiapkan secara matang dengan metode yang disebut Disain Instruksional. Metode ini bisa dipakai di setiap level pendidikan seperti pendidikan dasar, menengah, dan atas. Disain Instruksional disusun untuk menjawab tiga pertanyaan yaitu apa yang harus dipelajari (tujuan), prosedur dan sumber belajar seperti apa yang dapat membantu untuk hasil belajar yang diinginkan (kegiatan dan sumber belajar) dan bagaimana kita mengetahui bilamana hasil belajar tersebut ada (evaluasi). Disain ini juga terdiri dari delapan bagian yaitu 1) memikirkan sasaran, kemudian mendaftar topik-topik, membuat tujuan umum untuk mengajar tiap topik; 2) menyebutkan karakteristik penting dari siswa yang akan diajar; 3) membuat tujuan belajar sebagai hasil belajar siswa yang dapat diukur/diuji; 4) mendaftar pengetahuan atau pokok bahasan yang mendukung tiap topik; 5) membuat

pre-assessment

untuk

mengetahui

14

latar

belakang

siswa

dan


pengetahuannya tentang topik tersebut; 6) mengumpulkan kegiatan belajar mengajar dan sumber instruksional yang mendukung pengetahuan tersebut sehingga siswa dapat mencapai tujuan yang diinginkan; 7) mempertimbangkan hal-hal pendukung seperti anggaran, fasilitas, peralatan, dan jadwal untuk melaksanakan rencana instruksional tersebut; 8) mengevaluasi belajar siswa dalam hal pencapaian tujuan dengan tidak mengabaikan perbaikan dalam perencanaan berdasarkan evaluasi tersebut. Hubungan ke delapan bagian tersebut digambarkan dalam diagram berikut: Sasaran, topik, tujuan umum Evaluasi Karakteristik siswa Faktor pendukung

Kegiatan pembelajaran dan sumber belajar

Revise/ Perbaikkan

Tujuan belajar

Pokok bahasan PreAssessment

Gambar 2.1. Diagram langkah-langkah menyusun disain instruksional

Proses dalam diagram tersebut fleksibel. Ini berarti dapat dimulai dari bagian mana saja yang siap dikerjakan, baik maju ataupun mundur dan dapat tidak

15


berurutan. Garis putus-putus pada diagram menunjukkan revisi untuk bagianbagian yang perlu dari data evaluasi yang didapat dari siswa lewat pelaksanaan tujuan belajar. Berikut penjelasan tiap bagian secara detail. 1. Sasaran, Topik, dan Tujuan Umum a. Perumusan sasaran Sasaran ini berasal dari tiga sumber yaitu masyarakat, siswa, dan mata pelajaran itu sendiri. Dari masyarakat misalnya menumbuhkan nilai pribadi, mengembangkan rasa tanggung jawab. Dari siswa misalnya persiapan kerja, keahlian dalam memecahkan masalah. Dari mata pelajaran itu sendiri misalnya peka

terhadap

keindahan

lingkungan,

mengembangkan

kemampuan

berkomunikasi secara efektif baik lisan maupun tertulis. b. Menyeleksi topik Topik biasanya diatur menurut urutan logisnya dari yang sederhana sampai ke kompleks. c. Membuat tujuan umum Biasanya, kalimat yang menunjukkan tujuan umum menggunakan ungkapan sebagai berikut memiliki keahlian, mengerti, mempelajari, menghargai, menentukan, menyukai, menjadi peka, menikmati, menguasai, mengetahui, menggunakan dan lain sebagainya. 2. Karakteristik siswa Sebagai guru, harus mengenal siswa sebagai individu. Itu berarti kita tidak boleh menganggap semua siswa sama. Hal ini membuat kita harus tahu akan kemampuan, kebutuhan, dan kesenangan siswa. Terlebih, hal ini mempengaruhi

16


disain instruksional yang akan dibuat. Ada empat hal yang harus diperhatikan dalam mengenali karakteristik siswa yaitu faktor akademik, faktor sosial, situasi belajar, dan gaya belajar. Faktor akademik misalnya jumlah siswa, latar belakang akademik, nilai rata-rata, tingkat kecerdasan, dan sebagainya. Faktor sosial misalnya umur, kedewasaan, talenta khusus, kelemahan, dan hubungan antar siswa. Faktor akademik dan faktor sosial dapat dikenali lewat catatan kumulatif siswa, konsultasi guru dan wali kelas siswa. Situasi

belajar

merupakan

sekumpulan

hal

yang

mempengaruhi

kemampuan seseorang untuk berkonsentrasi, mengerti, dan menyimpan informasi. Menurut Dun dan Dun (Kemp,1969) ada empat situasi yaitu lingkungan fisik misalnya suara, cahaya, dan suhu; lingkungan emosional misalnya motivasi individu, tanggung jawab, dan lingkungan sosial misalnya kerja kelompok, dan keadaan siswa itu sendiri misalnya daya tahan tubuh dan kebutuhan. Dan yang ke empat yaitu gaya belajar. Tiap siswa mempunyai gaya belajar yang tidak sama. Ada yang lebih suka penjelasan dengan menggunakan media visualisasi karena lebih mudah untuk ditangkap. Ada yang lebih suka mendengarkan penjelasan atau membaca. Kita perlu memperhatikan hal tersebut, sehingga siswa tidak ada yang merasa bosan dan kita atasi dengan variasi mengajar. 3. Tujuan Belajar Kita menggunakan istilah “belajar” karena belajar adalah hasil dari pengajaran. Belajar memerlukan partisipasi aktif siswa. Untuk itu semua tujuan dirumuskan untuk mendukung belajar siswa. Perumusan tujuan merupakan kegiatan yang memerlukan penyempurnaan, perubahan, dan penambahan. Oleh

17


karena itu, mulailah dengan kisi-kisi tujuan, diteruskan ke susunan rencana, dan kemudian kembali lagi untuk memperbaiki tujuan yang telah disimpulkan sebelumnya. a

Kategori Ada tiga macam kategori tujuan belajar yaitu kognitif, psikomotorik, dan

afektif. Kognitif yaitu yang berhubungan dengan pengetahuan dan berpikir. Berikut merupakan klasifikasi kognitif dari Benjamin S. Bloom (Kemp, 1969:25) 1).

Pengetahuan Kemampuan untuk mengingat, mengulangi informasi yang disampaikan

sebelumnya. 2). Pemahaman Kemampuan untuk menginterpretasikan informasi yang didapat dengan istilah sendiri. 3). Aplikasi Kemampuan untuk menggunakan informasi, teori, prinsip, atau hukum pada situasi yang baru. 4). Analisis Kemampuan untuk membagi pengetahuan kompleks ke dalam bagian yang terpisah dan mengenali hubungan antar bagian tersebut. 5). Sintesis Kemampuan untuk menyatukan bagian pengetahuan yang terpisah untuk membentuk pola baru. 6). Evaluasi

18


Kemampuan untuk membuat keputusan dan penilaian berdasarkan pengetahuan atau kriteria yang diberikan. Kategori yang kedua adalah kategori psikomotorik. Hal ini meliputi penggunaan otot, seperti dalam aktivitas fisik, dan kemampuan membangun. Kategori yang ketiga adalah afektif. Hal ini meliputi sikap, apresiasi, nilai dan semua perasaan/emosi. David R. Krathwohl (Dalam Kemp 1969) mengklasifikasikan afektif menjadi : 1) Menerima yaitu mau memberi perhatian pada kegiatan. 2) Merespon yaitu mau berpartisipasi dalam kegiatan 3) Menilai yaitu mau menerima kegiatan lewat ungkapan sikap yang positif. 4) Mengorganisasi yaitu mau mengorganisasi dalam suatu kegiatan 5) Menerapkan nilai yaitu mau menerapkan suatu nilai dalam kepribadian Yang perlu diperhatikan dalam merumuskan tujuan belajar adalah ketiga kategori tersebut berhubungan. Itu berarti satu tujuan dapat melibatkan lebih dari satu kategori. b Kesulitan dalam merumuskan tujuan Dalam merumuskan tujuan, kalimatnya harus tidak ambigu. Oleh karena itu kalimat harus spesifik mungkin. Kalimat tersebut harus sederhana dan singkat. Tujuan mempunyai dua tingkat. Yang pertama adalah tujuan utama yaitu tujuan yang menunjukkan hasil belajar yang utama. Yang kedua adalah tujuan

19


pendukung. Dalam tujuan pendukung, itu menjelaskan kemampuan khusus yang akan dipelajari untuk mencapai tujuan utama. 4. Pengetahuan/Pokok Bahasan Dalam tahap ini meliputi pemilihan dan pengorganisasian pokok bahasan khusus (fakta dan informasi), keahlian atau kompetensi, dan hal lain yang mendukung penguasaan topik. Berikut merupakan pertanyaan yang membantu menyeleksi pokok bahasan tersebut : a. Apa yang harus diajarkan secara khusus dalam topik tersebut b. Fakta, konsep, dan prinsip yang seperti apa yang berhubungan dengan topik tersebut c. Langkah-langkah apa yang terlibat dalam pengajaran topik tersebut d. Teknik apa yang diperlukan untuk mencapai keahlian yang diinginkan 5. Pre-Assessment Dalam tahap ini ada dua pertanyaan yang harus dijawab yaitu apakah siswa dipersiapkan untuk mempelajari topik atau unit inti, dan apakah siswa sudah kompeten dalam beberapa tujuan belajar. Sangatlah penting untuk mengetahui seberapa jauh tiap siswa menguasai prasyarat untuk mempelajari topik tersebut dan apa yang sudah dikuasai siswa tentang pengetahuan yang akan dipelajari. Untuk itu diperlukan pre-assesment. Dalam pre-assessment ini, ada 2 cara utuk mendapatkan hal tersebut yaitu dengan Prerequisite testing dan pretesting. Prerequisite test dimaksudkan untuk menentukan apakah siswa mempunyai persiapan untuk topik tersebut atau tidak. Bentuk tes ini misalanya tes tertulis, observasi pekerjaan siswa, atau interview dengan siswa. Hasil dari tes ini akan

20


menunjukkan siswa mana yang siap dengan topik tersebut, mana yang setengahtengah, dan mana yang tidak siap. Jangan berpandangan bahwa nilai siswa yang telah dicapai terdahulu dapat digunakan sebagai indikator yang tepat untuk kemampuan siswa tentang topik tersebut. Bentuknya bisa berupa kuesioner, atau tes tertulis. Yang harus diperhatikan dalam tes adalah anda harus menjelaskan bahwa tes tidak dimasukkan dalam penilaian rapor. Itu akan menghindari pengalaman traumatik akan tes dihari pertama. Akhirnya, hasil Pre-Assessment ini akan digunakan untuk mengurangi, memodifikasi, atau menambah tujuan yang telah dirumuskan. 6. Kegiatan belajar mengajar dan sumber instruksional a. Pola belajar mengajar Ada tiga pola interaksi antara guru dan siswa yaitu presentasi kelompok, belajar secara individu, dan interaksi antara guru dengan siswa. Dalam presentasi kelompok

guru

atau

murid

menunjukkan,

mendemonstrasikan,

atau

mempresentasikan pengetahuan kepada kelompoknya. Hal ini dapat dilakukan didepan kelas, aula, dan lain sebagainya. Untuk mencegah presentasi satu arah dari guru, maka diperlukan partisipasi siswa dengan cara interaksi aktif dengan instruktur, merespon presentasi dengan mengerjakan latihan yang berhubungan dengan presentasi dan bertanya kepada presenter. Belajar secara individu memakan banyak waktu, karena disini siswa dituntut untuk bertanggung jawab atas apa yang ia pelajari yaitu partisipasi yang aktif. Dalam Interaksi antara guru

21


dan siswa, guru dan siswa, atau siswa sendiri, bekerja sama dalam kelompok kecil untuk mendiskusikan, bertanya, dan memecahkan masalah serta melaporkannya. b. Sumber Instruksional Sumber-sumber ini termasuk bahan cetak dan media audiovisual. Menyeleksi media itu rumit karena yang pertama, ada banyak sumber audiovisual yang harus dipilih. Yang kedua, tak ada pedoman untuk menyeleksi, dan yang ketiga, hanya beberapa pendidik yang memakai media untuk mengajar. Berikut merupakan pertanyaan untuk menyeleksi media: 1) Apakah materi yang dijelaskan pada kelompok, atau untuk belajar secara individu? 2) Apakah isi memerlukan grafik, fotografi, atau kombinasi dari keduanya? 3) Haruskah gambar ditampilkan dalam bentuk diam atau bergerak? 4) Gambar seperti apa yang tersedia? 5) Haruskah gambar bergerak disiapkan dalam film atau videotape? 6) Haruskah materi gambar disertakan dengan suara? 7) Kapan penggunaan teknik multimedia dipertimbangkan? 8) Keputusan seperti apa yang harus dibuat bila menyeleksi peralatan? 7. Faktor Pendukung Faktor ini mencakup dana, fasilitas, peralatan yang tersedia pada rencana instruksional, termasuk dengan waktu. 8. Evaluasi Di tahap ini anda siap untuk mengukur hasil belajar yang berkaitan dengan tujuan belajar. Untuk pengetahuan verbal, tes tertulislah yang cocok. Tapi bila

22


yang perlu dites adalah keahlian, maka tes performa yang cocok. Untuk mengevaluasi kategori afektif, maka kita perlu mengevaluasi dengan cara interview, kuesioner, dan observasi tingkah laku siswa. Tahap-tahap dalam evaluasi yang pertama adalah evaluasi formatif yang diadakan pada saat perencanaan berjalan. Yang kedua adalah evaluasi sumatif yaitu untuk mengetahui kemampuan final siswa akan tujuan yang telah dirumuskan. C. Kurikulum Berbasis Kompetensi Selama ini, sejak Indonesia merdeka, kita hanya mengenal nama kurikulum sesuai tahun penerapannya. Di awal kemerdekaan kita mengenal Kurikulum 1947, kemudian mengalami perubahan pada Kurikulum 1964. Kurikulum ini hanya bertahan empat tahun, sebelum akhirnya pemerintah menerapkan Kurikulum 1968 sebagai penggantinya. Tujuh tahun kemudian muncul Kurikulum 1975, lalu diganti Kurikulum 1984, dan berganti lagi menjadi Kurikulum 1994. Akan tetapi, kali ini nama kurikulum pengganti yang digagas sejak awal oleh Depdiknas bukan Kurikulum 2004, melainkan Kurikulum Berbasis Kompetensi (KBK). (http://www.kompas.com/kompascetak/0312/17/Didaktika/746506.htmDes 2003) 1. Pengertian Kompetensi dan Kurikulum Berbasis Kompetensi Kompetensi merupakan pengetahuan, ketrampilan dan nilai-nilai dasar yang direfleksikan dalam kebiasaan berpikir dan bertindak. Kebiasaan yang secara terus menerus menjadikan seseorang menjadi kompeten untuk melakukan sesuatu.

23


Dasar pemikiran untuk menggunakan konsep kompetensi dalam kurikulum yaitu kompetensi berkenaan dengan kemampuan siswa melakukan sesuatu dalam berbagai konteks, menjelaskan pengalaman belajar yang dilalui siswa, hasil belajar (learning outcomes) yang menjelaskan hal-hal yang dilakukan siswa setelah melalui proses pembelajaran, dan kehandalan kemampuan siswa setelah melalui proses pembelajaran. Pada dasarnya pemikiran konsep kompetensi dalam kurikulum adalah siswa menjadi kompeten setelah melalui proses pembelajaran di sekolah. Kurikulum Berbasis Kompetensi atau disingkat dengan KBK, merupakan seperangkat rencana dan pengaturan tentang kompetensi dan hasil belajar yang harus dicapai siswa, penilaian, kegiatan belajar mengajar dan pemberdayaan sumber daya pendidikan dalam pengembangan kurikulum sekolah. KBK berorientasi pada dampak dan hasil yang diharapkan muncul dari siswa melalui pengalaman belajar dan keberagaman yang dapat dimanifestasikan sesuai dengan kebutuhannya. Dan merupakan pernyataan apa yang diharapkan dapat diketahui, disikapi atau dilakukan siswa dalam setiap tingkatan kelas dan sekolah dan sekaligus menggambarkan kemajuan yang dicapai siswa secara bertahap dan berkelanjutan untuk menjadi kompeten. Kurikulum Berbasis Kompetensi lebih unggul dibandingkan dengan kurikulum 1994. Untuk mengetahui perbedaan kedua kurikulum tersebut, berikut ini adalah perbedaannya :

24


Tabel 2.1. Perbedaan kurikulum 1994 dengan kurikulum berbasis kompetensi No. 1.

2.

Kurikulum 1994 Menggunakan pendekatan penguasaan ilmu pengetahuan, yang menekankan pada isi dan materi, berupa pengetahuan, pemahaman, aplikasi, analisis, sintesis, dan evaluasi yang diambil dari bidang-bidang ilmu pengetahuan. Standar akademis yang ditetapkan secara seragam bagi setiap peserta didik

3.

Berbasis konten, sehingga peserta didik dipandang sebagai kertas putih yang perlu ditulisi dengan sejumlah ilmu pengetahuan (transfer of knowledge)

4.

Pengembangan kurikulum dilakukan secara sentralisasi, sehingga depdiknas memonopoli pengembangan ide dan konsep kurikulum Materi yang dikembangkan dan diajarkan di sekalah seringkali tidak sesuai dengan potensi sekolah, kebutuhan dan kemampuan peserta didik, serta kebutuhan masyarakat sekitar sekolah Guru merupakan kurikulum yang menentukan segala sesuatu yang terjadi di dalam kelas

5.

6.

7.

Pengetahuan, ketrampilan, dan sikap dikembangkan melalui latihan, seperti latihan mengerjakan soal

8.

Pembelajaran cenderung hanya dilakukan di dalam kelas, atau dibatasi oleh empat dinding kelas

9.

Evaluasi nasional yang tidak dapat menyentuh aspek-aspek kepribadian peserta didik

Kurikulum Berbasis Kompetensi Menggunakan pendekatan kompetensi yang menekankan pada pemahaman, kemampuan atau kompetensi tertentu disekolah, yang berkaitan dengan pekerjaan yang ada di masyarakat

Standar kompetensi yang memperhatikan perbedaan individu, baik kemampuan, kecepatan belajar, maupun konteks sosial budaya. Berbasis kompetensi, sehingga peserta didik berada pada proses perkembangan yang berkelanjutan dari seluruh aspek kepribadian, sebagai pemekaran terhadap potensi-potensi bawaan sesuai dengan kesempatan belajar yang ada dan diberikan oleh lingkungan Pengembangan kurikulum dilakukan secara disentralisasi, sehingga masyarakat dan pemerintah bersama-sama menentukan standar pendidikan yang dtuangkan dalam kurikulum Sekolah diberi keleluasaan untuk menyusun dan mengembangkan silabus mata pelajaran sehingga dapat mengakomodasi potensi sekolah, kebutuhan dan kemampuan peserta didik Guru sebagai fasilitator yang bertugas mengkondisikan lingkungan untuk memberikan kemudahan belajar peserta didik Pengetahuan, ketrampilan, dan sikap dikembangkan berdasarkan pemahaman yang akan membentuk kompetensi individual Pembelajaran yang dilakukan mendorong terjalinnya kerja sama antara sekolah, masyarakat, dan dunia kerja dalam membentuk kompetensi peserta didik Evaluasi berbasis kelas, yang menekankan pada proses dan hasil belajar

( Mulyasa, 2002:166-167 ) Kurikulum 1994 dan Kurikulum 2004 pada dasarnya mempunyai standar mutu yang sama. Yang membedakan hanyalah orientasi pemahaman, kurikulum

25


1994 menekankan pemahaman siswa terhadap materi pelajaran dengan mengacu pada buku-buku serta bergantung pada aktivitas guru di depan kelas. Sementara Kurikulum 2004, dirancang untuk membuka pemahaman siswa secara lebih luwes tanpa mengacu sepenuhnya pada buku pelajaran. Siswa diberi kesempatan lebih aktif untuk mengembangkan pemahamannya terhadap materi serta alternatif pemecahan soal. Guru dan buku hanya salah satu acuan. (http://www.kompas.com/kompas-cetak/0311/09/nasional/678184.htmNov, 2003) Secara garis besar dapat ditarik kesimpulan bahwa kurikulum 1994 isi dan tujuan pencapaian pendidikan lebih menekankan kepada aspek kognitif, sedangkan kurikulum 2004 isi dan tujuan pencapaian pendidikan lebih menekankan kepada aspek afektif dan psikomotor. KBK mempunyai ciri-ciri menekankan pada ketercapaian kompetensi siswa, baik secara individual maupun klasikal. KBK berorientasi pada hasil belajar dan keberagaman dalam penyampaian materi pembelajaran, sehingga siswa menjadi nyaman dan tidak cepat bosan di dalam proses pembelajaran. Sumber belajar bukan guru tetapi juga sumber belajar lainnya yang memenuhi unsur edukatif. Penilaian atau evaluasi menekankan pada proses dan hasil belajar dalam upaya penguasaan atau pencapaian suatu kompetensi. 2. Prinsip-prinsip Dalam Pengembangan Kurikulum Berbasis Kompetensi Pengembangan Kurikulum Berbasis Kompetensi mempertimbangkan prinsip-prinsip a) keyakinan, nilai dan budi pekerti luhur, b) penguatan integritas nasional, c) keseimbangan etik, logika, estetika, dan kinestetika, d) kesamaan memperoleh kesempatan bagi seluruh siswa, e) abad pengetahuan dan teknologi,

26


f) pengembangan ketrampilan hidup, g) belajar sepanjang hayat, h) berpusat pada anak dengan penilaian yang berkelanjutan dan komprehensif, dan i) pendekatan menyeluruh dan kemitraan. Keyakinan, nilai dan budi pekerti luhur perlu digali dan dikembangkan oleh siswa dalam kehidupan bermasyarakat. KBK mempertimbangkan hal ini karena setelah dewasa nanti, siswa akan terjun dalam masyarakat sehingga keyakinan, nilai, dan budi pekerti perlu untuk diberikan kepada siswa sebagai bekal untuk terjun dalam masyarakat. Penguatan integritas nasional juga perlu diberi perhatian, karena penguatan integrasitas nasional memberikan pemahaman tentang masyarakat Indonesia yang majemuk dan kemajuannya dalam peradaban dunia. Kemajuan peradaban dunia perlu sekali diperhatikan dalam pengembangan kurikulum, agar siswa dapat mengikuti perkembangan teknologi dan tidak ketinggalan jaman serta berpengalaman. Pengalaman belajar ini meliputi etika, logika, estetika, dan kinestetika. Pemahaman teknologi informasi dalam menghadapi abad ilmu pengetahuan dan teknologi informasi yang perlu dipahami oleh siswa terlihat dalam kemampuan berpikir dan belajar dengan mengakses, memilih, dan menilai pengetahuan untuk mengatasi situasi yang cepat berubah dan penuh ketidakpastian. Pengembangan

kurikulum

memperhatikan

kesamaan

memperoleh

kesempatan bagi seluruh siswa yang memerlukan bantuan khusus, berbakat, dan unggul, untuk mendapatkan pendidikan yang tepat sesuai dengan kemampuan dan kecepatannya. Dengan memperhatikan kesamaan dalam memperoleh kesempatan ini, maka siswa yang memiliki ketrampilan, sikap dan perilaku adaptif, kooperatif

27


dan kompetitif mampu menghadapi tantangan dan tuntutan kehidupan sehari-hari secara efektif. Kurikulum juga harus memperhatikan penempatan siswa sebagai subjek belajar atau berpusat pada siswa, dengan penilaian yang berkelanjutan dan komprehensif. Berpusatkan pada siswa dengan penilaian berkelanjutan dan komprehensif sangat diperlukan dalam upaya memandirikan siswa untuk belajar, bekerja sama, dan menilai diri sendiri. Hal ini sangat perlu diutamakan, agar siswa mampu membangun pemahaman dan pengetahuannya. Pengembangan kurikulum memperhatikan pendekatan yang menyeluruh dan kemitraan. Pengalaman belajar yang dirancang secara berkesinambungan dimulai dari TK sampai dengan SMA. Pendekatan yang digunakan dalam mengorganisasikan pengalaman belajar berfokus pada kebutuhan siswa yang bervariasi dan mengintegrasikan berbagai disiplin ilmu. Keberhasilan pencapaian pengalaman belajar menuntut kemitraan dan tanggung jawab bersama dari siswa, guru, sekolah, orang tua, perguruan tinggi, dunia usaha dan industri, dan masyarakat. 3. Pelaksanaan Pembelajaran Menurut Kurikulum Berbasis Kompetensi Dalam pelaksanaan pembelajaran, kompetensi dijelaskan dalam hasil belajar dan indikator hasil belajar. Hasil belajar merupakan uraian tentang apa yang harus digali, dipahami, dan dikerjakan oleh siswa. Hasil belajar ini digambarkan secara jelas

serta dapat diukur dengan teknik-teknik penilaian

tertentu. Sedangkan indikator hasil belajar merupakan uraian tentang bagaimana kita dapat mengetahui bahwa siswa sudah dapat mencapai hasil pembelajarannya. Indikator ini dapat digunakan sebagai dasar penilaian terhadap siswa dalam

28


mencapai pembelajaran dan kinerja yang diharapkan. Dan merupakan uraian mengenai kemampuan yang harus dikuasai siswa dalam berkomunikasi secara spesifik serta dapat dijadikan ukuran untuk menilai ketercapaian hasil pembelajaran.

Dalam

pelaksanaan

pembelajaran,

guru

harus

mampu

mengaktifkan siswa agar mereka mampu mengembangkan kemampuan untuk berpikir kritis, kreatif, dan mampu untuk memecahkan masalah sebagai bekal siswa menghadapi tuntutan era globalisasi. Untuk mengaktifkan siswa agar mampu mengembangkan kemampuan berpikirnya, guru memerlukan perangkat pembelajaran berupa lembar kerja siswa, (LKS) yang berfungsi untuk membimbing

guru

dan

siswa

dalam

mengadakan

kegiatan.

(http://www.kompas.com/kompas-cetak/0304) Uraian lebih rinci mengenai hasil belajar dan indikator hasil belajar teruraikan dalam silabus. Uraian ini dijabarkan dalam bentuk langkah pembelajaran untuk mencapai kompetensi dasar, hasil belajar, dan indikator hasil belajar. Silabus pada dasarnya berisikan komponen dasar yang dapat menjawab pertanyaan permasalahan mengenai apa yang akan diajarkan, bagaimana cara mengajarkannya, dan bagaimana cara memenuhi target pencapaian hasil belajar. (Kurikulum Berbasis Kompetensi:2002) D. Pembelajaran yang Konstruktivistik 1. Filsafat konstruktivisme Filsafat konstruktivisme menjadi dasar dari Kurikulum Berbasis Kompetensi, maka perlu sekali untuk mendalaminya. Menurut Von Glasersfelt, konstruktivisme adalah salah satu filsafat pengetahuan yang menekankan bahwa

29


pengetahuan kita adalah konstruksi atau bentukan kita sendiri (Bettencourt, 1989 dan Matthews, 1994 dikutip oleh Suparno, 1997:18). Menurut Suparno, secara garis besar prinsip-prinsip konstruktivisme yaitu pengetahuan dibangun oleh siswa sendiri baik personal maupun sosial, pengetahuan tidak dapat dipindahkan dari guru ke murid kecuali hanya dengan keaktifan siswa sendiri untuk menalar, siswa aktif mengkonstruksi terus-menerus sehingga selalu terjadi perubahan konsep menuju ke konsep yang lebih rinci, lengkap serta sesuai dengan konsep ilmiah dan guru sekedar membantu menyediakan sarana dan situasi agar konstruksi siswa berjalan lancar 2. Pembelajaran Menurut Filsafat Konstruktivisme Belajar menurut filsafat konstuktivisme, yaitu bahwa pengetahuan yang diperoleh oleh siswa merupakan konstruksi atau bentukan dari kita yang mengetahui sesuatu. Jadi pengetahuan bukan suatu fakta yang tinggal ditemukan saja, melainkan merupakan hasil bentukan yang dipelajari. Bila orang sedang mempelajari sesuatu, berarti orang tersebut sedang mengkonstruksi apa yang dipelajarinya menjadi suatu pengetahuan yang baru, dan pengertian yang baru tersebut muncul dari pengetahuan yang lama yang dimengerti dan dikonstruksikan sehingga muncul sebagai pengetahuan yang baru. (Fosnot, 1996 dan Shapiro, 1994 dikutip oleh Suparno, 1997:15) Mengajar dalam filsafat konstruktivisme, bukan merupakan transfer ilmu pengetahuan. Pengetahuan tidak dapat dipindahkan dari guru ke siswa, kecuali dengan keaktifan siswa sendiri dalam menalar. Jadi seorang guru bukan memindahkan pengetahuannya ke siswa, melainkan sebagai mediator dan

30


fasilitator yang membantu proses belajar agar berjalan dengan baik. Tugas guru sebagai mediator dan fasilitator adalah memberikan kegiatan-kegiatan yang merangsang keingintahuan murid dan membantu mereka untuk mengekspresikan gagasan-gagasannya dan mengkomunikasikan ide ilmiah mereka. Dari kegiatan– kegiatan yang diberikan tersebut, guru juga mengawasi dan mengevaluasi pemikiran murid berjalan atau tidak dengan menanyakan apakah pengetahuan murid itu sesuai dengan fakta atau tidak. Sebagai mediator dan fasilitator mengharuskan seorang guru mempunyai penguasaan yang luas mengenai pengetahuan yang diajarkannya. Pengetahuan yang luas ini digunakan untuk menerima pandangan dan pengetahuan siswa tentang apa yang dipelajarinya dan digunakan untuk menunjukkan apakah pandangan dan gagasan serta pengertian siswa tersebut berjalan dengan baik. Guru yang konstruktivis harus mengerti proses belajar yang baik yaitu proses asimilasi dan akomodasi. Proses asimilasi adalah proses kognitif individu dalam mengadaptasikan dan mengorganisasikan diri dengan lingkungan baru sehingga pengetahuan orang itu berkembang. Sedangkan proses akomodasi adalah proses kognitif individu dimana pengalaman baru yang diterimanya berbeda dengan konsep yang ada sehingga konsep yang lama tidak cocok lagi untuk menghadapi pengalaman yang baru. Sebagai seorang guru yang konstruktivis perlu mengetahui proses asimilasi dan akomodasi yang diperlukan oleh siswa dalam memperkembangkan pengetahuan mereka. Menurut Metthews, 1994 yang ditulis oleh Driver dan Oldman (dalam Suparno, 1997:69), ciri-ciri mengajar konstruktivisme adalah (1). Orientasi, (2).

31


Elicitasi, (3). Restrukturisasi ide, (4). Penggunaan ide dalam banyak situasi dan (5). Review bagaimana ide itu berubah. Dalam orientasi siswa diberi kesempatan untuk mengembangkan motivasi dalam mempelajari suatu topik. Dalam elicitasi siswa dibantu untuk mengumpulkan idenya secara jelas dengan berdiskusi, menulis, membuat poster, dan lain-lain serta diberi kesempatan untuk mendiskusikan apa yang diobservasikan dalam wujud tulisan, gambar, ataupun poster. Ada tiga hal dalam restrukturisasi ide yaitu 1) klarifikasi ide yang dikontraskan dengan ide-ide orang lain atau teman lewat diskusi ataupun lewat pengumpulan ide, 2) membangun ide yang baru, dan 3) mengevaluasi ide baru dengan eksperimen Dengan ide-ide lain, seseorang dapat terangsang untuk merekonstruksi gagasannya bila tidak cocok atau sebaliknya menjadi lebih yakin bila gagasannya cocok. Terbangunnya ide yang baru terjadi bila dalam diskusi idenya bertentangan dengan ide lain atau idenya tidak dapat menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diajukan teman-temannya. Kemudian ide yang baru tersebut dievaluasi dengan eksperimen. Gagasan yang baru dibentuk tersebut diuji dengan suatu percobaan atau persoalan baru. Dalam penggunaan ide dalam banyak situasi pengetahuan yang telah dibentuk oleh siswa perlu diaplikasikan pada berbagai macam situasi yang dihadapi. Hal ini akan membuat pengetahuan siswa lebih lengkap dan bahkan lebih rinci dengan segala macam pengecualiannya. Dalam review bagaimana ide itu berubah, dapat terjadi bahwa dalam aplikasi pengetahuannya pada situasi yang dihadapi sehari-hari seseorang perlu merevisi gagasannya, dengan menambahkan suatu keterangan ataupun mungkin dengan mengubahnya menjadi lebih lengkap.

32


Sikap-sikap yang harus dimiliki oleh pengajar konstruktivis menurut Brooks, 1993 (dikutip oleh Kartika Budi 2000:45), yaitu mendorong dan menerima kemandirian siswa oleh karena itu pembelajaran lebih bersifat individualistis. Pengajar harus menjadikan siswa sebagai penyelesai masalah atau problem solver, bahkan harus ditingkatkan menjadi penemu atau problem finder. Pengajar harus menggunakan gejala dan data alam untuk diabstraksi menjadi konsep dan teori. Lebih banyak menggunakan pertanyaan terbuka yang memungkinkan siswa berproses, memiliki kesabaran untuk tidak segera menyalahkan dan memberitahu yang benar, mengetahui kondisi dan pengetahuan awal siswa. Pengajar harus membiasakan dan mendorong siswa untuk berdialog dan menciptakan kondisi kelas dan lingkungannya yang dapat membangkitkan rasa ingin tahu siswa. 3. Pembelajaran Fisika menurut Filsafat Konstruktivisme Pembelajaran fisika yang konstruktivis, sangat sesuai dengan hakikat sains yaitu sebagai kesatuan proses, sikap dan hasil yang saling berhubungan. Keterkaitannya dapat digambarkan sebagai berikut

33


Menghasilkan Mendorong Proses Keilmuan

Produk Keilmuan

Membangun

Membentuk

Melandasi Sikap Keilmuan Gambar 2.2. Hubungan antara proses keilmuan, sikap keilmuan, dan produk keilmuan

Dengan dilandasi sikap keilmuan, proses keilmuan menghasilkan produk keilmuan. Produk keilmuan mendorong proses keilmuan selanjutnya dan menumbuhkan atau membangun sikap keilmuan. Proses keilmuan berikutnya akan menumbuhkan dan menguatkan sikap keilmuan yang telah dimilikinya, serta memperoleh hasil keilmuan lain atau menumbuhkan keyakinan akan kebenaran atau kesalahan hasil yang telah diperoleh sebelumnya. Demikian seterusnya. (Kartika Budi, 2000:46) Pembelajaran konstruktivistik pada dasarnya adalah keterlibatan siswa secara berkesinambungan dalam kegiatan yang relevan dalam membangun pengetahuan.

Melaksanakan

pembelajaran

yang

konstruktivistik

berarti

menciptakan atau merancang variasi kegiatan yang dapat melibatkan siswa secara aktif dan berkesinambungan dalam melakukan proses, terutama proses sains. (Kartika Budi, 2000:46-56). Kegiatan-kegiatan yang bervariasi tersebut antara lain:

34


a. Membaca sendiri Siswa membaca sendiri pokok-pokok bahasan tertentu dan membaca contoh-contoh soal tertentu yang memungkinkan untuk dapat dibaca sendiri. Untuk itu perlu tersedia bacaan yang sesuai yaitu bacaan dengan pengungkapan gagasan, kerangka berpikir, gaya bahasa yang sesuai dengan kemampuan siswa. Kegiatan membaca ini dapat dilakukan dengan mengambil tempat dan bacaan yang sesuai. Tempatnya bisa di dalam kelas, diluar kelas, maupun di luar sekolah. Bacaan dapat dipilih sendiri oleh siswa dari sumber manapun asalkan sesuai dengan topik yang sedang dibahas. Dengan membaca sendiri dalam situasi kebebasan, siswa akan bekerja dan maju sesuai dengan potensinya. b. Mendorong siswa untuk selalu bertanya Rasa ingin tahu mendorong siswa untuk bertanya, namun sering kali siswa tidak ada yang mengajukan pertanyaan. Untuk membangkitkan rasa ingin tahu siswa, dapat dilakukan dengan merancang kegiatan yang dapat mendorong siswa untuk mengajukan pertanyaan. Cara yang dapat dicoba antara lain dengan memberi tugas kepada siswa untuk menemukan masalah-masalah yang berkaitan dengan fenomena dalam kehidupan sehari-hari yang berkaitan dengan materi baik yang sudah dipelajari maupun yang belum dipelajari dan menghadirkan suatu gejala atau fenomena yang memungkinkan siswa untuk bertanya. c. Membiasakan siswa untuk berani mengemukakan pendapat atau gagasan. Siswa perlu sekali diberi kesempatan dan didorong untuk berani mengungkapkan gagasan, karena mengungkapkan gagasan merupakan salah satu bentuk pengungkapan potensi. Salah satu bentuk pengungkapan gagasan misalnya merumuskan definisi atau suatu konsep atau hukum yang telah dibangun. Hal ini

35


penting karena definisi atau konsep atau hukum, tidak untuk dihafal melainkan sesuatu yang harus dibangun dan dipahami. Guru harus sabar untuk tidak memberikan definisi tersebut, sampai ada siswa yang mengusulkannya. d. Membangun peta konsep. Salah satu tujuan pembelajaran fisika adalah memahami konsep-konsep dan hukum-hukum serta keterkaitannya. Peta konsep dapat digunakan untuk mengetahui kemampuan siswa menghubungkan konsep yang satu dengan konsep yang lainnya. Pemahaman konsep antara lain dapat menyatakan pengertian dengan bahasanya sendiri, dapat menjelaskan maknanya, dapat menunjukkan keterkaitannya dengan konsep lain, dapat menerapkannya untuk memecahkan berbagai masalah yang dalam pembelajaran biasanya berupa soal-soal. Kemampuan siswa membuat peta konsep tidak terbentuk dengan sendirinya. Oleh karena itu sebelum pembuatan peta konsep dijadikan sebagai salah satu kegiatan siswa, maka perlu dilatih terlebih dahulu. Latihan tersebut dapat dilakukan melalui tahap-tahap (1) dijelaskan lebih dahulu apa yang dimaksud dengan peta konsep, bagaimana cara membangunnya, syarat apa yang harus dipenuhi, dan contoh proses pembuatannya. (2) siswa berlatih membuat peta konsep dengan langkah-langkah dari yang sederhana sampai yang komplek. Siswa diberikan dua atau tiga konsep dan kemudian berkembang lagi menjadi lebih banyak lagi konsep yang saling berhubungan dan siswa ditugasi untuk menentukan hubungan proporsionalnya. Setelah itu siswa diberikan konsep tanpa diketahui hubungannya, dan siswa harus menentukan sendiri hubungannya. Setelah itu siswa mengidentifikasi sendiri konsep-konsep penting yang akan

36


dipetakan,

menentukan

konsep-konsep

mana

yang

memiliki

hubungan,

menentukan di mana konsep-konsep yang mempunyai hubungan diletakkan, dan merumuskan sendiri hubungannya. Latihan ini dimulai dengan pokok bahasan yang sedikit mengandung konsep kemudian berlanjut ke pokok bahasan yang mengandung banyak konsep. e. Menganalisis data dan menarik kesimpulan Siswa

dapat

dilibatkan

dalam

kegiatan

menganalisis

data

dan

menyimpulkannya sendiri. Data dapat diperoleh melalui eksperimen atau demonstrasi. Bila tidak memungkinkan dapat dipergunakan data yang telah tersedia. Penting bahwa data ditetapkan dengan melalui peristiwanya secara langsung atau percobaan, meskipun yang terpenting dari kegiatan tesebut bukan datanya, namun proses menganalisis dan mengambil kesimpulan. f. Merancang dan melaksanakan percobaan. Untuk pembelajaran dengan demontrasi atau eksperimen siswa secara kelompok diberi tugas untuk merancang percobaannya yaitu menentukan besaran yang akan diukur, alat-alat yang akan dipakai, rangkaian percobaan dan jalan percobaan. Bila dilakukan eksperimen, setiap kelompok melakukan eksperimen sesuai dengan rancangannya. Dan apabila dilakukan demonstrasi, dipilih salah satu hasil rancangan terbaik untuk didemonstrasikan. Sebelum eksperimen dilakukan, siswa (kelompok siswa) ditugasi untuk menentukan alat yang dipakai dan jumlahnya, rangkaiannya, apa yang harus diukur, cara mengukurnya, tabel yang diperlukan untuk merekam data. Dalam hal ini konsep-konsep dibangun melalui eksperimen.

37


g. Memilih dan menentukan sendiri kegiatan yang akan dilakukan. Kebebasan merupakan salah satu dari hakikat manusia. Oleh karena itu kebebasan yang bertanggung jawab perlu diberi peluang untuk berkembang. Pasti tidak mungkin sekolah dan pembelajaran memberi kebebasan sepenuhnya pada siswa. Tetapi dalam batas-batas dan hal-hal tertentu siswa dapat diberi kebebasan untuk memilih apa yang ingin dilakukan. Salah satu contoh kebebasan yang dapat dilakukan dalam pembelajaran fisika misalnya dalam jam praktikum atau pada jam pelajaran tertentu. Misalkan pada saat jam praktikum, siswa diajak ke laboratorium fisika. Di sana terdapat banyak alat-alat praktikum dan siswa diberikan kebebasan untuk mencoba-cobanya. Siswa mencatat apa yang dilakukan, data apa yang diperoleh, hal menarik apa yang ditemukan, masalah apa yang ditemui, pengalaman apa yang dimiliki, dan melaporkannya secara tertulis. h. Penyelesaian soal secara sistematis. Soal fisika adalah soal yang berkaitan dengan perisiwa. Dari suatu peristiwa muncul masalah, dari masalah tersebut diketahui data-data dan untuk menetapkan langkah-langkah penyelesaian dilakukan analisis. Dalam menentukan langkah-langkah penyelesaian, dipilih konsep, hukum, persamaan yang sesuai. Langkah-langkah penyelesaian soal fisika dapat dilakukan dengan pola: peristiwa, masalah, data, analisis penyelesaian, dan realisasi penyelesaian. Peristiwa dapat dinyatakan dengan kalimat, gambar, atau diagram. Masalah dapat dinyatakan dengan pernyataan mencari, menghitung, membuktikan,, dan sebagainya. Analisis dapat dilakukan dengan dua pendekatan. Pendekatan pertama meliputi langkahlangkah: Spesifikasi peristiwa, menetapkan masalah utama yang terdapat pada

38


peristiwa tertentu, menentukan atau memilih persamaan atau hukum yang sesuai, dari hukum atau persamaan yang telah dipilih, mengidentifikasi besaran yang sudah diketahui dan yang belum diketahui Besaran yang belum diketahui harus dihitung terlebih dahulu. Setelah analisis penyelesaian tuntas, barulah realisasi penyelesaian dilaksanakan. Yang kedua dari peristiwa yang telah teridentifikasi, ditentukan peristiwa yang mungkin, sehingga akan diperoleh sistem persamaan. Pendekatan mana yang harus dipilih bergantung pada tipe soalnya. Cara penyelesaian tersebut, lebih-lebih pendekatan pertama, menjamin kepastian langkah, menghindari penyelesaian yang bersifat trial and error, dan membangun kemampuan berpikir analitis. i. Eksperimen dan demonstrasi. Sejauh sarana memungkinkan, eksperimen dan demonstrasi dapat dilakukan sesering mungkin. Dalam demonstrasi guru atau sekelompok siswa menunjukkan sesuatu kepada orang atau kelompok lain. Sedangkan dalam eksperimen setiap siswa secara individual atau dalam kelompok kecil melakukan sendiri percobaan. Eksperimen dan demonstrasi memberi peluang lebih besar akan timbulnya masalah, diperolehnya data, dan dimungkinkan proses analisis untuk menarik kesimpulan, menyatakan atau merumuskan sendiri suatu definisi dan hukum. Eksperimen tidak harus dengan alat canggih, dan alat yang canggih pada umumnya mahal, dan alat yang mahal pada umumnya tidak tersedia dalam jumlah besar. Bila alat terbatas lakukan demonstrasi. ( Kartika Budi dalam Sumaji dkk 1998:170-175 ). j. Belajar kelompok

39


Menurut Suparno (Kartika Budi, 2000:56) belajar kelompok dapat mengakibatkan siswa mempunyai kesempatan untuk mengaktualisaikan dirinya, berdialog, menemukan dan mengungkapkan persoalan, belajar untuk saling menghargai, menyadari kelemahan dan kekurangan dan inkonsistensinya yang meliputi belajar terbuka, belajar untuk berani mengungkapkan gagasan, dapat mendorong temannya untuk berani melakukan hal yang sama dan tidak takut membuat kesalahan. Belajar kelompok dapat digunakan dalam eksperimen, pemecahan permasalahan, pembuatan makalah, merancang alat dan lain sebagainya.

40


BAB III PERENCANAAN PEMBELAJARAN A. Program Satu Semester Mata Pelajaran Satuan Pendidikan Kelas Semester

: : : :

Fisika Sekolah Menengah Atas dan Madrasah Aliyah X 2

1. Standar Kompetensi a. Menerapkan konsep dan prinsip kalor, konservasi energi, dan sumber energi dengan berbagai perubahannya dalam mesin kalor. b. Menerapkan konsep kelistrikan (baik statis maupun dinamis) dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi. c. Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dan optik dalam menyelesaikan masalah. 2. Materi Pokok dan Strukturisasinya Materi untuk kelas X semester 2 meliputi : Suhu dan Kalor, Listrik Dinamis, Gelombang dan Optik. Untuk ketiga materi pokok ini tidak terdapat hubungan yang saling memprasyarati, sehingga urutan pembelajarannya dapat dilakukan secara bebas. Untuk disain pembelajaran yang akan dibuat, urutan pembelajarannya yaitu suhu dan kalor, listrik dinamis, dan gelombang dan optik. Alasan mengapa penulis memberikan urutan materi pokok seperti di atas, karena melihat tingkat kesulitan materinya. Bagi penulis, suhu dan kalor jauh lebih mudah dari pada listrik dinamis, serta gelombang dan optik.

41


Adapun strukturisasi materi dan strukturisasi rancangan pembelajarannya adalah sebagai berikut : a.

Strukturisasi Materi 1) Suhu dan Kalor

Termometer

SUHU

Kalor

Kalor Jenis Kapasitas Kalor Asas Black Perpindahan Kalor

Konduksi

Konveksi Radiasi

Pemuaian

Muai panjang Muai luas Muai volume

Perubahan Wujud Zat

Gambar 3.1 Strukturisasi materi suhu dan kalor

42


2) Listrik Dinamis

Arus listrik Voltmeter Listrik Dinamis

Alat ukur listrik

Amperemeter

Rangkaian seri Rangkaian paralel Rangkaian Listrik Rangkaian pengganti Hukum Ohm Hukum Kirrchoff Hambatan Daya hantar Tegangan AC dan tegangan DC Jaringan listrik dalam rumah tangga Gambar 3.2. Strukturisasi materi pokok Listrik Dinamis

43


3) Gelombang dan Optik

Hakikat cahaya

Teori Newton

Gelombang

Teori Huygens Teori Maxwell

Spektrum gelombang elektromagnetik Optika geometrik

Optik

Cermin datar

Cembung

Cermin lengkung

Cekung

Lensa cembung Lensa cekung

Peralatan optik

Mata Kamera Mikroskop

Gambar 3.3 Strukturisasi materi pokok Gelombang dan Optik

b.

Strukturisasi Rancangan Pembelajaran Urutan ini merupakan urutan pembelajaran yang akan didisain oleh

penulis:

Suhu dan Kalor

Listrik dinamis

Gambar 3..4 Strukturisasi Rancangan pembelajaran

44

Gelombang dan Optik


3. Kompetensi Dasar, Materi Pokok, dan Alokasi Waktu Dalam kurikulum berbasis kompetensi (KBK), ditetapkan bahwa 1 tahun pembelajaran terdapat 34 minggu efektif sehingga satu semester terdapat 17 minggu efektif. Untuk mata pelajaran fisika SMA kelas X, selama satu minggu terdapat 3 jam pelajaran fisika. Jika ditotal selama satu semester terdapat 51 jam pelajaran. Pembelajaran yang akan diberikan selama satu semester adalah 48 jam pelajaran. Sisa waktu 3 jam pelajaran digunakan untuk lain-lain. Berikut adalah tabel materi pokok, kompetensi dasar dan alokasi waktunya Tabel 3.1 Kompetensi Dasar, Materi Pokok, dan Alokasi Waktu No.

1.

a.

b.

2.

3.

4.

Kompetensi Dasar Melakukan percobaan yang berkaitan dengan kalor seperti pengukuran kalor jenis, atau pengukuran suhu, pemuaian, dan perubahan wujud. Mendeskripsikan cara perpindahan kalor - Tes Formatif 1 TOTAL

a.

Merangkai alat ukur listrik, menggunakannya secara baik dan benar dalam rangkaian listrik. b. Memformulasikan besaran-besaran listrik ke dalam bentuk persamaan. c. Mengidentifikasi penerapan listrik AC da DC dalam kehidupan sehari hari. - Tes Formatif 2 TOTAL

a. b.

Materi Pokok Suhu dan kalor

3 Jam Pelajaran 18 Jam Pelajaran Listrik Dinamis

Menganalisis sifat-sifat cahaya Gelombang dan Optik Memformulasikan besaran-besaran fisika tentang gelombang elektromagnetik secara kualitatif. - Tes Formatif 3 TOTAL Lain – lain Total Waktu Pembelajaran

45

Alokasi waktu 15 Jam Pelajaran

12 Jam Pelajaran

3 Jam Pelajaran 15 Jam Pelajaran 12 Jam Pelajaran

3 Jam Pelajaran 15 Jam Pelajaran 3 Jam Pelajaran 51 Jam Pelajaran


4. Media Pembelajaran Media pembelajaran yang akan digunakan adalah seperti di bawah ini. Media ini berupa alat peraga dan alat-alat praktikum. Tabel 3.2 Media Pembelajaran No 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Materi Alat ukur listrik (voltmeter dan amperemeter) Faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar Asas Black

Penguapan dan peleburan

Cermin

Lensa

Alat dan bahan Voltmeter, Amperemeter, kabel , baterai, lampu, saklar Kawat nikel, amperemeter, voltmeter, kawat seng Termometer, bejana, air biasa, air hangat, dan timbangan Parafin, air, bejana, pembakar spiritus, penyangga kaki tiga, termometer dan stopwatch

Cermin datar, cembung, cekung, kotak cahaya, layar, penggaris, busur derajat, jarum pentul, asap Lensa cembung, cekung, kotak cahaya, layar, busur derajat, penggaris asap, jarum pentul

46

Kegiatan Eksperimen

Eksperimen

Eksperimen

Eksperimen

Eksperimen dan demonstrasi

Eksperimen dan demonstrasi

Tujuan Dapat menggunakan alat ukur listrik dengan benar Dapat mengetahui faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar Dapat menyatakan kalor yang dilepas dan yang diterima Dapat menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda pada peristiwa penguapan dan peleburan dan dapat menggambarkan grafik perubahan suhu terhadap waktu Menyelidiki sifatsifat bayangan yang dibentuk oleh cermin

Menyelidiki sifatsifat bayangan yang dibentuk oleh lensa


5. Sumber Materi Sumber materi pokok berasal dari beraneka ragam buku yang terkait, internet, guru serta ahli. Tabel 3.3 Sumber Materi Sumber Materi Buku fisika SMA kelas 1 semester 2, bukubuku yang berisi tentang suhu dan kalor, internet, guru Listrik Dinamis Buku fisika SMA kelas 1 semester 2, bukubuku yang berisi tentang listrik dinamis, internet, guru Gelombang dan Optik Buku fisika SMA kelas 1 semester 2, bukubuku yang berisi tentang gelombang dan optik

No. Materi Pokok 1. Suhu dan Kalor

2.

3.

6. Evaluasi Evaluasi merupakan penilaian terhadap belajar siswa yang berupa nilai baik angka maupun huruf yang mampu mencerminkan kompetensi yang didapatkan selama siswa belajar. Rapor adalah laporan hasil belajar siswa. Rapor dalam KBK berisi 3 penilaian yaitu 1) Penilaian Kognitif; 2) Penilaian Psikomotorik; dan 3) Penilaian Afektif. Berikut adalah tabel daftar penilaian tersebut.

47


Tabel 3.4 Penilaian Kognitif, Penilaian Afektif, dan Penilaian Psikomotorik No. 1

Penilaian Penilaian Kognitif

Jenis

Bobot (%)

a. Tes sumatif

40

b. Tes formatif

30

c. Tugas 1. Pekerjaan Rumah 2. Portofolio JUMLAH 2

Penilaian Psikomotorik

15 15 100

Praktikum Aspek yang dinilai: a. Persiapan

30

b. Pelaksanaan

30

c. Laporan Akhir

40

JUMLAH 3

Penilaian Afektif

Aspek yang dinilai: a. Bertanya tentang konsep fisika b. Menjawab dan menanggapai pertanyaan tentang konsep fisika dengan benar c. Kritik yang membangun dan masuk akal d. Saran yang realistis

100 Kode A

B C D

a. Penilaian Kognitif Yang termasuk dalam penilaian kognitif adalah nilai-nilai tes formatif, nilai tes sumatif, dan nilai tugas yang meliputi pekerjaan rumah dan portofolio. Rubrik serta rumus nilai-nilai tersebut adalah sebagai berikut 1)

Rubrik Tes Formatif

No. 1. 2. 3.

Tabel 3.5 Rubrik Ulangan Harian Materi Ulangan Harian Bobot (%) Suhu dan Kalor 35 Listrik Dinamis 35 Gelombang dan Optik 30 Skor Rerata Akhir Ulangan Harian (%) [35% × UH1 + 35% × UH 2 + 30% × UH 3] SUH = 100

48

Skor (%) UH1 UH2 UH3


2)

Rubrik Tes Sumatif Tabel 3.6 Rubrik Tes Sumatif

No

Jenis Soal

1

Materi Listrik Dinamis

Gelombang dan Optik

20 1 1 x 20 (PG1)

20 1 1 x 20 (PG2)

20 1 1 x 20 (PG3)

Pilihan Ganda Jumlah soal Bobot per soal (%) Skor per materi (%)

2

Jumlah Skor (%)

(PG) 60

Uraian Jumlah soal Bobot per soal (%) Skor per materi (%)

2 2 1 8 8 8 8x2 8x2 8x1 (UR1) (UR2) (UR3) SKOR TES SUMATIF dalam persen (%) = PG + UG

3

3)

Suhu dan kalor

(UR) 40 STS

Rubrik Nilai Tugas a)

Pekerjaan Rumah Tabel 3.7 Rubrik nilai pekerjaan rumah

No. 1 2 3

Materi Tugas

Nilai Pekerjaan Rumah (%) I II III IV

Rata-rata (%)

Suhu dan Kalor Listrik Dinamis Gelombang dan Optik Skor Rerata Akhir Pekerjaan Rumah (%) R1 + R 2 + R3 SPR(%) = 3

b)

R1 R2 R3

Portofolio Portofolio yang akan dinilai meliputi kelengkapan LKS dan tugas mencari

berbagai informasi yang berkaitan dengan materi pelajaran. Adapun aspek yang akan dinilai, bobotnya, kriteria dan skornya adalah sebagai berikut.

49


Tabel 3.8 Rubrik Nilai Portofolio No. Aspek Yang dinilai 1 LKS Bobot : 60 %

Kriteria Nilai Skor Bermakna 100 Kurang Bermakna 60 Tidak Bermakna 50 2 Mencari Informasi Jelas 100 Kurang jelas 60 Bobot : 40 % Tidak Jelas 50 Skor Portofolio SPf = (60% x SL) + (40% x SI)

Kode SL

SI

Bobot masing-masing nilai yaitu nilai tes formatif 30%, nilai tes sumatif 40%, nilai tugas yang meliputi nilai pekerjaan rumah 15 % dan nilai portofolio 15%. Jadi nilai final kognitif adalah

NFK (%) = 30% × STF + 40% × STS + 15% × SPR + 15% × SPf Keterangan : NFK

= Nilai final kognitif

STF

= Skor tes formatif

STS

= Skor tes sumatif

SPR

= Skor pekerjaan rumah

SPf

= Skor portofolio

50


Tabel 3.9 Daftar Nilai Kognitif Tugas STF1(25%)

No. 1 2 3 4 5 6 7

No.Ind

Nama

STS2(40%)

I

II

III

Rrt5)

PG3)

UR4)

Rrt5)

(35)

(35)

(30)

STF6)

(60)

(40)

STS2)

1

Rumus Penghitungan Nilai Kognitif :

1. Rrt STF = 35% x STF I + 35% x STF II + 30% x STF III 2. Rrt STS = PG + UR 3. Rrt PR = [ PR I + PR II + PR III + PR IV ] / 4 4. Rrt Prtf = (70% x SL) + (30% x SI) 5. Skor Akhir = (25% x Rrt STF) + (40% x Rrt STS) + (15% x Rrt PR) + (20% x Rrt Prtf) 6. Angka dalam kurung menyatakan bobot (dalam persen)

1) Skor Tes Formatif 2) Skor Tes Sumatif 3) Pilihan ganda 4) Uraian 5) Rerata 6) Pekerjaan Rumah 7) Portofolio

51

PR6)(15%) I

II

III

Rrt5) IV

PR6)

Prtf 7) (20%) SL SI (70) (30)

Rrt5) Prtf7)

Skor Akhir

Nilai Akhir


b. Penilaian Psikomotorik Nilai psikomotorik disini adalah nilai praktikum. Jadi skor rerata akhir praktikum merupakan nilai final untuk penilaian psikomotorik. Adapun rubrik penilaian praktikum adalah sebagai berikut : Tabel 3.10 Rubrik Penilaian Praktikum Praktikum ke dan Bobot(%) I 15 %

II 20 %

III 15 %

IV 20 %

V 15 %

VI 15 %

Judul Praktikum

Aspek yang diukur Alat ukur listrik a. Persiapan (voltmeter dan b. Pelaksanaan amperemeter) c. Laporan akhir JUMLAH Faktor-faktor yang a. Persiapan menentukan b. Pelaksanaan hambatan sepotong c. Laporan akhir kawat penghantar JUMLAH a. Persiapan Azas Black b. Pelaksanaan c. Laporan akhir JUMLAH Penguapan dan a. Persiapan peleburan b. Pelaksanaan c. Laporan akhir JUMLAH Menyelidiki sifat-sifat a. Persiapan bayangan yang b. Pelaksanaan dibentuk oleh cermin c. Laporan akhir JUMLAH Menyelidiki sifat-sifat a. Persiapan bayangan yang b. Pelaksanaan dibentuk oleh lensa c. Laporan akhir JUMLAH Nilai Psikomotorik = Skor Rerata Akhir Praktikum dalam persen yaitu

Bobot (%) 30 30 40

SP1 30 30 40 SP2 30 30 40 SP3 30 30 40 SP4 30 30 40 SP5 30 30 40

[15% × SP1 + 20% × SP 2 + 15% × SP3 + 20% × SP 4 + 15% × SP5 + 15% × SP6 100

52

Skor (%)

SP6

SP


Tabel 3.11 Daftar Nilai Psikomotorik

I (20%) No.

Nama

II (15%)

Ps1

Plk2

LA3

(30)

(30)

(40)

Rrt4 Pr5 I

Praktikum IV (15%)

III (15%)

Ps1

Plk2

LA3

(30)

(30)

(40)

Rrt4 Pr5 II

Ps1

Plk2

LA3

(30)

(30)

(40)

Rrt4 Pr5 III

V (10%)

Ps)

Plk2

LA3

(30)

(30)

(40)

Rrt4 Pr5 IV

VI (25%)

Ps1

Plk2

LA3

(30)

(30)

(40)

1 2 3 4 6 7 8 9 dst

Rrt4 Pr5 V

Ps1

Plk2

LA3

(30)

(30)

(40)

Rrt4 Pr5 VI

Skor Akhir

12345

Rumus Perhitungan Nilai Psikomotorik : 1. Rrt Pr = 30% x Ps + 30% x Plk + 40% x LA 2. Skor Akhir = 20% x Rrt Pr I + 15% x Rrt Pr II + 15% x Pr III + 15% x Pr IV + 10% x Pr V + 25% x Pr VI 3. Angka dalam kurung menyatakan bobot

1

Persiapan Pelaksanaan 3 Laporan Akhir 4 Rerata 5 Praktikum 2

53


c. Penilaian Afektif Nilai afektif atau sikap menunjukkan bagaimana siswa menanggapi setiap kegiatan yang berlangsung di dalam kelas ataupun tugas yang diberikan di luar sekolah. Yang dinilai adalah setiap aspek positif yang muncul pada pelajaran fisika. Aspek-aspek tersebut antara lain Tabel 3.12 Aspek-aspek penilaian afektif Aspek

No.

No.

1

Bertanya tentang konsep fisika

2

Menjawab dan menanggapi pertanyaan tentang konsep fisika

Kode A

dengan benar

B

3

Kritik yang membangun dan masuk akal

C

4

Saran yang realistis

D

Nama

Tabel 3.13 Lembar pengamatan penilaian afektif Tally A B C D

1 2 3 4 dst

54

Total Tally


Kriteria pemberian skor 1. Untuk setiap aspek yang dilakukan oleh siswa diberi skor 10, sehingga Skor = Total Tally x 10 2. Bila siswa tidak pernah melakukan aspek tersebut di atas selama pembelajaran berlangsung, siswa diberi skor 60%. Dan bila siswa melakukannya aspek yang disebutkan diatas, siswa mendapatkan faktor penambah 30% dari total skor yang diperolehnya. 3. Penentuan skor akhir masing-masing siswa Skor masing-masing siswa yaitu

Skor (%) =

SkorSiswa × 100% SkorTertingggiSiswa

FaktorPenambah(%) = Skor (%) × 30%

Skor Final Siswa (SF%) yaitu SkorFinal (%) = 60% + FaktorPenambah(%)

Skor final ini digunakan untuk menentukan nilai akhir, dan skor final ini dibulatkan sampai tidak ada angka di belakang koma.

55


Tabel 3.14 Daftar Penilaian Afektif No.

∑ Tally

Nama

a

1

b

2

c

3

d

4

Faktor Total Skor Skor Penambah Tally (%) (%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 dst

Skor Final (%)

Nilai Akhir

1234

Rumus Penghitungan Penilaian Afektif a. Skor = Total Tally x 10 SkorSiswa b. Skor (%) = × 100% SkorTertingggiSiswa c. FaktorPenambah(%) = Skor (%) × 30% d. SkorFinal(%) = 60% + FaktorPenambah(%) i

1

Bertanya tentang konsep fisika Menjawab dan menanggapi pertanyaan tentang konsep fisika dengan benar 3 Kritik yang membangun dan masuk akal 4 Saran yang realistis 2

56


7. Kriteria Nilai Rapor a.

Penilaian Kognitif Sistem nilai yang akan dipakai dalam penilaian kognitif siswa yaitu

dengan sistem angka. Interval skor dan nilai akhir penilaian kognitif siswa adalah sebagai berikut Tabel 3.15 Penilaian Kognitif Rapor Interval Skor Final Nilai 0 – 49 4 50 – 55 5 56 – 64 6 65 – 74 7 75 – 84 8 85 – 94 9 95 – 100 10 b. Penilaian Psikomotorik Sistem nilai yang dipakai dalam penilaian psikomotorik adalah sistem angka. Interval skor dan nilai akhir untuk pengisian rapor adalah sebagai berikut Tabel 3.16 Penilaian Psikomotorik Rapor Interval Skor Final Nilai 0 – 49 4 50 – 55 5 56 – 64 6 65 – 74 7 75 – 84 8 85 – 94 9 95 – 100 10

57


c.

Penilaian Afektif Sistem nilai yang akan dipakai dalam penilaian afektif siswa yaitu dengan

huruf. Interval skor dan nilai akhir yang dipakai dalam penentuan nilai rapor adalah sebagai berikut Tabel 3.17 Penilaian Afektif Rapor Interval Skor Final siswa Nilai Akhir 60 – 74 C 75 – 84 B 85 – 90 A B. Silabus dan Lembar Kegiatan Siswa (LKS) 1. Silabus Materi Pokok Suhu dan Kalor a.

Standar Kompetensi Menerapkan konsep dan prinsip kalor, konservasi energi, dan sumber

energi dengan berbagai perubahannya dalam mesin kalor b.

Kompetensi Dasar 1). Melakukan percobaan yang berkaitan dengan kalor seperti pengukuran kalor jenis, atau pengukuran suhu, pemuaian, dan perubahan wujud 2). Mendeskripsikan cara perpindahan kalor

c.

Materi Pokok : Suhu dan Kalor

d.

Identifikasi konsep

Tabel 3.18 Identifikasi konsep materi pokok suhu dan kalor KD Indikator Konsep Esensial 1 1.1.Menganalisis pengaruh A. Definisi suhu, kalor, kalor jenis, kalor terhadap suhu dan dan kapasitas kalor wujud benda 1. Definisi suhu 1.2.Menerapkan asas Black 2. Termometer secara kuantitatif #) 3. Definisi kalor 1.3.Menjelaskan peristiwa 4. Definisi kalor jenis

58


2

perubahan wujud dan karakteristiknya serta memberikan contohnya dalam kehidupan seharihari 1.4.Memberikan gambaran tentang faktor yang mempengaruhi peristiwa perubahan wujud 1.5.Melakukan analisis kuantitatif tentang perubahan wujud 1.6.Memaparkan faktor-faktor yang mempengaruhi peristiwa perubahan wujud 1.7.Melakukan analisis kuantitatif tentang perubahan wujud 1.8.Memaparkan faktor-faktor yang mempengaruhi besar pemuaian zat padat, zat cair, dan gas 1.9.Membedakan besar pemuaian (panjang, luas, dan volum) pada berbagai zat secara kuantitatif 2.1.Membedakan peristiwa perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi 2.2.Menentukan faktor-faktor yang berpengaruh pada peristiwa perpindahan kalor melalui konduksi, konveksi, dan radiasi 2.3.Memberikan contoh melalui percobaan peristiwa konduksi, konveksi, dan radiasi dalam kehidupan seharihari, serta penerapannya dalam bentuk teknologi sederhana 2.4.Mendemonstrasikan cara untuk mengurangi atau mencegah perpindahan

5. B. C. 1. 2. 3. 4.

Definisi kapasitas kalor Asas Black Perubahan wujud zat Perubahan wujud zat padat Perubahan wujud zat cair Perubahan wujud zat gas Suhu dan kalor pada peristiwa peleburan 5. Kalor uap dan kalor embun 6. Suhu dan kalor pada peristiwa peleburan 7. Kalor lebur dan kalor beku 8. Pengaruh tekanan dan ketidakmurnian terhadap titik lebur 9. Pengaruh ketidakmurnian terhadap titik didih 10. Pemuaian zat padat, zat cair, dan gas 11. Koefisien muai panjang zat padat 12. Koefisien muai luas zat padat 13. Koefisien muai volume zat padat 14. Hubungan koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang 15. Hubungan koefisien muai volume dengan koefisien muai panjang D. Perpindahan kalor 1. Konduksi 2. Faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konduksi 3. Laju kalor konduksi 4. Konveksi 5. Faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konveksi 6. Laju kalor konveksi 7. Radiasi 8. Penerapan perpindahan kalor dalam kehidupan sehari-hari

59


kalor melalui konduksi, konveksi, dan radiasi e.

Uraian Makna Konsep Suhu dan Kalor

1). Definisi suhu, kalor, kalor jenis, dan kapasitas kalor a) Definisi suhu Suhu adalah ukuran yang menyatakan tingkat panas suatu benda. Suhu badan yang sehat adalah 370C, bukan panas orang yang sehat 370C. b) Termometer Alat yang digunakan untuk mengukur suhu badan secara tepat adalah termometer. Ada berbagai jenis termometer yaitu termometer Celcius, Fahrenheit, Reamur, dan Kelvin. Berikut adalah skala-skala suhu termometer tersebut

Acuan atas (air mendidih)

Acuan ini ditentukan pada tekanan 1 atm = 76 Acuan bawah (es cm Hg mencair)

Gambar 3.5 Skala-skala termometer

Skala-skala termometer tersebut tidak sama antara satu dengan yang lain. Berikut adalah rumus untuk mengubah skala termometer yang satu ke skala termometer yang lain.

Celcius

Celcius t 0C

Reamur 5/4 t0R

Fahrenheit 5/9 (t0F-32)

Reamur

4/5 t0C

t0R

4/9 (t0F-32)

Fahrenheit

(9/5t0C) + 32

9/5 t0R + 32

t0F

c) Definisi kalor

60


Kalor adalah suatu bentuk energi yang dapat berpindah dari tempat yang satu ke tempat yang lain karena adanya perbedaan suhu diantara kedua tempat tersebut. d) Definisi kalor jenis Kalor jenis adalah besarnya kalor atau panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu benda bermassa 1 kg sebesar 10C. Nilai kalor jenis berbeda-beda tergantung pada jenis bendanya. Satuan kalor jenis adlah joule/kg0 C e) Definisi kapasitas kalor Kapasitas kalor adalah banyaknya energi yang harus diberikan dalam bentuk kalor untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar satu derajad. Q = m. c. ∆T Faktor mc disebut sebagai kapasitas kalor

mc =

Q ∆T

Jika kapasitas kalor diberi lambang C, maka C=

Q ∆T

2). Asas Black Energi adalah kekal, sehingga kehilangan energi Q joule dari suatu benda akan muncul sebagai tambahan energi Q joule pada benda lainnya. Kekekalan energi berlaku pula pada perpindahan kalor . Joseph Black dalam percobaannya menemukan bahwa kalor yang dilepas sama dengan kalor yang diterima. Qlepas = Qterima Q1 = Q2 m1. c1. ∆T1 = m2. c2. ∆T2

61


3). Perubahan wujud zat Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 3.6 Diagram perubahan wujud zat

Keterangan : 1 : Menyublim adalah perubahan wujud dari padat menjadi gas tanpa melalui wujud cair 2 : Deposisi adalah perubahan wujud dari gas menjadi padat 3 : Menguap adalah perubahan wujud dari cair menjadi gas 4 : Mengembun adalah perubahan wujud dari gas menjadi cair 5 : Mencair adalah perubahan wujud dari padat menjadi cair 6 : Membeku adalah perubahan wujud dari cair menjadi padat Dari diagram, panah ke atas menyatakan diperlukan kalor dan panah ke bawah menyatakan dilepaskan kalor. Apabila kalor diberikan pada zat padat, pada suhu tertentu zat padat akan melebur. Suhu pada saat zat padat melebur, yakni berubah wujud menjadi cair dinamakan titik lebur. Selama melebur, suhu benda tetap. Kalor yang diberikan pada benda tidak digunakan untuk menaikkan suhunya, tetapi digunakan untuk melebur. Besarnya kalor yang diperlukan untuk melebur tergantung pada jenis dan massa benda. Semakin besar massanya, semakin banyak kalor yang diperlukan untuk melebur. Kalor yang diperlukan untuk melebur 1 kg zat padat pada titik leburnya dinamakan kalor lebur. Kalor lebur bergantung pada jenis bendanya. Banyaknya kalor yang diperlukan oleh suatu zat yang massanya m

62


untuk melebur dengan kalor lebur Llb dapat ditulis dalam bentuk persamaan Q = m Llb. Pada peristiwa pembekuan misalnya pada para parafin cair yang didinginkan, suhunya akan menjadi turun. Hal ini menunjukkan parafin cair itu melepaskan kalor. Suhu pada saat zat cair berubah wujud menjadi zat padat disebut tititk beku. Bila parafin mulai membeku, suhunya mulai tetap, tetapi proses pendinginan masih tetap berlangsung. Dengan demikian pada saat membeku parafin juga melepaskan kalor. Dari hasil penyelidikan diketahui bahwa untuk satu jenis benda, nilai kalor bekunya sama dengan nilai kalor leburnya. Misalnya kalor lebur parafin nilainya sama dengan kalor bekunya. Pada peristiwa penguapan yaitu perubahan dari cair menjadi gas, meskipun kalor terus menerus diberikan ternyata suhunya tetap. Hal ini terjadi karena kalor yang diterima oleh benda digunakan untuk menguap. Seperti halnya pada proses pemberian kalor untuk menaikkan suhu, kalor yang diperlukan untuk menguap tergantung dari jenis benda dan massanya. Kalor yang diperlukan untuk menguapkan 1 kg zat cair pada titik didihnya dinamakan kalor uap. Banyaknya kalor yang diperlukan zat cair yang massanya m untuk menguap pada titik didihnya dengan kalor uap Lu dapat ditulis dalam bentuk persamaan Q = m Lu. Apabila gas didinginkan, yang akan terjadi adalah kebalikkan dari proses pemanasan air. Gas yang didinginkan akan melepaskan kalor yang mengakibatkan suhunya menjadi turun. Penurunan suhu ini akan berhenti pada suhu tertentu yang dinamakan titik embun. Pada suhu tersebut gas akan mulai mengembun yaitu

63


berubah wujud menjadi zat cair. Jadi proses pendinginan gas tersebut akan mengikuti urutan kebalikkan dari proses pemanasan zat cair. 4) Pengaruh tekanan terhadap titik lebur Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 3.7 Gambar bongkahan es

Setelah setengah jam atau satu jam tergantung pada ukuran balok es, kawat akan melewati balok es secara perlahan-lahan dan akhirnya terjatuh ke lantai. Akan tetapi balok es tetap utuh tidak terpotong menjadi dua bagian. Sewaktu kawat menekan permukaan atas balok es, bagian ini melebur lebih dahulu sebab tekanan yang diberikan menurunkan titik lebur es. Sebagai gambaran es melebur pada suhu 00 C pada tekanan normal (1 atm). Jika diberi tekanan 2 atm, maka titik lebur es turun menjadi -0,0070 C. Akibat meleburnya es menjadi air, kawat bergerak melalui bagian yang melebur ini akan tetapi segera setelah kawat lewat, tekanan yang diberikan kawat lewat, tekanan yang diberikan kawat pada bagian yang melebur ini normal kembali sama dengan tekanan udara luar sehingga air hasil leburan membeku kembali menjadi es. Jadi kawat secara perlahan melewati balok es, tetapi lintasan yang dilalui kawat segera membeku kembali menjadi es. Akhirnya kawat bersama beban jatuh ke lantai tetapi es balok tetap utuh tidak terpotong.

64


Gejala meleburnya bagian balok es yang diberi beban (tekanan luar) dan membeku kembali sesaat setelah beban dihilangkan dinamakan regelasi. Regelasi adalah sifat unik yang dimiliki oleh air karena adanya kristal struktur terbuka es. Kristal-kristal struktur terbuka es diruntuhkan oleh pemakaian tekanan pada permukaan es sehingga es yang secara normal melebur pada 00 C akan melebur di bawah 00 C. 5) Pengaruh ketidakmurnian terhadap titik lebur Titik lebur es pada keadaan normal adalah 00 C. kita dapat mengubah titik lebur es dengan menambahkan garam pada campuran es dan air. Penambahan garam dapur pada campuran air dan es dapat menurunkan titik lebur es sampai 200 C. peristiwa ini dimanfaatkan dalam pembuatan es krim. Pemberian garam menurunkan titik lebur es, sehingga es yang suhunya dibawah 00 C dapat melebur. Untuk melebur diperlukan kalor. oleh karena itu kalor tidak disuplai dari luar, maka kalor diambil dari dalam es itu sendiri. Sebagai akibatnya, suhu es akan turun lebih jauh sekalipun es dalam keadaan cair (es krim). 6) Pengaruh ketidakmurnian terhadap titik didih Titik didih air pada keadaan normal adalah 1000C. Untuk menaikkan titik didih air diatas 1000C dapat dilakukan dengan cara menambah ketidakmurnian, misalnya dengan menambahkan gula pasir atau garam halus kedalamnya. Jadi ketidakmurnian zat menaikkan titk didih zat tersebut. Oleh karena itu, titik didih air laut lebih tinggi daripada titik didih air biasa. 7) Perpindahan Kalor

65


Bila benda panas disentuhkan dengan benda dingin, tak lama kemudian suhu benda panas turun sedangkan suhu benda dingin turun. Hal ini terjadi karena benda panasn memberikan kalor kepada benda dingin. Jadi kalor berpindah dari benda yang suhunya tinggi ke benda yang suhunya rendah. Ada 3 cara perpindahan kalor yaitu: a) Perpindahan kalor secara konduksi Jika suhu benda ujung logam dipanaskan maka ujung logam yang lainnya juga akan terasa panas. Peristiwa tersebut merupakan contoh perpindahan kalor secara konduksi. Perpindahan kalor melalui zat tanpa disertai perpindahan partikel-partikel zat perantaranya dinamakan konduksi. Zat yang mudah menghantarkan kalor disebut konduktor, sedangkan zat yang sukar menghantarkan kalor disebut isolator. Perlu diketahui bahwa setiap zat dapat menghantarkan kalor secara konduksi

Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 3.8 Laju perpindahan kalor secara konduksi

66


Faktor-faktor yan mempengaruhi laju kalor konduksi yaitu: (1) Beda suhu di antara kedua permukaan ∆T = T1 – T2; makin besar beda suhu, makin cepat perpindahan kalor. (2) Ketebalan dinding d; makin tebal dinding, makin pelan perpindahan kalor. (3) Luas permukaan A; makin besar luas permukaan, makin cepat perpindahan kalor. (4) Konduktivitas termal zat k, merupakan ukuran kemampuan zat menghantarkan kalor; makin besar nilai k, makin cepat perpindahan kalor. Banyak kalor yang melalui dinding selama selang waktu t dinyatakan oleh : Q kA∆Τ = t d

Satuan Q joule (J), waktu sekon (s), konduktivitas termal W/m K, suhu Kelvin (K), ketebalan dinding meter (m) b) Perpindahan kalor secara konveksi Konveksi adalah perpindahan energi kalor yang diikuti gerak partikelpartikel zat perantara atau mediumnya. Pada peristiwa konveksi, kalor berpindah bersama-sama dengan perpindahan partikel medium perantara kalor. Perpindahan kalor secara konveksi ini dapat terjadi pada zat cair dan gas, misalnya ketika tangan anda berada diatas nyala lilin sejauh kira-kira 10 cm anda akan merasakan udara hangat naik dari lilin, ketika udara yang dekat nyala lilin dipanasi, udara itu memuai dan masa jenisnya menjadi lebih kecil. Udara hangat yang masa jenisnya lebih kecil akan naik dan tempatnya digantikan oleh udara dingin yang masa jenisnya lebih besar. Persamaan laju kalor konveksi yaitu:

67


Q = hA∆Τ t

Dengan h adalah koefisien konveksi yang nilainya bergantung pada bentuk dan kedudukan permukaan, yaitu tegak, miring, mendatar, menghadap bawah atau menghadap atas. Nilai h diperoleh dari percobaan. Nilai h untuk tubuh manusia adalah 7,1 J s-1 m-2 K-1. c) Perpindahan kalor secara radiasi Kalor dari matahari dapat sampai ke bumi melalui ruang hampa tanpa zat perantara. Perpindahan kalor seperti itu disebut radiasi. Perpindahan kalor dapat melalui ruang hampa karena energi kalor dibawa dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Jadi radiasi adalah perpindahan energi kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Pada tahun 1879 Joseph Stefan melakukan pengukuran gaya total yang dipancarkan oleh benda hitam sempurna. Perlu diketahui benda hitam sempurna adalah penyerap sekaligus pemancar kalor radiasi yang terbaik. Dia menyatakan bahwa daya total itu sebanding dengan pangkat empat suhu mutlaknya. Lima tahun kemudian, Ludwig Boltzmann menurunkan hubungan yang sama. Persamaan yang didapat dari hubungan ini dikenal sebagai hukum StefanBoltzmann, yang berbunyi: “Energi yang dipancarkan oleh suatu permukaan hitam dalam bentuk radiasi kalor tiap satuan waktu (Q/t) sebanding dengan luas permukaan (A) dan sebanding dengan pangkat empat suhu mutlak permukaan itu (t4)”. Persamaan tersebut ditulis:

Q = σAT 4 t

68

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tetapan σ (dibaca sigma) dikenal dengan tetapan Stefan-Boltzmanndan dalam satuan SI mempunyai nilai : 5,67 x 10-8 W m -2 K-4 Tidak semua benda dapat dianggap sebagai benda hitam sempurna. Oleh karena itu agar persamaan di atas dapat dipergunakan pada setiap benda persamaannya Stefan-Boltzmann untuk setiap benda dapat ditulis : Q = eσAT 4 t

Dengan e adalah koefisien yang disebut emisivitas. Emisivitas adalah suatu ukuran seberapa besar pancaran radiasi kalor suatu benda dibandingkan dengan benda hitam sempurna. Emisivitas tidak memiliki satuan, nilainya terletak antara 0 dan 1 dan bergantung pada jenis zat dan keadaan permukaan. Permukaan mengkilat mempunyai e yang lebih kecil daripada permukaan kasar. Pemantul sempurana memiliki e = 0, sedangkan penyerap sempurna sekaligus pemancar sempurna yaitu benda hitam sempurna memiliki e = 1. Emisivitas manusia tergantung pada warna kulit, tetapi nilai hampirannya adalah e = 0,98.

8) Pemuaian Kita ketahui bahwa jika suatu benda dipanaskan benda tersebut akan memuai, sebaliknya jika benda didinginkan benda tersebut akan menyusut. Pemuaian terjadi baik pada zat padat, zat cair, maupun gas a) Pemuaian panjang Untuk benda padat yang panjang dengan luas penampangnya kecil, misalnya jarum, kita dapat saja hanya memperhatikan pemuaian zat padat kearah

69


memanjangnya. Alat untuk membandingkan muai panjang logam yang berbeda yaitu muschenbrock. Misalnya tiga buah logam yang berbeda jenis dan sama panjang dipanaskan, walaupun ketiga logam mengalami kenaikan suhu yang sama tetapi pertambahan panjang ketiganya berbeda. Perbedaan pertambahan panjang ini disebabkan oleh perbedaan koefisien muai panjang (α) yang didefinisikan : perbandingan antara pertambahan panjang (∆L) terhadap panjang awal benda (l0) per satuan kenaikkan suhu (∆T). Persamaannya ditulis dengan : ∆L l α= 0 ΛT ΛL = αl0 ∆T b) Pemuaian luas Bila benda padat berbentuk persegi panjang dipanaskan, terjadi pemuaian dalam arah memanjang dan arah melebar atau benda tersebut mengalami pemuaian luas. Koefisien muai luas (β) suatu bahan adalah perbandingan antara pertambahan luas benda (∆A) terhadap luas awal benda (A0) per satuan kenaikan suhu (∆T). Persamaan koefisien muai luas (β) dinyatakan dengan : ∆A A β= 0 ΛT ΛA = βA0 ∆T c) Pemuaian volume Bila benda padat berbentuk balok dipanaskan, akan terjadi pemuaian dalam arah memanjang, melebar, dan meninggi. Dengan kata lain benda mengalami pemuaian volume. Pemuaian volume berbagai zat bergantung pada koefisien muai

70


volume. Koefisien muai volume (γ) suatu bahan adalah perbandingan pertambahan volume (∆V) terhadap volume awal benda (V0) per satuan kenaikan suhu (∆T). Persamaan koefisien muai volume (γ) dinyatakan dengan : ∆V V γ = 0 ΛT ΛV = γV0 ∆T d)

Hubungan koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang Hubungan koefisien muai luas (β) dengan koefisien muai panjang (α)

dinyatakan dengan persamaan :

β = 2α

e) Hubungan koefisien muai volume dengan koefisien muai panjang Hubungan koefisien muai volume (γ) dengan koefisien muai panjang (α) dinyatakan dengan persamaan : f.

γ = 3α

Rancangan Pembelajaran

Tabel 3.19 Rancangan pembelajaran materi pokok suhu dan kalor Indikator

Pengalaman Belajar Siswa

1. Menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda 2. Menerapkan asas Black secara kuantitatif #) 3. Menjelaskan peristiwa perubahan wujud dan karakteristiknya serta memberikan

1. Melakukan pengukuran suhu dengan menggunakan tangan dan termometer 2. Mengolah informasi mengenai berbagai macam termometer 3. Melakukan percobaan untuk menentukan hubungan antara suhu dan kalor

71

Kerja Ilmiah yang Terintegrasi 1. Merumuskan tujuan penelitian 2. Menetapkan variabel 3. Menetapkan instrumen yang sesuai dengan tujuan penelitian 4. Menentukan langkah kerja 5. Menggunakan


contohnya dalam kehidupan sehari-hari 4. Memberikan gambaran tentang faktor yang mempengaruhi peristiwa perubahan wujud 5. Melakukan analisis kuantitatif tentang perubahan wujud 6. Memaparkan faktorfaktor yang mempengaruhi peristiwa perubahan wujud 7. Melakukan analisis kuantitatif tentang perubahan wujud 8. Memaparkan faktorfaktor yang mempengaruhi besar pemuaian zat padat, zat cair, dan gas 9. Membedakan besar pemuaian (panjang, luas, dan volum) pada berbagai zat secara kuantitatif 10. Membedakan peristiwa perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi 11. Menentukan faktorfaktor yang berpengaruh pada peristiwa perpindahan kalor melalui konduksi, konveksi, dan radiasi 12. Memberikan contoh melalui percobaan peristiwa konduksi, konveksi, dan radiasi dalam kehidupan sehari-hari, serta

4. Menemukan sendiri definisi kalor jenis dan kapasitas kalor dengan mengolah data yang telah tersedia 5. melakukan percobaan untuk menunjukkan asas Black 6. Mengerjakan soal penerapan asas Black 7. Melakukan percobaan untuk mengamati perubahan wujud berbagai zat 8. Mengamati perubahan suhu dan kalor pada peristiwa penguapan dan peleburan 9. Menyatakan definisi kalor uap dan kalor embun dengan mengolah informasi 10. Menyatakan definisi kalor lebur dan kalor beku 11. Menghitung kalor yang diperlukan untuk menguap dan kalor yang dilepaskan untuk mengembun dengan mengolah data yang telah tersedia 12. Menghitung kalor yang diperlukan untuk melebur dan kalor yang dilepaskan untuk membeku dengan mengolah data yang telah tersedia 13. Mengerjakan soal menghitung kalor yang diperlukan untuk mengubah es menjadi uap 14. Menyelidiki pengaruh ketidakmurnian dan

72

6. 7. 8. 9.

alat ukur dengan teliti Mengumpulkan data Menganalisis Menarik kesimpulan Membaca sendiri

10. Mengolah informasi 11. Mengkomunikasi kan informasi 12. Mengkaji teori 13. Menarik kesimpulan 14. Spesifikasi peristiwa 15. Menetapkan masalah utama 16. Mengumpulkan data 17. Menganalisis 18. Realisasi penyelesaian 19. Tekun 20. Bekerja sama


penerapannya dalam tekanan terhadap titik bentuk teknologi lebur sederhana 15. Menyelidiki pengaruh 13. Mendemonstrasikan ketidakmurnian terhadap cara untuk mengurangi titik didih atau mencegah 16. Melakukan percobaan perpindahan kalor untuk membuktikan melalui konduksi, pemuaian zat padat konveksi, dan radiasi 17. Mencari persamaan koefisien muai panjang, luas, dan volume, serta hubungannya 18. Melakukan percobaan mengenai perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi 19. Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konduksi 20. Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konveksi 21. Mencari persamaan kalor konduksi dan kalor konveksi g.

Sarana dan Sumber Belajar 1.

Buku Fisika kelas I semester 2

2.

Buku yang berisi tentang suhu dan kalor

3.

Guru

4.

Internet

h.

Evaluasi 1.

Nilai Kognitif

2.

Nilai Psikomotorik

3.

Nilai Afektif

Terlampir pada program satu semester sub bab evaluasi

73


2. Lembar Kegiatan Siswa (LKS) Materi Pokok Suhu dan Kalor a.

Kompetensi Dasar 1) Melakukan percobaan yang berkaitan dengan kalor seperti pengukuran kalor jenis, atau pengukuran suhu, pemuaian, dan perubahan wujud 2) Mendeskripsikan cara perpindahan kalor

b.

Indikator 1) Menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda 2) Menerapkan asas Black secara kuantitatif #) 3) Menjelaskan peristiwa perubahan wujud dan karakteristiknya serta memberikan contohnya dalam kehidupan sehari-hari 4) Memberikan gambaran tentang faktor yang mempengaruhi peristiwa perubahan wujud 5) Melakukan analisis kuantitatif tentang perubahan wujud 6) Memaparkan faktor-faktor yang mempengaruhi peristiwa perubahan wujud 7) Melakukan analisis kuantitatif tentang perubahan wujud 8) Memaparkan faktor-faktor yang mempengaruhi besar pemuaian zat padat, zat cair, dan gas 9) Membedakan besar pemuaian (panjang, luas, dan volum) pada berbagai zat secara kuantitatif 10) Membedakan peristiwa perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi

74


11) Menentukan faktor-faktor yang berpengaruh pada peristiwa perpindahan kalor melalui konduksi, konveksi, dan radiasi 12) Memberikan contoh melalui percobaan peristiwa konduksi, konveksi, dan radiasi dalam kehidupan sehari-hari, serta penerapannya dalam bentuk teknologi sederhana 13) Mendemonstrasikan cara untuk mengurangi atau mencegah perpindahan kalor melalui konduksi, konveksi, dan radiasi c.

Materi Pokok : Suhu dan Kalor

d.

Petunjuk Umum Untuk mempelajari pokok bahasan ini, kalian akan melakukan banyak

kegiatan.

Kegiatan-kegiatan

tersebut

antara

lain

melakukan

percobaan,

mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan, mempelajari sendiri suatu penjelasan, mempelajari sendiri contoh soal, mencoba merumuskan sendiri suatu pengertian atau hukum, menarik kesimpulan, mengerjakan tugas latihan, dan lain sebagainya. Apakah tujuan tersebut akan dapat dicapai sangat ditentukan oleh kemauan dan kesungguhan kalian dalam melakukan kegiatan. Oleh karena itu lakukan kegiatan dalam LKS ini dengan sungguh-sungguh. e.

Kegiatan Belajar

DEFINISI SUHU Kegiatan 1 : Mengukur Suhu Lakukan percobaan ini secara berkelompok, sesuai dengan yang telah dibentuk ! Tujuan : Dapat mengetahui apakah indera manusia dapat digunakan untuk menentukan suhu suatu benda dengan tepat.

75


Alat dan Bahan : Tiga buah bejana, air es, air biasa, dan air hangat. Langkah Kegiatan :

1.

Bejana A diisi dengan air es, bejana B diisi dengan air hangat, dan bejana C diisi dengan air biasa.

2.

Celupkan tangan kanan ke dalam bejana A, dan tangan kiri ke dalam bejana B. Rasakanlah suhu air dalam kedua bejana tersebut selama beberapa waktu. Masukkan datanya dalam tabel berikut ini : Yang dirasakan Tangan kanan Tangan kiri ( Bejana A ) ( Bejana B ) …………… ………… …………… ………….

3.

Angkatlah kedua tangan dari bejana, kemudian celupkan kedua tangan bersama-sama ke dalam bejana C. Bagaimanakah suhu dalam bejana C menurut tangan kanan dan tangan kiri ? Catat hasilnya dalam tabel berikut : Yang dirasakan Tangan kanan Tangan kiri ( Bejana C ) ( Bejana C ) …………… ………… …………… ………….

4.

Siapkan 2 buah termometer, gunakan termometer 1 untuk mengukur air dalam bejana A dan termometer 2 untuk mengukur air dalam bejana B. Catat suhunya dalam tabel berikut :

76

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Suhu ( t 0 C ) Termometer 1 ( Bejana A ) …………… 5.

Termometer 2 ( Bejana B ) …………

Angkat kedua termometer dari bejana A dan B, kemudian masukkan bersama-sama dalam bejana C. Catat suhunya dalam tabel berikut : Suhu ( t 0 C ) Termometer 1 ( Bejana C ) ……………

Termometer 2 ( Bejana C ) …………

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Samakah yang dirasakan oleh tangan kanan dan tangan kiri setelah dicelup secara bersama-sama ke dalam bejana C? .............................................................................................................................. 2. Samakah suhu air dalam bejana C setelah diukur dengan menggunakan termometer ? ……………. …………………………………………………………………… 3. Mana yang lebih baik, mengukur suhu dengan tangan atau termometer ? …………………………………………………………………………….......... Kesimpulan : Dari percobaan di atas berikan kesimpulanmu ! …………………………………………………………………………………….. Kegiatan 2 : Mendefinisikan suhu Kulit kita dapat merasakan perbedaan air yang panas dengan air yang dingin. Ini berarti bahwa indera perasa kita dapat digunakan untuk membedakan suhu suatu benda. Namun indera perasa kita kepekaannya tidak sama sehingga

77


tidak dapat membedakan suhu dengan tepat, seperti yang telah kalian buktikan pada percobaan kegiatan 1. Jadi indera perasa kita bukan pengukur suhu yang baik. Untuk mengukur suhu dengan tepat diperlukan alat khusus yang disebut termometer. Suhu benda yang diukur ditunjukkan oleh permukaan raksa yang menunjuk pada skala yang tertera pada tabung termometer. Kita ketahui suhu air mendidih 1000 C, suhu es mencair 00 C, suhu air dalam bejana A, B, dan C pada kegiatan 1 juga mempunyai nilai tertentu. Di atas kita berbicara banyak mengenai suhu. Sekarang apa sebenarnya suhu itu? Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Pada percobaan pada kegiatan 1, kalian mengukur dan merasakan apa? (mengukur tingkat panas air)

2. Alat apa yang kalian gunakan untuk mengukurnya? (termometer)

3. Yang kalian ukur dan rasakan itulah suhu. Sekarang nyatakan sendiri apa yang dimaksud dengan suhu! (Suhu adalah ukuran yang menyatakan tingkat panas suatu benda yang diukur dengan menggunakan termometer)

TERMOMETER Kegiatan 3 : Mengenal berbagai macam termometer Tabung termometer biasanya diisi dengan air raksa dan akan naik sama tingginya bila digunakan untuk mengukur suhu suatu zat yang sama. Permasalahannya adalah skala yang digunakan oleh berbagai jenis termometer

78


berbeda. Acuan skala untuk air mendidih dan es mencair untuk berbagai termometer tidak sama. Pelajarilah suhu skala-skala termometer di bawah ini!

Acuan atas (air mendidih)

Acuan ini ditentukan pada tekanan 1 atm = 76 Acuan bawah (es cm Hg mencair)

Dapat dilihat bahwa skala termometer yang satu berbeda dengan termometer yang lainnya. Termometer celcius memiliki 100 skala, termometer reamur memiliki 80 skala, termometer fahrenheit memiliki 180 skala dan termometer kelvin memiliki 100 skala. Kegiatan 4 : Mengubah Skala Suhu Termometer Kelvin menjadi Celcius Pelajarilah kembali skala-skala Celcius dan Kelvin pada kegiatan 3! Setelah kalian mempelajarinya dan mengerti dengan sungguh-sungguh, lengkapilah tabel berikut ini : Kelvin 273 K 300 K 373 K

Celcius 0 0C 27 0C 100 0C

Jika termometer Kelvin menunjukkan (x) K. Berapakah skala yang ditunjukkan oleh termometer celcius ? Kelvin

Celcius

(x)K

(x – 273) 0C

79


Lengkapi tabel berikut ini! Celcius 0 0C

Kelvin 273 K

50 0 C 323 K 100 0 C 373 K Jika termometer Celcius menunjukkan (y0) C. Berapakah skala yang ditunjukkan oleh termometer Kelvin? Celcius

Kelvin

0

(y )C

(y + 273) K

Kelvin menetapkan derajat suhunya berdasarkan kelajuan gerak partikel. Pada saat gerak partikel berhenti ( EK = 0 ), oleh Kelvin dijadikan sebagai suhu 0 mutlak ( 0 K ). Suhu 0 K ini sama dengan – 2730 C atau lebih tepatnya –273,160C Kegiatan 5 : Mengubah Skala Termometer Celcius menjadi Skala Reamur Pelajari kembali skala-skala celcius dan reamur pada kegiatan 3! Setelah kalian mempelajarinya dan mengerti dengan sungguh-sungguh, carilah pemecahan persoalan berikut ini Termometer Celcius dan Reamur digunakan untuk mengukur suhu air dalam wadah yang sama. Jika termometer Celcius menunjukkan skala 400C, berapakah skala yang ditunjukkan oleh termometer Reamur?

80


Jawablah pertanyaan berikut ini! 1. Bila termometer celcius menunjukkan angka 400, apakah termometer reamur juga menunjukkan angka 400? Berikan alasannya! (tidak, karena kedua termometer ini mempunyai skala yang berbeda) 2. Pada termometer celcius, bila 100 skala dianggap satu bagian, ada berapa

bagiankah 40 skala dari 100 skala? (

40 bagian ) 100

3. Pada termometer reamur, bila 80 skala dianggap satu bagian, ada berapa bagiankah x skala dari 80 skala? (

x bagian ) 80

4. Apakah kedua termometer menunjukkan suhu yang sama? Berikan alasanmu? (kedua termometer menunjukkan suhu yang sama, karena digunakan untuk mengukur suhu benda yang sama) 5. Kalau begitu, bagaimana persamaan untuk mengubah skala termometer celcius ke termometer reamur? Setelah itu hitunglah suhu dalam derajat celcius tersebut ke dalam derajat suhu reamur!

400 C x 0 R = ) 100 80 80 × 400 C ) ( x0 R = 100 4 ( x 0 R = × 400 C = 32 ) 5 Jadi 400C, jika diubah ke dalam skala suhu reamur menjadi 320R (

6. Ubahlah skala termometer Celcius menjadi skala termometer Reamur, dengan mengisi tabel dibawah ini!

81

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 0

No.

C

1.

00 C

2.

10 C

3.

100 C

4.

300 C

5.

T0 C

Perhitungan ke termometer Reamur

4 0 × 0 C = 0) 5 4 4 ( t 0 R = × 10 C = ) 5 5 4 ( t 0 R = × 100 C = 8 ) 5 4 ( t 0 R = × 300 C = 24 ) 5 4 ( t 0 R = × T 0C ) 5 ( t0R =

Kegiatan 6 : Mengubah Skala Termometer Reamur menjadi Skala Celcius Pelajari kembali skala-skala celcius dan reamur pada kegiatan 3! Selesaikanlah persoalan berikut ini! Termometer Celcius dan Reamur digunakan untuk mengukur suhu air dalam wadah yang sama. Jika termometer Reamur menunjukkan skala 300 C berapakah skala yang ditunjukkan oleh termometer Celcius?

Jawablah pertanyaan berikut ini! 1. Pada termometer reamur, bila 80 skala dianggap satu bagian, berapa bagiankah 30 skala dari 80 skala? (

30 bagian ) 80

82


2. Pada termometer celcius, bila 100 skala dianggap satu bagian, berapa bagiankah x skala dari 100 skala ? (

x bagian ) 100

3. Apakah kedua termometer menunjukkan suhu yang sama ? Mengapa bisa demikian? (Kedua termometer menunjukkan suhu yang sama karena kedua termometer digunakan utuk mengukur air yang sama atau zat yang sama secara bersamaan) 4. Jika demikian, bagaimana persamaan untuk mengubah skala termometer reamur ke termometer celcius? Setelah itu hitunglah suhu dalam derajat reamur tersebut ke dalam derajat suhu celcius!

x 0C 300 R ) = 100 80 100 ( x 0C = × 300 R ) 80 5 ( t 0C = × 300 C = 37,5 ) 4 Jadi 400C, jika diubah ke dalam skala suhu reamur menjadi 37,50R (

5. Ubahlah skala termometer Reamur menjadi skala termometer Celcius, dengan mengisi tabel dibawah ini ! No.

0

R

0

1.

0 R

2.

10 R

3.

100 R

4.

T0 R

Perhitungan ke termometer Celcius

4 0 ×0 R = 0) 5 4 4 ( t 0C = × 10 R = ) 5 5 4 ( t 0C = × 100 R = 8 ) 5 4 ( t 0C = × T 0 R ) 5 ( t 0C =

83


Kegiatan 7 : Mengubah Skala Termometer Celcius menjadi Skala Fahrenheit Pelajari kembali skala-skala celcius dan fahrenheit pada kegiatan 3! Setelah kalian mempelajarinya dan mengerti dengan sungguh-sungguh, carilah pemecahan persoalan berikut ini Termometer Celcius dan Fahrenheit digunakan untuk mengukur suhu air dalam wadah yang sama. Jika termometer Celcius menunjukkan skala 200 C berapakah skala yang ditunjukkan oleh termometer Fahrenheit?

Untuk memudahkan perhitungan dalam pengubahan skala termometer Fahrenheit ke Celcius, skala termometer Fahrenheit harus disesuaikan dengan termometer Celcius dengan cara setiap skalanya lebih dulu dikurangi 32, sehingga skala terbawahnya, sama dengan termometer Celcius yaitu dimulai dari 0. Jawablah pertanyaan berikut ini! 1.

Lengkapilah tabel berikut ini! Tabel skala penyesuaian termometer fahrenheit Skala mulamula

Skala Penyesuaian

320 F

0

330 F

1

1000 F

68

0

212 F

180

84


2.

Skala penyesuaian dimulai dari 0. Lengkapilah bagan termometer penyesuaian berikut ini!

3.

Pada skala Fahrenheit pada gambar di atas, ada berapa skala jika dihitung dari skala terendah ke yang tertinggi? (180 skala)

4.

Bila 100 skala dianggap satu bagian, ada berapa bagiankah 20 skala dari 100 skala? (

5.

20 bagian ) 100

Bila 180 skala dianggap satu bagian, ada berapa bagiankah x skala dari 180 skala? (

6.

x bagian ) 180

Apakah kedua termometer menunjukkan suhu yang sama? Berikan alasannya! (kedua termometer menunjukkan suhu yang sama sebab kedua termometer digunakan untuk mengukur suhu air yang sama pada waktu yang bersamaan pula)

7.

Tulislah persamaannya, kemudian carilah nilai x! 200 C x0 = ) 100 180 180 9 × 200 C ); ( x 0 = × 200 C = 36 ) ( x0 = 100 5 (

85


8.

Apakah nilai x pada perhitungan di atas, sudah menunjukkan angka yang sebenarnya? Mengapa bisa demikian dan berapa angka yang sebenarnya? (belum, karena nilai x masih dalam skala penyesuaian sehingga nilai skala fahreneit yang sebenarnya masih harus ditambahkan dengan 32)

9.

Kalau begitu, berapa suhu dalam fahrenheit? (Suhu dalam fahrenheit yaitu : 36 + 32 = 38. Jadi 200 C = 380 F)

10. Ubahlah skala Celcius menjadi Fahrenheit dengan mengisi tabel berikut ini ! No.

0

C

1.

00 C

2.

100 C

3.

200 C

4.

300 C

5.

T0 C

Perhitungan ke termometer Fahrenheit (0 F)

9 ( ( × 00 C ) + 32 = 32 ) 5 9 ( ( × 100 C ) + 32 = 50 ) 5 9 ( ( × 200 C ) + 32 = 68 ) 5 9 ( ( × 300 C ) + 32 = 86 ) 5 9 ( ( × T 0C ) + 32 ) 5

11. Jadi untuk mengubah skala Celcius menjadi skala Fahrenheit, jika diketahui t0 C persamaannya adalah

9 ( ( × t 0C ) + 32 ) 5 Kegiatan 8 : Mengubah Skala Termometer Fahrenheit menjadi Skala Celcius Pelajari kembali skala-skala celcius dan fahrenheit pada kegiatan 3, setelah itu kerjakan tugasnya!

86


Termometer Celcius dan Fahrenheit digunakan untuk mengukur suhu air dalam wadah yang sama. Jika termometer fahrenheit menunjukkan skala 1220C berapakah skala yang ditunjukkan oleh termometer Celcius?

Untuk memudahkan perhitungan dalam pengubahan skala termometer Fahrenheit ke Celcius, skala termometer Fahrenheit harus disesuaikan dengan termometer Celcius dengan cara setiap skalanya lebih dulu dikurangi 32, sehingga skala terbawahnya sama dengan termometer Celcius yaitu dimulai dari 0. Tabel dan bagan penyesuaian sama seperti yang telah kalian kerjakan pada kegiatan 7. Pertanyaan : 1.

Pada termometer fahrenheit, bagaimana cara mengubah skala 122 ke skala penyesuaian? (122 dikurangi 32)

2.

Berapa skala 122 setelah diubah ke skala penyesuian? (122 - 32 = 90)

2.

Skala penyesuaian dimulai dari 0. Lengkapilah termometer penyesuaian pada bagan berikut ini!

87


3.

Pada termometer penyesuaian, jika 180 skala dianggap satu bagian, ada berapa bagiankah skala 122 yang telah diubah ke skala penyesuaian dari 180 skala ? (

4.

Jika 100 skala dianggap satu bagian, berapa bagiankah x skala dari 100 skala? (

5.

90 bagian) 180

x bagian ) 100

Apakah kedua termometer menunjukkan suhu yang sama? Mengapa bisa demikian? (kedua termometer menunjukkan suhu yang sama, karena kedua termometer digunakan untuk mengukur air yang sama)

6.

Tulislah persamaannya, kemudian carilah nilai x! 900 x 0C 100 = ); ( x 0C = × 90 ) 180 100 180 5 ( x 0C = × 90 = 50 ) 9

(

7.

Apakah nilai x pada perhitungan di atas, sudah menunjukkan angka yang sebenarnya? Mengapa bisa demikian? (sudah karena suhu dalam skala fahreheit sudah diubah dahulu ke skala penyesuaian)

88


8.

Ubahlah skala Fahrenheit menjadi Celcius dengan mengisi tabel berikut ini! No.

9.

0

F

1.

320 F

2.

500 F

3.

1000 F

4.

2120 F

5.

T0 F

Perhitungan ke termometer Celcius 5 × (32 − 32) = 0 ) 9 5 x 0C = × (50 − 32) = 10 9 5 0 x C = × (100 − 32) = 37,78 9 5 x 0C = × (212 − 32) = 100 9 5 ( x 0C = × (T 0 F − 32) ) 9 ( x 0C =

Jadi untuk mengubah skala Fahrenheit menjadi skala Celcius, jika diketahui t0F persamaannya adalah ( x 0C =

5 × (t 0 F − 32) ) 9

DEFINISI KALOR, KALOR JENIS, KAPASITAS KALOR Kegiatan 9 : Mencari Hubungan antara Suhu dan Kalor Pelajari uraian berikut ini dengan sungguh-sungguh! Suhu adalah ukuran tingkat panas suatu benda. Suhu suatu benda menyatakan jumlah energi kinetik rata-rata dari partikel-partikel penyusunnya. Semakin tinggi suhu suatu benda berarti semakin tinggi energi kinetik rata-rata partikelnya. Secara tidak langsung kita sering menyatakan panas atau kalor udara berkisar 300 C. Hal ini tidak tepat. Yang tepat adalah suhu udara berkisar 300 C. Umumnya orang sering menganggap bahwa suhu dan panas atau kalor itu sama. Untuk mengetahui perbedaannya lakukanlah percobaan berikut ini dengan sungguh-sungguh.

89


Tujuan : Dapat mengetahui hubungan antara suhu dengan kalor. Alat da dan Bahan : Bejana, air panas dan air biasa, termometer Langkah Kegiatan :

1.

Bejana A diisi dengan air panas dan bejana B diisi dengan air biasa, ukurlah suhu air pada masing-masing bejana dan masukkan datanya dalam tabel.

Jenis Air Bejana A (Air Panas) Bejana B (Air Biasa) 2.

Suhu (0 C) ……. …….

Masukkan bejana A ke bejana B, tunggu kurang lebih 5 menit, kemudian ukur suhu masing-masing bejana. Masukkan datanya dalam tabel.

Jenis Air Bejana A (Air Panas) Bejana B (Air Biasa)

Suhu (0 C) ……. …….

Analisis Data : Jawablah pertanyaan berikut ini 1. Adakah perubahan suhu pada percobaan di atas, jika ada bagian mana yang menunjukkan perubahan tersebut ? (ada, beberapa saat ketika bejana A dimasukkan dalam bejana B, sehingga kedua air dalam bejana tersebut mengalami perubahan) 2. Suhu merupakan jumlah energi kinetik rata-rata dari suatu partikel. Energi ini dapat berpindah dari tempat yang satu ke tempat yang lain. Dengan

90


mengartikan suhu sebagai energi, apa yang mengakibatkan perubahan suhu pada percobaan di atas? (yang mengakibatkan perubahan suhu adalah perpindahan energi dari air panas ke air biasa) 3. Mana yang menerima energi, air panas atau air biasa, dan diterima dari mana? (Yang menerima energi adalah air biasa dan diterima dari air panas) 4. Mana yang melepas energi, air panas atau air biasa, dan dilepas ke mana? (Yang melepas energi adalah air panas dan dilepas ke air biasa) 5. Jika demikian bagaimana arah perpindahan energi tersebut? (energi berpindah dari air panas ke air biasa) 6. Energi yang berpindah tersebut, disebut dengan kalor. Sekarang nyatakan apa yang dimaksud dengan kalor! (kalor adalah perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lain karena adanya perbedaan suhu antara kedua tempat tersebut) 7. Nyatakan perbedaan antara suhu dan kalor! (Suhu adalah jumlah energi kinetik rata-rata dari suatu benda, sedangkan kalor adalah energi yang berpindah dari tempat yang bersuhu tinggi ke tempat yang bersuhu rendah)

Kegiatan 10 Mempelajari pengertian Kalor Jenis Pelajari tabel berikut ini dan kerjakan tugasnya ! Dari suatu penelitian didapatkan data seperti dalam tabel di bawah ini Massa (m) Kenaikan suhu Kalor yang Jenis Zat dibutuhkan (∆T) Air raksa 1 gram 10 C 0,03 kal 0 Besi 1 gram 1 C 0,11 kal Eter 1 gram 10 C 0,52 kal

91


Perhatikan dan pelajari tabel di atas! Apa yang menentukan kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram zat sebesar 10 C? (jenis zat) Karena ditentukan oleh jenisnya, maka nilai tersebut disebut dengan kalor jenis dan diberi lambang c. Sekarang nyatakan sendiri pengertian kalor jenis! (kalor jenis adalah kalor yang diperlukan oleh suatu zat bermassa 1 gram untuk menaikkan suhunya sebesar 10C)

Kegiatan 11 : Mencari persamaan Kalor Jenis Lengkapilah tabel berikut ini! Massa ∆T Kalor yang dibutuhkan m 10 mc1 m 20 (m c 2) m 30 (m c 3) m ∆T (m c ∆T) Jika kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda bermassa m sebesar ∆T, diberi lambang Q, maka didapatkan persamaan : ( Q = mc∆Τ ) Berapa nilai kalor jenis (c) dengan menggunakan persamaan di atas? (c =

Q ) m∆Τ

Kegiatan 12 : Mencari Persamaan Kapasitas Kalor Lengkapilah tabel berikut ini ! Massa ∆T Kalor yang dibutuhkan 0 1 1 c 2 10 (2 c) 3 10 (3 c) 0 4 1 (4 c) m 10 (m c) mc disebut sebagai kapasitas kalor dan diberi lambang H. Sehingga persamaannya :

92

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI H = mc

Berdasarkan tabel di atas, nyatakan definisi dari kapasitas kalor!

(kapasitas kalor adalah kalor yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu suatu benda sebesar 10C)

Berapa nilai kalor jenis (c) dengan menggunakan persamaan kapasitas kalor di atas? (c =

H ) m

Berapa nilai kapasitas kalor dengan menggunakan persamaan kalor (Q) pada kegiatan 11? (H =

Q ) ∆Τ

Tugas : 1. Carilah satuan kapasitas kalor (H) dan kalor jenis (c) dalam SI ! 2. Carilah daftar kalor jenis dari berbagai zat berikut ini !

Jenis zat Kayu Kaca Tembaga Aluminiun

Kalor jenis ...... ...... ...... ......

Jenis zat Air Es Uap air Alkohol

Kalor jenis ...... ...... ...... ......

3. Kalor yang diperlukan untuk menaikkan 200 gram suatu zat dari 250 C menjadi 680 C adalah 9450 J. Hitung kapasitas kalor dan kalor jenis zat tersebut!

93


ASAS BLACK Kegiatan 13 : Menunjukkan Asas Black melalui percobaan Tujuan :

Dapat menyatakan kalor yang dilepas dan yang diterima

Alat dan Bahan :

Termometer, bejana, air biasa, air hangat, dan timbangan

Langkah Kegiatan : Lakukanlah percobaan ini dengan teliti karena ketelitian akan mendukung sekali percobaan kalian!

1. Sediakan air es yang massanya 300 gram dan air hangat yang massanya 1 kg 2. Masukkan air es ke dalam bejana A dan air hangat ke dalam bejana B. Ukur suhunya masing-masing dan masukkan datanya dalam tabel 3. Tuang air es ke dalam bejana B, aduklah sampai kira-kira suhunya konstan, kemudian ukur suhunya dan catat datanya dalam tabel

Data : 1.

Masa air es : (300 gr = 0,3 kg)

2.

Massa air hangat : (1 kg)

3.

Dari tabel kalor jenis dalam tugas pada kegiatan 12, berapa kalor jenis es dan air?

(Kalor jenis es 2100 J/Kg K dan kalor jenis air 4180 J/Kg K)

94


4.

Tabel Data : Jenis air Air es Air hangat Campuran air es dan air hangat

Suhu (0C) ............. ............. .............

Analisis Data : Jawablah pertanyaan di bawah ini! 1. Dari percobaan di atas, adakah yang melepas kalor? Bila ada air mana yang melepas kalor dan dilepas ke mana? (ada yaitu air hangat dan dilepas ke air es)

2.

Kalau begitu bagaimana suhu air hangat setelah dicampur, naik atau turun? (Suhunya turun)

3.

Berapa selisih suhu awal dan suhu akhirnya (∆T)? ...........................................................................................................................

4.

Apakah ada yang menyerap kalor? Bila ada air mana yang menyerap kalor dan diserap dari mana? (Ada yaitu air es dan diserap dari air hangat)

5.

Kalau begitu bagaimana suhunya, naik atau turun? (Suhunya naik)

6.

Berapa selisih suhu awal dan suhu akhirnya? ...........................................................................................................................

7.

Masukkan data suhu awal, suhu akhir, dan selisih suhunya dalam tabel berikut ini! Jenis air Air es Air hangat

Suhu awal ......... .........

Suhu akhir ......... .........

95

∆T ....... .......


8.

Hitung kalor yang dilepas! (Qlepas = mair hangat Cair hangat (Takhir - Tawal))

........................................................................................................................... 9.

Hitung kalor yang diserap! (Qlepas = mair es Cair es (Takhir - Tawal))

........................................................................................................................... 10. Samakah kalor yang diterima dengan kalor yang dilepas ? Jika tidak sama, berapa selisihnya? .............................................................................................................................. Informasi : Jika dalam keadaan ideal, dalam arti kalor yang berpindah hanya dari air hangat ke air biasa atau tidak ada kalor yang berpindah ke lingkungan misalnya ke bejana atau ke udara, perhitungan kalor yang diterima sama dengan kalor yang diserap. Kesamaan antara kalor yang diterima dan yang diserap disebut dengan Asas Black.

Kegiatan 14 : Latihan Soal Sepotong aluminium massanya 200 g dipanaskan sampai suhunya 900 C dan segera dijatuhkan ke dalam bejana yang berisi air bersuhu 200C yang mempunyai massa 100 g. Dengan mengabaikan pertukaran kalor terhadap lingkungan sekitar dan kalor yang disebabkan oleh wadah, hitunglah suhu akhir campuran. Kalor jenis Al = 900 J/kgK, kalor jenis air 4 200 J

Peristiwa

:

Permasalahan :

Menjatuhkan aluminium 900 C ke dalam air 200 C Mencari suhu akhir campuran

96


Data : Jenis Zat Aluminium Air

Massa (Kg) 200 gr = 0,2 Kg 100 gr = 0,1 Kg

Kalor Jenis (J/KgK) 900 J/KgK 4200 J/KgK

Suhu (0C) 900C 200C

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Dari kedua zat tersebut, manakah yang melepas kalor dan dilepas kemana ? (Yang melepas kalor adalah alumunium dan dilepas ke air)

2. Jika demikian bagaimana dengan suhu akhirnya? Naik atau turun? (Suhunya turun)

3. Dengan memberikan simbol X untuk suhu akhir campuran, tuliskan persamaan selisih suhunya (∆T)! (∆T = (90 – X)C0 atau ∆T = (90 – X) K)

4. Dari kedua zat tersebut, manakah yang menerima kalor dan diterima dari mana? (yang menerima kalor adalah air dan diterima dari alumunium)

5. Jika demikian bagaimana dengan suhu akhirnya? Naik atau turun? (suhunya naik)

6. Dengan memberikan simbol X untuk suhu akhir campuran, selisih suhu (∆T) masing-masing zat adalah (∆T = (X – 20) C0 atau ∆T = (X – 20) K)

7. Hitunglah:

Kalor yang dilepas: (Qlepas = mal cal (90 – X) Qlepas = 0,2 Kg x 900 J/KgK x (90 – X)K

97


Qlepas = 180 (90 – X) J)

Kalor yang diterima: (Qterima = mair cair ( (X - 20) (Qterima = 0,1 Kg x 4200 J/KgK x (X - 20)K (Qterima = 420 (X - 20)J)

8. Dengan menggunakan Asas Black hitung suhu akhir campuran (X)! (Qlepas = Qterima 180 (90 – X) = 420 (X - 20) 3 (90 – X) = 7 (X - 20) 270 – 3 X = 7 X – 140 270 + 140 = 7 X + 3 X 410 = 10 X X = 41 Jadi suhu akhir campuran adalah 410C)

PERUBAHAN WUJUD ZAT Kegiatan 15 : Mengamati perubahan wujud zat padat Tujuan : Dapat mengetahui karakteristik perubahan wujud zat padat Alat dan Bahan : Bongkahan es, gelas kimia, pembakar spiritus, dan penyangga kaki tiga

Langkah kerja : 1. Masukkan bongkahan es ke dalam gelas kimia 2. Letakkan bejana ke atas pembakar spiritus 3. Nyalakan pembakar spiritus dan amati yang terjadi pada es 4. Lakukan pemanasan terus menerus dan amati yang terjadi

98


Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Apa yang terjadi pada bongkahan es setelah dipanasi ? (bongkahan es mencair)

2. Apa yang menyebabkan peristiwa tersebut? (pemanasan pada bongkahan es)

3. Bongkahan es menerima energi atau melepas energi? (bongkahan es menerima energi)

4. Peristiwa perubahan wujud apakah itu? (Mencair)

5. Berikan kesimpulanmu mengenai peristiwa mencair! (Mencair adalah peristiwa perubahan wujud dari padat menjadi cair, hal ini disebabkan karena zat padat tersebut menerima energi)

Kegiatan 16 : Mengamati perubahan wujud gas Tujuan : Dapat mengetahui karakteristik perubahan wujud gas Alat dan bahan : Bongkahan es dan gelas kimia Langkah kegiatan : 1. Masukkan bongkahan es ke dalam gelas kimia 2. Amati apa yang terjadi pada dinding gelas

3. Apa yang terjadi pada dinding gelas ? (dinding gelas terdapat titik-titik air)

4. Apa yang mengakibatkan peristiwa tersebut?

99


(udara di sekitar melepas energi)

5. Peristiwa perubahan wujud apakah itu? (mengembun)

6. Berikan kesimpulanmu mengenai peristiwa mengembun! (mengembun adalah peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi cair, hal ini disebabkan karena gas melepas energi)

Kegiatan 17: Mengamati perubahan wujud zat cair Tujuan : Dapat mengetahui karakteristik perubahan wujud zat cair Alat dan Bahan : parafin, bejana, pembakar spiritus, dan penyangga kaki tiga

Langkah kerja : 1. Masukkan parafin secukupnya ke dalam bejana 2. Letakkan bejana ke atas pembakar spiritus dengan bantuan penyangga kaki tiga 3. Nyalakan pembakar spiritus dan amati yang terjadi pada parafin padat 4. Setelah parafin mencair semuanya, hentikan pemanasan dan diamkan beberapa saat. 5. Amati perubahan yang terjadi pada parafin cair 6. Bagaimana wujud parafin cair setelah didiamkan beberapa saat? (parafin menjadi berwujud padat kembali)

7. Apa yang mengakibatkan peristiwa tersebut?

100


(parafin melepaskan energi))

8. Peristiwa perubahan wujud apakah itu? (membeku)

9. Berikan kesimpulanmu mengenai peristiwa membeku! (membeku adalah peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi padat, hal ini disebabkan karena zat cair melepaskan energi)

Kegiatan 18 : Mengamati Perubahan Suhu dan Kalor pada Peristiwa Penguapan Telah kita ketahui bahwa bila kalor diberikan pada suatu zat, maka biasanya suhu akan naik. Tetapi apakah suhu zat berubah pada saat terjadi perubahan wujud? Untuk membuktikannya lakukanlah kegiatan berikut ini!

Tujuan : Dapat menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda pada peristiwa penguapan dan dapat menggambarkan grafik perubahan suhu terhadap waktu serta mengetahui bahwa pada waktu menguap zat memerlukan kalor

Alat dan Bahan : Bejana, termometer, pembakar spiritus, penyangga kaki tiga, stopwatch, air

Langkah Kerja : 1. Masukkan air secukupnya dan termometer ke dalam bejana

101


2. Letakkan bejana di atas pembakar spiritus dengan bantuan penyangga kaki tiga kemudian catat suhu awalnya dan masukkan datanya dalam tabel 3. Nyalakan pembakar spiritus, catat perubahan suhu air setiap 2 menit sampai air mendidih 4. Walaupun air sudah mendidih lakukan pemanasan terus menerus, catat suhunya setiap 2 menit sampai kalian mendapatkan beberapa data Tabel data : Menit ke Suhu (0 C)

Wujud Zat

Kerjakan tugas di bawah ini dengan sungguh-sungguh! 1. Gambarkan grafik perubahan suhu terhadap waktu !

102


2. Bagaimana suhu air sebelum mendidih ? ........................................................................................................................ 3. Pada menit ke berapa air mendidih (terdapat gelembung-gelembung air)? ........................................................................................................................ 4. Bagaimana suhu air selama mendidih? ........................................................................................................................ 5. Kalau begitu kalor yang diberikan pada waktu air mendidih digunakan untuk apa? ........................................................................................................................ 6. Dari percobaan berikan kesimpulanmu! (pada peristiwa perubahan wujud dari cair menjadi gas, suhunya tetap meskipun kalor terus menerus diberikan. Hal ini terjadi karena kalor yang diterima oleh benda digunakan untuk menguap)

Kegiatan 19 : Menyatakan Pengertian Kalor Uap dan Kalor Embun Bacalah uraian berikut ini! Dari percobaan kegiatan 18 kita ketahui bahwa pada saat mendidih, suhu air tetap meskipun pemanasan terus menerus dilakukan. Hal ini terjadi karena kalor yang diterima diigunakan untuk menguap. Kalor yang diperlukan untuk menguap tergantung dengan massa dan jenis benda. Jika zat cair yang menguap sebanyak satu satuan massa, maka kalor yang diperlukan untuk menguapkan zat tersebut dinamakan kalor uap, dan suhunya yang tetap disebut titik didih. Sekarang nyatakan kalor uap dan titik didih! (Kalor uap adalah kalor yang diperlukan untuk menguapkan zat sebanyak satu satuan massa. Titik didih adalah suhu yang tetap selama air mendidih)

103


Mengembun adalah peristiwa perubahan wujud dari gas menjadi air. Kita ambil contoh dari percobaan kegiatan 18, jika air yang mendidih tersebut kita tutup dengan penutup maka pada bawah penutup akan kita dapati titik-titik air. Contoh lainnya yaitu pada percobaan kegiatan 15. Pada dinding gelas yang berisi es akan kita dapati titik-titik air. Proses perubahan wujud gas menjadi uap dapat kita amati, namun kita tidak dapat melakukan pengukuran karena keterbatasan alat. Proses perubahan gas menjadi air merupakan kebalikan dari proses pemanasan air. Gas akan melepaskan kalor yang mengakibatkan penurunan suhu. Suhu akan menjadi tetap saat gas mulai mengembun. Jika gas yang mengembun sebanyak satu satuan massa, maka kalor yang dilepaskan dinamakan kalor embun dan suhu yang tetap tersebut disebut titik embun. Sekarang nyatakan kalor embun dan titik embun! ((Kalor embun adalah kalor yang dilepaskan oleh suatu zat mengembunkan zat sebanyak satu satuan massa. Titik embun adalah suhu yang tetap selama mengembun)

Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk zat yang sama, besarnya kalor uap sama dengan kalor embun.

Kegiatan 20 : Menemukan Persamaan Kalor Uap dan Kalor Embun Bacalah uraian berikut ini, kemudian kerjakan tugasnya dengan sungguh-sungguh. Besarnya kalor yang diperlukan dan dilepaskan oleh zat cair dan gas untuk menguap dan mengembun tergantung dengan massa dan jenis benda. Sebagai contoh kalor yang diperlukan untuk menguapkan air bermassa 1 kg akan berbeda dengan kalor yang dipergunakan untuk menguapkan air 0,5 kg, demikian pula untuk mengembun. Pada tabel di bawah ini, hitung kalor yang diperlukan!

104


Massa ( kg ) 1 2 3 4 m

Kalor Uap Lu Lu Lu Lu Lu

Kalor yang diperlukan (J) 1 Lu (2 Lu) (3 Lu) (4 Lu) (m Lu)

Banyaknya kalor Q yang diperlukan zat cair yang massanya m untuk menguap pada titik didihnya dengan kalor uap (Lu) dapat ditulis dengan bentuk persamaan:

Q ) m Pada tabel di bawah ini, hitung kalor yang dilepaskan! Massa ( kg ) Kalor Embun Kalor yang dilepaskan (J) 1 Le 1 Le 2 Le (2 Le) 3 Le (3 Le) 4 Le (4 Le) m Le (m Le) (Q = m Lu; Lu =

Banyaknya kalor Q yang dilepaskan oleh uap air yang massanya m untuk mengembun pada titik embunnya dengan kalor embun (Le) dapat ditulis dengan bentuk persamaan (Q = m Le Q Le = ) m Carilah satuan Kalor Uap dan Kalor Embun dalam SI! (Satuan kalor Q adalah joule. Satuan massa m adalah kg. Jadi satuan kalor uap (Lu) dan kalor embun dalam SI adalah Joule/Kg)

Kegiatan 21 : Mengamati Perubahan Suhu dan Kalor pada Peristiwa Peleburan Tujuan : Menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda dan dapat menggambarkan grafik perubahan suhu terhadap waktu, serta mengetahui bahwa pada waktu melebur zat memerlukan kalor

105


Alat dan Bahan : Parafin, bejana, pembakar spiritus, penyangga kaki tiga, termometer dan stopwatch

Langkah Kerja : 1. Masukkan parafin secukupnya dan termometer ke dalam bejana kemudian letakkan bejana di atas pembakar spiritus. 2. Nyalakan pembakar spiritus, catat kenaikan suhu parafin setiap 2 menit sampai parafin melebur semuanya. Catat datanya dalam tabel 3. Amati wujud parafin setiap 2 menit selama di panaskan 4. Setelah parafin melebur semua dan kalian mendapatkan data yang cukup hentikan pemanasan. 5. Data : 2 menit ke

Suhu (0 C)

Wujud Zat

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Gambarkan grafik perubahan suhu terhadap waktu

106


2. Setelah dipanaskan beberapa saat, bagaimana wujud parafin? .…......................................................................................................................... 3. Setelah dipanaskan beberapa saat, bagaimana suhu parafin? Apakah tetap, naik, atau turun? ….......................................................................................................................... 4. Kalau begitu parafin menyerap kalor atau melepas kalor? ............................................................................................................................. 5. Pada menit ke berapa mulai terdapat parafin cair? ….......................................................................................................................... 6. Bagaimana suhu parafin selama mencair/melebur? ….......................................................................................................................... 7. Jika demikian selama melebur kalor yang diberikan digunakan untuk apa? ……….................................................................................................................. 8. Dari percobaan di atas berikan kesimpulanmu!

107


(selama melebur suhu parafin tetap. Kalor yang diberikan pada parafin tidak digunakan untuk menaikkan suhunya tetapi digunakan untuk melebur)

Kegiatan 22 : Mengamati perubahan suhu dan kalor pada peristiwa pembekuan Tujuan : Dapat menganalisis pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda, serta dapat menggambarkan grafik perubahan suhu terhadap waktu, dan mengetahui bahwa pada waktu membeku zat melepaskan kalor

Alat dan Bahan : Parafin, bejana, pembakar spiritus, penyangga kaki tiga, termometer dan stopwatch

Langkah Kegiatan : 1. Masukkan parafin padat dan termometer ke dalam bejana, kemudian letakkan di atas pemanas 2. Nyalakan pemanas, tunggu sampai parafin mencair semuanya 3. Hentikan pemanasan bila parafin telah mencair semuanya 4. Catat suhu awal parafin cair kemudian catat perubahan suhu yang terjadi selama proses pembekuan. Masukkan data dalam tabel 5. Catat terus perubahan suhu setiap 2 menit sampai parafin cair membeku semuanya. Masukkan data dalam tabel 6. Setiap 2 menit amati wujud parafin selama proses pembekuan tersebut

108


7. Data : 2 menit ke

Suhu (0 C)

Wujud Zat

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Gambarkan grafik perubahan suhu terhadap waktu

2. Bagaimana suhu parafin sebelum membeku? Apakah naik, tetap, atau turun? ........................................................................................................................ 3. Kalau demikian parafin diberi kalor atau melepas kalor? ........................................................................................................................

109


4. Pada menit ke berapa mulai terdapat parafin padat? ........................................................................................................................ 5. Bagaimana suhu parafin selama membeku? ........................................................................................................................ 6. Jika demikian kalor yang dilepaskan selama membeku digunakan untuk apa? ........................................................................................................................ 7. Dari percobaan di atas berikanlah kesimpulanmu! (Pada saat melebur suhu parafin tetap. Kalor yang dilepaskan oleh parafin digunakan untuk melebur)

Kegiatan 23 : Menemukan Konsep Kalor Lebur dan Kalor Beku Bacalah uraian di bawah ini, kemudian kerjakan tugasnya dengan sungguhsungguh! Pada percobaan kegiatan 21 dan 22 kita ketahui bahwa pada saat melebur dan membeku suhunya tetap. Hal ini dikarenakan karena pada saat melebur kalor yang diberikan digunakan untuk melebur dan pada saat membeku kalor yang dilepaskan di gunakan untuk membeku. Suhu yang tetap tersebut disebut titik lebur dan titik beku. Seperti halnya menguap dan mengembun kalor yang diperlukan untuk melebur dan membeku tergantung dari massa dan jenis benda. Bila zat yang akan dileburkan sebanyak satu satuan massa, kalor yang diperlukan untuk melebur disebut kalor lebur. Dan bila zat yang akan dibekukan sebanyak satu satuan massa, kalor yang dilepaskan disebut kalor beku. Sekarang nyatakanlah titik lebur, titik beku, kalor lebur, dan kalor beku!

110


(Titik lebur adalah suhu pada saat zat melebur. Titik beku adalah suhu pada saat zat membeku. Kalor lebur adalah kalor yang diperlukan untuk meleburkan zat sebanyak satu satuan massa. Kalor beku adalah kalor yang dilepaskan oleh suatu zat untuk membekukan zat sebanyak satu satuan massa)

Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk zat yang sama, besarnya kalor lebur sama dengan kalor beku

Kegiatan 24 : Menemukan persamaan kalor lebur dan kalor beku Kalor yang diperlukan untuk melebur dan kalor yang dilepaskan untuk membeku tergantung dengan massa dan jenis benda. Sekarang isilah titik-titik di bawah ini! Data untuk mencari persamaan kalor lebur: Massa ( kg ) 1 2 3 4 m

Kalor Lebur Llb Llb Llb Llb Llb

Kalor yang diperlukan (J) 1 Llb (2 Llb) (3 Llb) (4 Llb) (mLlb)

Banyaknya kalor Q yang diperlukan zat padat yang massanya m untuk melebur pada titik leburnya dengan kalor lebur (Llb) dapat ditulis dengan bentuk persamaan

(Q = m Llb, ; Llb =

Q ) m

Data untuk mencari persamaan kalor beku: Massa ( kg ) 1 2 3 4 m

Kalor beku Lb Lb Lb Lb Lb

Kalor yang dilepaskan (Q) 1 Lb (2 Lb) (3 Lb) (4 Lb) (m Lb)

Banyaknya kalor Q yang dilepaskan zat cair yang massanya m untuk membeku pada titik bekunya dengan kalor beku (Lb) dapat ditulis dengan bentuk persamaan :

111


(Q = m Lb, Lb = Q ) m

Carilah satuan Kalor Lebur dan Kalor Beku dalam SI! (satuan kalor Q adalah joule, satuan massa adalah kg. Jadi satuan kalor lebur (Llb) dan kalor beku (Lb) adalah Joule/Kg)

Kegiatan 25 : Menghitung kalor yang diperlukan untuk mengubah es menjadi uap air Berapa kalor yang diperlukan untuk mengubah 2 kg es -100C, menjadi uap air pada 1200C ? (Lu = 2 256 x 103 J/kg, Llb = 334 x 103 J/kg ) Peristiwa : Memanaskan es Permasalahan : Menghitung kalor yang diperlukan untuk mengubah es menjadi uap air Data : Massa es = (2 kg) Suhu awal es = (-10 0C) Suhu akhir uap air = (120 0C) Kalor uap = (2256 x 103 J/Kg) Kalor lebur = (334 x 103 J/Kg)

Dari tabel kalor jenis pada kegiatan 12, carilah :

Jenis Zat Es Air Uap air

Kalor Jenis (2100 J/Kg) (4180 J/Kg) (2010 J/Kg)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Bila es dipanaskan sampai mendidih, proses perubahan wujud apa saja yang terjadi ? (Padat, cair, uap)

112

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Gambar grafik suhu – kalor dari es -100 C menjadi uap air 1200 C

2. Hitunglah kalor : 1) Kalor yang diterima es -100C untuk menjadi es 00C (garis AB) : (Q1 = m ces ∆T1 = 2 kg x (2100 J/kg K ) x 10 K = 42000 J

2) Kalor yang diterima es 00C untuk melebur seluruhnya menjadi air 00C (garis BC) : (Q2 = mLf = 2 kg x (334 x 103 J/kg) = 668000 J)

3) Kalor yang diterima air 00C untuk mendidih seluruhnya menjadi uap air 1000C (garis CD) : (Q3 = m cair ∆T3 = 2 kg x (4180 J/kg K) x 100 K = 836000 J)

4) Kalor yang diterima air 1000C untuk mendidih seluruhnya menjadi uap air 1000C : (Q4 = m Lv = 2 kg x (2256 x 103 J/kg K) = 4512000 J)

5) Kalor yang diterima uap air 1000C untuk menjadi uap air 1200C : (Q5 = m cuap ∆T5 = 2 kg x 2010 J/kg K x 20 K =80400 J)

113


Kesimpulan : Jadi total kalor yang diperlukan untuk mengubah 2 kg es -100C menjadi uap air 1200C adalah : (Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Q = (42 000 + 68 000 + 836 000 + 4 512 000 + 80 400) J = 6 138 400 J)

Kegiatan 26 : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi Titik lebur Percobaan 26.1 : Menyelidiki pengaruh tekanan terhadap titik lebur Tujuan : Dapat mengetahui pengaruh tekanan terhadap titik lebur Alat dan Bahan : 2 buah balok es, beban 2 kg, dan kawat

Langkah Kegiatan 1. Letakkan masing-masing balok es di atas penumpu seperti pada gambar 2. Gantungkan kawat berbeban pada salah satu balok es 3. Amatilah apa yang terjadi Jawablah pertanyaan berikut ini 1. Setelah kurang lebih 45 menit apa yang terjadi pada percobaan kalian? .............................................................................................................................. 2. Pada suhu ruangan tempat percobaan kalian, bagaimanakah perbandingan titik lebur kedua balok es tersebut? Peristiwa manakah yang menunjukkan perbandingan tersebut? (Titik lebur balok es yang kedua lebih kecil dari pada titik lebur balok es yang pertama)

114


3. Pada percobaan di atas, balok es yang manakah yang memiliki tekanan lebih besar? Berikan alasannya! (balok es yang kedua memiliki tekanan lebih besar karena di atasnya diletakkan beban, sedangkan balok es yang pertama tekanan hanya dari udara saja)

4. Kalau begitu bagaimana pengaruh tekanan terhadap titik lebur es? (tekanan menurunkan titik lebur es)

5. Pada percobaan di atas, kawat berbeban melalui balok es tanpa memotong balok menjadi 2 bagian. Jelaskan mengapa bisa demikian! (es melebur pada suhu 00C pada tekanan normal 1 atm. Karena adanya beban di atas balok es, tekanan bertambah dan mengakibatkan menurunnya titik lebur es. Setelah es mencair, kawat melalui balok es dan tekanan yang diberikan kawat berbeban pada bagian ini menjadi normal kembali sehingga air hasil leburan es menjadi membeku kembali)

Kesimpulan : Dari percobaan di atas berikan kesimpulanmu! (Tekanan yang diberikan pada balok es, akan menurunkan titik leburnya)

Percobaan 26.2 : Menyelidiki pengaruh ketidakmurnian terhadap titik lebur Sambil menunggu hasil percobaan 1, lakukanlah kegiatan berikut ini! Tujuan : Dapat mengetahui pengaruh ketidakmurnian terhadap titik lebur Alat dan Bahan : Aquades yang dibekukan, campuran aquades dan garam yang dibekukan, termometer, bejana

115


Langkah kegiatan : 1.

Ukur suhu pada waktu es sedang melebur

2.

Masukkan datanya dalam tabel yang tersedia

Data : Jenis/bahan es Aquades Aquades dan garam

Titik Lebur (0 C) .............. .............

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Bandingkan titik lebur bongkahan es yang tanpa garam dengan bongkahan es dengan campuran garam! ........................................................................................................................ 2. Bagaimana pengaruh campuran garam terhadap titik lebur es? ........................................................................................................................

Kesimpulan : Dari percobaan di atas berikan kesimpulanmu (penambahan garam pada es dapat menurunkan titik lebur es)

Kegiatan 27 : Menyelidiki Pengaruh Ketidakmurnian terhadap Titik didih Tujuan : Dapat mengetahui pengaruh ketidakmurnian terhadap titik didih Alat dan Bahan : Pemanas, gelas kimia, air gula, aquades, termometer

116


Langkah Kegiatan 1. Didihkan aquades kemudian ukur titik didihnya 2. Didihkan air gula, kemudian ukur titik didihnya 3. Masukkan datanya dalam tabel

Data : Jenis air

Titik Didih ( 0 C )

Aquades

............

Air Gula

..........

Pertanyaan 1. Bandingkan titik didih aquades dengan titik didih air gula? ........................................................................................................................ 2. Kalau demikian apa yang mempengaruhi titik didih zat cair? Bagaimana pengaruhnya? ........................................................................................................................ ........................................................................................................................

Kesimpulan : Dari percobaan di atas berikan kesimpulanmu ! (penambahan bahan misalnya gula pada air (aquades) dapat menaikkan titik didihnya)

PEMUAIAN Kegiatan 28 : Percobaan pemuaian zat padat Tujuan : Dapat menunjukkan bahwa zat padat dapat memuai Alat dan bahan : Gotri, pemanas spiritus, kawat, breaker glass

117


Langkah kerja : 1.

Bentuk kawat melingkar sesuai dengan bentuk gotri dan buatlah sedikit longgar

2.

Masukkan 3 buah gotri kedalam breaker glass yang berisi air

3.

Masukkan dan pasang kawat pada gotri satu persatu dan apakah semua gotri dapat masuk ke dalam kawat? Jika tidak bentuklah kembali kawat sedemikian rupa sehingga gotri dapat melewatinya. Jangan buat terlalu longgar.

4.

Rebus air yang berisi gotri hingga mendidih

5.

Masukkan dan pasang kembali gotri ke dalam kawat satu persatu

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini ! 1.

Apa yang terjadi pada gotri ?

……………………………………………………………………………………… 2.

Mengapa dapat terjadi peristiwa tersebut? Apa penyebabnya?

……………………………………………………………………………………… 3.

Berikan kesimpulanmu! (Bila benda padat misalnya gotri (butiran logam) dipanaskan maka benda padat tersebut akan memuai)

118


Kegiatan 29 : Percobaan pemuaian zat cair Tujuan : Dapat menunjukkan muai volume berbagai jenis zat cair Alat dan bahan : 3 buah labu berukuran sama, bejana logam, air, alkohol, minyak kelapa, breaker glass, pemanas spiritus

Langkah kerja : 1.

Isilah salah satu labu dengan air

2.

Tandai ketinggian permukaan air dalam labu

3.

Panaskan air dalam breaker glass

4.

Masukkan labu dalam air panas !

5.

Apa yang terjadi pada permukaan air dalam labu setelah dimasukkan dalam air panas?

……………………………………………………………………………………… 6.

Apa yang menyebabkan peristiwa tersebut?

……………………………………………………………………………………… 7.

Isilah labu dengan air, alkohol, dan minyak kelapa dengan volume yang sama

8.

Tandai permukaan ketiga zat cair dalam labu tersebut!

9.

Masukkan masing-masing labu ke dalam bejana yang berisi air panas

119


10. Samakah permukaan zat cair pada labu setelah dipanaskan? ……………………………………………………………………………………… 11. Urutkan ketinggian permukaan ketiga zat cair dari yang terkecil hingga yang terbesar! ……………………………………………………………………………………… 12. Apakah yang mempengaruhi perbedaan ketinggian permukaan zat cair pada labu yang dipanaskan? ……………………………………………………………………………………… 13. Berikan kesimpulanmu! (Zat cair bila dipanaskan juga akan memuai. Volume pemuaian berbagai zat cair berbeda-beda)

Kegiatan 30 : Percobaan pemuaian volume gas. Tujuan : Dapat menunjukkan bahwa gas dapat memuai Alat dan bahan : Baskom, air panas, balon mainan, botol gelas Langkah kerja : 1. Isi baskom dengan air panas 2. Masukkan balon mainan pada mulut botol gelas 3. Celupkan bagian bawah botol ke dalam baskom yang berisi air panas. Amati yang terjadi! 4. Apa yang terjadi pada balon?

120


……………………………………………………………………………… 5. Apa yang menyebabkan peristiwa tersebut? ………………………………………………………………………………

Kegiatan 31: Mencari persamaan koefisien muai panjang zat padat a. Sebatang logam 200C dengan panjang 10 m dipanaskan hingga suhunya 1000C. Akibat pemanasan ini logam bertambah panjang menjadi 10,05 m. 1. Berapa pertambahan panjang logam (∆L) setelah dipanaskan? (∆L = 10,05 m – 10 m = 0,05 m)

2. Berapa perubahan suhu logam (∆T) setelah dipanaskan? (∆T = 1000C - 200C = 800C)

3. Berapakah pertambahan panjang tiap satuan panjang awal logam? (

∆L 0,05m = = 0,005 ) L 10m

4. Berapakah pertambahan panjang persatuan panjang awal untuk setiap kenaikan suhu?

∆L 0,005m ( L = = 6,25 × 10 −5 K-1) 0 ∆T 80 C b. Sebatang logam dengan panjang l0 m, suhu mula-mula t00 C dipanaskan hingga suhunya t 0 C. Akibat pemanasan, logam bertambah panjang menjadi l m. 1. Berapa pertambahan panjang logam (∆L) setelah dipanaskan? (∆L = l – l0)

2. Berapa perubahan suhu logam (∆T) setelah dipanaskan? (∆T = t – t0)

3. Berapa pertambahan panjang tiap satuan panjang awal?

121


(

∆L l − l0 = ) L l

4. Berapa pertambahan panjang per satuan panjang awal untuk setiap kenaikan suhu? ∆L l − l0 ( L = l ) ∆T t − t0

5. Pertambahan panjang persatuan panjang awal untuk setiap kenaikan suhu disebut dengan koefisien muai panjang dan diberi lambang α. Tuliskan persamaan α dengan lambang-lambang yang ada!

∆L l − l0 (α = L = l ) ∆T t − t0 6. Dari persamaan koefisien muai panjang, tuliskan persamaan pertambahan panjang (∆L)! ( ∆L = αL∆T

)

7. Carilah satuan koefisien muai panjang (α ) dalam SI! (Satuan ∆L meter (m), satuan L meter (m), dan satuan ∆T yaitu K. Jadi m satuan koefisien muai panjang yaitu m =K −1 ) K

Kegiatan 32 : Mencari persamaan koefisien muai luas zat padat a. Sebatang logam 200C dengan luas 100 m2 dipanaskan hingga suhunya 1000C. Akibat pemanasan ini logam bertambah luasnya menjadi 100,025 m2 1. Berapa pertambahan luas logam (∆A) setelah dipanaskan?

(∆A = 100,025 m2 - 100 m2 = 0,025 m2)

122

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 2. Berapa perubahan suhu logam (∆T) setelah dipanaskan?

(∆T = 1000 C – 200C = 800 C ) 3. Berapakah pertambahan luas tiap satuan luas awal logam?

(

∆Α 0,025 = = 0,00025 ) Α 100

4. Berapa pertambahan luas persatuan luas awal untuk setiap kenaikan suhu?

∆Α 0,00025 ( Α = = 3,125 × 10 −6 K-1 ∆Τ 80 b. Sebatang logam dengan luas A0 m, suhu mula-mula t00 C dipanaskan hingga suhunya t 0 C. Akibat pemanasan logam bertambah luasnya menjadi A m. 1. Berapa pertambahan luas logam (∆A) setelah dipanaskan ?

(∆A = (A – A0) m ) 2. Berapa perubahan suhu logam (∆T) setelah dipanaskan ?

(∆T = (t – t0) C 0) 3. Berapa pertambahan luas tiap satuan luas awal logam ?

(

∆A A − A0 = ) A A

4. Berapa pertambahan luas per satuan luas awal untuk setiap kenaikan suhu?

∆A A − A0 A ) ( A = ∆T t − t0 5. Pertambahan luas persatuan luas awal untuk setiap kenaikan suhu disebut dengan koefisien muai luas dan diberi lambang β. Tuliskan persamaan β dengan lambang-lambang yang ada !

123

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ∆A A − A0 A ) (β = A = ∆T t − t0 6. Dari persamaan koefisien muai luas, tuliskan persamaan pertambahan luas (∆A) !

( ∆A = βA∆T )

Kegiatan 33 : Mencari persamaan koefisien muai volume zat padat a. Sebatang logam 200C dengan volume1000 m3 dipanaskan hingga suhunya 1000C. Akibat pemanasan ini logam bertambah volumenya menjadi 1000,025 m. 1. Berapa pertambahan volume logam (∆V) setelah dipanaskan ?

(∆V = (1000,025 – 1000) m3 = 0,025 m3) 2. Berapa perubahan suhu logam (∆T) setelah dipanaskan ?

(∆T = (100-20) C0 = 80 C0 ) 3. Berapakah pertambahan volume tiap satuan volume awal logam ?

(

∆V 0,025 = = 0,000025 ) V 1000

4. Berapa pertambahan volume persatuan volume awal untuk setiap kenaikan suhu?

∆V 0,000025 ( V = = 3,125 × 10 − 7 K-1) ∆Τ 80

124

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI b. Sebatang logam dengan volume awal V0 m, suhu mula-mula t00 C dipanaskan hingga suhunya t

0

C. Akibat pemanasan logam bertambah volumeenya

menjadi V m. 1. Berapa pertambahan volume logam (∆V) setelah dipanaskan ? (∆V = V – V0 ) 2. Berapa perubahan suhu logam (∆T) setelah dipanaskan ? (∆T = (t - t0 ) 0C 3. Berapa pertambahan volume tiap satuan volume awal logam ? (

∆V V − V0 = ) V V

4. Berapa pertambahan volume per satuan volume awal untuk setiap kenaikan suhu ?

∆V V − V0 ( V = V ) ∆T t − t0 5. Pertambahan volume persatuan volume awal untuk setiap kenaikan suhu disebut dengan koefisien muai volume dan diberi lambang γ. Tuliskan persamaan γ dengan lambang-lambang yang ada! ∆V V − V0 (γ = V = V ) ∆T t − t0 6. Dari persamaan koefisien muai volume, tuliskan persamaan dari pertambahan volume (∆V)! ( ∆V = VA∆T )

125


Kegiatan 34 : Mencari hubungan koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang Peajarilah permasalahan berikut ini kemudian kerjakan tugasnya ! Sebuah persegi panjang dengan panjang mula-mula po m dan lebar lo m dipanaskan dengan selisih suhu awal dan akhir ∆T. Akibat pemanasan ini sisi-sisi persegi panjang bertambah panjang.

a. Berapa luas awal (Ao) persegi panjang? (A0 = P0 x l0) m = (P0 l0) m b. Berapa panjang pada suhu akhir (P)? (P = Po + ∆P = Po + (α Po ∆T)) c. Berapa lebar pada suhu akhir (l)? (l = lo + ∆l = lo + (α l0 ∆T)) d. Berapa luas akhir persegi panjang (A)? (A = P x l = (Po + α Po ∆T) x (lo + α l0 ∆T) A = ( Pol0 + Poα lo ∆T + lo α Po ∆T + α2 P0 l0 ∆T2) e. Karena α sangat kecil, maka α2 nilainya makin kecil. Oleh karena itu apabila ada suku yang mengandung α2, dapat diabaikan terhadap A. Tuliskan persamaan A! (A = Pol0 + Poα lo ∆T + lo α Po ∆T = Pol0 + 2α Po lo ∆T = Ao + 2α Ao ∆T A = Ao + 2α Ao ∆T)

126

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI f. Berapa besar pertambahan luasnya (∆A) ? (∆A = A – A0 = (Ao + 2α Ao ∆T) – A0 = 2α Ao ∆T) g. Carilah persamaan pertambahan luas (∆A) dari persamaan koefisien muai luas (β) yang telah kalian pelajari sebelumnya. Bandingkan persamaan dengan persamaan ∆A pada nomer f! (∆A = β Ao ∆T) h. Tuliskan hubungan antara koefisien muai luas (β) dengan koefisien muai panjang (α)! (Dari persamaan yang telah diperoleh pada nomer f dan g dapat dilihat bahwa β = 2α)

Kegiatan 35 : Mencari hubungan koefisien muai volume dengan koefisien muai panjang Bacalah permasalahan berikut ini kemudian kerjakan tugasnya ! Sebuah balok dengan panjang p0 , lebar lo dan tinggi t0 dipanaskan dengan selisih suhu awal dan akhir ∆T. Akibat pemanasan ini sisi-sisi kubus bertambah panjang.

a. Berapa volume awal balok (V0) ? (Vo = Po lo to) b. Berapa panjang balok pada suhu akhir (P)? (P = Po + ∆P = Po + (α Po ∆T)

127


c. Berapa lebar balok pada suhu akhir (l)? (l = lo + ∆l = lo + (α lo ∆T) d. Berapa tinggi balok pada suhu akhir (t)? (t = to + ∆t = to + (α to ∆T) e. Berapa volume akhir balok (V)? (V = (Po + (α Po ∆T)) x (lo + (α lo ∆T)) x (to + (α to ∆T)) V= (Po lo + 2 α Po lo ∆T +α2 Po lo ∆T2) x (to + (α to ∆T) V = (Po lo to + 2 α Po lo ∆T to + α2 Po lo ∆T2 to + Po lo α to ∆T + 2 α2 Po lo ∆T2to + α3 Po lo ∆T3 to V = Po lo to + 3 α Po lo ∆T to + 3 α2 Po lo ∆T2 to + α3 Po lo ∆T3 to ) f. Karena α sangat kecil, maka α2 dan α3 nilainya makin kecil. Oleh karena itu apabila ada suku yang mengandung α2 dan α3, dapat diabaikan terhadap V. Tuliskan persamaan V ! (V = Po lo to + 3 α Po lo ∆T to V = Vo + 3 α Vo ∆T) g. Berapa besar pertambahan volumenya (∆V) ? (∆V = V – Vo ∆V = Vo + 3 α Vo ∆T – Vo = 3 α Vo ∆T) h. Carilah persamaan pertambahan volume (∆V) dari persamaan koefisien muai volume (γ) yang telah kalian pelajari sebelumnya, kemudian bandingkan dengan persamaan ∆V pada nomer g ! (∆V = γ Vo ∆T ) i. Tuliskan hubungan antara koefisien muai volume (γ) dengan koefisen muai luas (α)! (Dari persamaan yang diperoleh pada nomer f dan h dapat dilihat bahwa

128


γ = 3α ) Kegiatan 36 : Memecahkan persoalan pemuaian zat cair Sebuah bejana baja 4.000 cm3, 80 % volumenya diisi alkohol. Suhu awal bejana beserta alkohol 200C kemudian dipanaskan sampai suhunya 950C. Koefisien muai panjang baja : 0,000011 (C0)-1 dan koefisien muai alkohol : 0,001(C0)-1. Analisislah apakah alkohol tumpah atau tidak. Jika tumpah, hitung berapa volume alkohol yang tumpah ! Informasi : Zat cair hanya memiliki muai volume. Persamaan kuantitatif untuk muai volume zat cair sama dengan persamaan untuk menghitung pemuaian volume zat padat Peristiwa : Memanaskan alkohol dengan wadah sebuah bejana baja Masalah : Menganalisis apakah alkohol tumpah atau tidak dan menghitung volumenya jika alkohol benar-benar tumpah Data : Volume awal bejana : (4.000 cm3) Koefisien muai panjang baja : (0,000011 (C0)-1) Koefisien muai alkohol : (0,001(C0)-1) Suhu awal baja dan alkohol : (200C) Suhu akhir baja dan alkohol : (950C) Langkah-langkah perhitungan : a. Hitung volume awal alkohol (Vo alk) (Vo alk = 80% x (4.000 cm3) = 3200 cm3 b. Hitung koefisien muai volume baja (γbaja) (γbaja = 3 α = 3 x 0,000011 (C0)-1) c. Hitung kenaikan suhu (∆T) baja dan alkohol (∆T = 950C - 200C = 700 C)

129

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI d. Hitung volume baja (Vbaja) pada suhu 950C (Vbaja = Vo baja + ∆Vbaja = Vo baja + γ baja Vo baja ∆T Vbaja = 4000 + (3 x 0,000011 x 4000 x 70) = 4000 + 9,24 = 4009,24 cm3) e. Hitung volume alkohol (Valk) pada suhu 950C (Valk = Vo alk + ∆Valk = Vo alk + γ alk Vo alk ∆T Valk = 3200 + (0,001 x 3200 x 70) = 3200 + 224 =3424 cm3) f. Jadi apakah alkohol yang dipanaskan akan tumpah? Jika tumpah, berapa volumenya yang tumpah? (Alkohol tidak akan tumpah karena volume alkohol setelah dipanaskan lebih kecil dari pada volume bejana. Volume bejana masih tersisa 4009,24 – 3424 = 585,24 cm3)

PERPINDAHAN KALOR KONDUKSI Kegiatan37 : Percobaan untuk membangun konsep perpindahan kalor secara konduksi Tujuan : Dapat menjelaskan pengertian perpindahan kalor secara konduksi Alat dan bahan : Lilin, sebatang alumunium, pembakar spiritus Langkah kegiatan : 1. Cairkan lilin dengan cara memanaskannya 2. Olesi batang alumunium dengan lilin cair, tunggu sebentar hingga lilin membeku kembali. 3. Pasang alumunium pada dudukan pemanas seperti pada gambar, kemudian nyalakan pembakar spiritusnya

130


4. Apa yang terjadi pada olesan lilin pada batang alumunium ? .................................................................................................................................... 5. Mengapa dapat terjadi peristiwa tersebut ? .................................................................................................................................... 6. Bagaimana kalor tersebut dapat berpindah dari ujung bahan yang dipanasi ke ujung bahan yang tidak dipanasi? Kalor tersebut berpindah melewati apa? .................................................................................................................................... 7. Adakah pada perpindahan kalor pada batang logam disertai dengan perpindahan partikel-partikel logam? .................................................................................................................................. 8. Perpindahan kalor tersebut disebut dengan konduksi. Nyatakan perpindahan kalor secara konduksi dengan kata-katamu sendiri! (konduksi adalah perpindahan kalor melalui zat tanpa disertai dengan perpindahan partikel-partikel zat perantaranya)

Kegiatan 38 : Percobaan untuk membangun konsep isolator dan konduktor Tujuan : Dapat menjelaskan yang dimaksud isolator dan konduktor Alat dan Bahan : Lilin, sebatang besi dan kayu yang sama panjang, pembakar Langkah kegiatan : 1. Cairkan lilin dengan cara memanaskannya 2. Olesi batang besi dan kayu dengan lilin cair, tunggu sebentar hingga lilin membeku kembali. 3. Pasang batang besi dan kayu pada dudukan pemanas seperti pada gambar, kemudian nyalakan pembakar spiritusnya!

131


4. Dari kedua bahan tersebut, bahan mana yang olesan lilinnya tidak mencair ? Bahan tersebut disebut sebagai isolator. Nyatakan definisi dari isolator! (Isolator adalah bahan yang sukar menghantarkan kalor) 5. Carilah contoh kegunaan isolator! .............................................................................................................................. 6. Dari kedua bahan tersebut, bahan mana yang olesan lilinnya dapat mencair? Bahan tersebut disebut dengan konduktor. Nyatakan definisi dari konduktor! (Konduktor adalah bahan yang mudah mengahantarkan kalor)

Kegiatan 39 : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konduksi Telah kalian ketahui dari kegiatan-kegiatan sebelumnya bahwa kalor adalah energi yang merambat dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah. Dan jumlah kalor yang merambat dinyatakan dengan kenaikan suhu. Pada kegiatan ini kalian akan melakukan percobaan sebanyak 3 kali yang mempunyai tujuan yang sama. Lakukanlah percobaan ini dengan sangat teliti dan sungguh-sungguh !

Tujuan : Dapat menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konduksi

132

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Kegiatan 39.1 : Menyelidiki pengaruh perbedaan suhu (∆T) terhadap kalor konduksi Alat dan bahan : 4 buah bejana, 2 buah pemanas spiritus, termometer, 2 batang logam dengan panjang, jenis, dan luas permukaan yang sama, air dan air es Langkah kegiatan : 1. Masukkan air dengan volume yang sama ke dalam 2 buah bejana, kemudian didihkan. 2. Masukkan air dan air es dengan volume yang sama ke dalam 2 buah bejana yang lain 3. Ukur suhu masing-masing air dalam bejana dan hitung selisih suhunya (∆T)! Suhu air dalm bejana yang berisi air mendidih dengan air biasa : Suhu

Air mendidih .........

∆T

Air ............

Suhu air dalam bejana yang berisi air mendidih dengan air es : Suhu

Air mendidih .........

∆T

Air es ............

4. Masukkan batang logam pada bejana. Tetap didihkan air. Setelah 10 menit ukur suhu air biasa pada (a) dan air es pada (b)

a.

(b)

Suhu air biasa (a) : .......................

Suhu air es (b) : ........................

133


5. Dari data yang kalian peroleh, bagaimanakah pengaruh perbedaan suhu (∆T) terhadap rambatan kalor konduksi logam? ....................................................................................................................................

Kegiatan 39.2 : Menyelidiki pengaruh luas permukaan (A) terhadap kalor konduksi Alat dan bahan : 4 buah bejana, 2 buah pemanas spiritus, termometer, 2 batang logam dengan panjang dan jenis sama, dan luas permukaan yang tidak sama, air Langkah kegiatan : 1. Masukkan air dengan volume yang sama ke dalam 2 buah bejana, kemudian didihkan. 2. Masukkan air dengan volume yang sama ke dalam 2 buah bejana yang lain 3. Ukur suhu masing-masing air dalam bejana!

Jenis air Air mendidih Air

Bejana a b ....... ....... ....... .......

4. Masukkan batang logam yang tidak sama luas permukaannya pada bejana. Tetap didihkan air. Setelah 10 menit ukur suhu air pada (a) dan air pada (b)

(a)

(b)

Suhu air biasa (a) : ......................

134

Suhu air (b)

: .......................


5. Dari data yang kalian peroleh, bagaimanakah pengaruh perbedaan luas permukaan terhadap rambatan kalor konduksi logam? ....................................................................................................................................

Kegiatan 39.3 : Menyelidiki pengaruh perbedaan panjang logam (L) terhadap kalor konduksi Alat dan Bahan : 4 buah bejana, 2 buah pemanas spiritus, termometer, 2 batang logam dengan panjang yang berbeda, dan jenis serta luas permukaan yang sama, air Langkah Kegiatan : 1. Masukkan air dengan volume yang sama ke dalam bejana, kemudian didihkan. 2. Masukkan air dengan volume yang sama ke dalam bejana yang lain 3. Ukur suhu masing-masing air dalam bejana!

Jenis air

Bejana a b ....... ....... ....... .......

Air mendidih Air

4. Masukkan batang logam dengan panjang yang tidak sama pada bejana. Tetap didihkan air. Setelah 10 menit ukur suhu air pada (a) dan air pada (b)

(a) Suhu air (a)

(b)

: ......................

Suhu air (b)

: .......................

5. Dari data yang kalian peroleh, bagaimanakah pengaruh perbedaan panjang (L) terhadap kalor konduksi logam ? ....................................................................................................................................

135


Kegiatan 39.4 : Menyelidiki pengaruh lama pemanasan (t) terhadap kalor konduksi Alat dan bahan : 2 buah bejana, batang logam, pemanas, termometer dan air Langkah kegiatan : 1. Masukkan air ke dalam ke 2 bejana 2. Masukkan batang logam ke dalam bejana seperti contoh dalam gambar. 3. Panaskan air dalam bejana (a) 4. Catat perubahan suhu air dalam bejana (b) setiap 2 menit. Masukkan data dalam tabel!

Tabel : 2 menit ke 1 2 3 4 5

Suhu ...... ...... ...... ...... ......

5. Dari data yang kalian peroleh, bagaimanakah pengaruh lama pemanasan ( t ) terhadap rambatan kalor secara konduksi ? ....................................................................................................................................

Kegiatan 40 : Mencari persamaan kalor konduksi (Q) dan laju kalor konduksi (Q/t)

136


Kalor konduksi dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor yang mempengaruhi telah kalian uji cobakan pada kegiatan 39. Sekarang tuliskan kembali hubungan-hubungan tersebut dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut ini! Informasi : Jika jawabannya :

A sebanding dengan B, tuliskan dengan lambang A~B A berbanding terbalik dengan B, tuliskan A ~ 1/B

1). Pada percobaan 1, bagaimana hubungan perbedaan suhu (∆T) terhadap kalor kondusi (Q) ? .................................................................................................................................... 2). Pada percobaan 2, bagaimana hubungan luas permukaan (A) terhadap kalor konduksi (Q)? ................................................................................................................................... 3). Pada percobaan 3, bagaimana hubungan panjang logam (L) terhadap kalor konduksi (Q)? .................................................................................................................................... 4). Pada percobaan 4, bagaimana hubungan lama pemanasan (t) terhadap kalor konduksi (Q)? .................................................................................................................................... 5). Selain keempat faktor tersebut, terdapat satu faktor lagi yaitu konduktivitas termal zat (k). Nilai k merupakan ukuran kemampuan zat menghantarkan kalor. Makin besar nilai k, makin cepat perpindahan kalor konduksinya (Q). Nilai k didapatkan dari suatu penelitian. Tuliskan hubungan tersebut dengan lambang-lambang yang ada !

137


.................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 6). Dari hubungan-hubungan tersebut diperoleh persamaan kalor konduksi (Q) yaitu : Q =

kA ∆Τ t L

Q/t disebut sebagai laju kalor konduksi. Tuliskan persamaan laju kalor konduksi! .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 41 : Percobaan untuk membangun konsep perpindahan kalor secara konveksi Tujuan : Dapat menjelaskan apa yang dimaksud dengan perpindahan kalor secara konveksi

Alat dan bahan : Breaker glass, pemanas spiritus, air, gula batu Langkah kegiatan : 1. Isilah breaker glass dengan air. 2. Masukkan gula batu di bagian pinggir dasar breaker glass, seperti contoh pada gambar di bawah 3. Ukur suhu awal air. Catat datanya dalam tabel ! 4. Panaskan air dengan meletakkan pemanas tepat di bawah kalium permanganat. Amati yang terjadi !

138


5. Catat suhu air setiap 2 menit, dengan meletakkan termometer di bagian permukaan sebelah kiri, seperti contoh pada gambar di bawah. Masukkan data dalam tabel!

Tabel : 2 menit ke 0 1 2 3 4 5

Suhu ....... ....... ....... ....... ....... .......

6. Dari data yang kalian peroleh bagaimanakah perubahan suhu setiap 2 menitnya? .................................................................................................................................... 7. Apa yang terjadi pada gula batu seiring dengan berubahnya suhu? .................................................................................................................................... 8. Bila demikian, apa yang menyebabkan gula batu dapat berpindah? .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

139


9. Selain gula batu apa lagi yang mengalami perpindahan? Perpindahan tersebut dari mana ke mana? .................................................................................................................................... 10. Apakah perpindahan tersebut disertai dengan perpindahan partikel-partikel air? .................................................................................................................................... 11. Peristiwa perpindahan tersebut disebut dengan konveksi. Nyatakanlah konveksi dengan kata-katamu sendiri! (Konveksi adalah perpindahan energi kalor yang diikuti gerak partikelpartikel zat perantara atau mediumnya)

Kegiatan 42 : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konveksi Pada kegiatan ini kalian akan melakukan beberapa percobaan dengan tujuan yang sama. Lakukanlah percobaan ini dengan sangat teliti dan sungguhsungguh !

Tujuan : Dapat menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor konveksi

Percobaan 42.1 : Menyelidiki pengaruh perbedaan suhu (∆T) terhadap rambatan kalor konveksi Alat dan Bahan : 3 buah breaker glass besar, 3 buah breaker glass berukuran kecil, 3 buah pemanas spiritus, 3 buah termometer, air es, air, air hangat

Langkah kegiatan : 1. Masukkan air ke dalam ketiga breaker glass besar dengan volume yang sama

140


2. Masukkan air es, air, dan air hangat ke dalam breaker glass berukuran kecil dengan volume yang sama. Ukur suhu awalnya, kemudian masukkan datanya dalam tabel. 3. Masukkan masing-masing breaker glass kecil ke dalam breaker glass berukuran besar, kemudian panaskan 4. Setelah 5 menit, ukur kenaikkan suhu air dalam breaker glass kecil. Catat datanya dalam tabel!

Waktu : 5 menit Suhu

Air es

Air

Air hangat

Suhu Awal

......

......

......

Suhu Akhir

......

......

......

5. Untuk volume air yang sama, besar api yang sama, waktu pemanasan yang sama, dan suhu yang berbeda, bagaimana pengaruhnya terhadap kalor konduksi? ....................................................................................................................................

Percobaan 42.2 : Menyelidiki pengaruh luas permukaan benda (A) terhadap rambatan kalor konveksi Alat dan bahan : 3 buah breaker glass dengan luas permukaan berbeda, 3 buah pemanas, termometer, dan air

141


Langkah kegiatan : 1. Masukkan air ke dalam masing-masing breaker glass dengan volume yang sama 2. Ukur suhu awal air masing-masing bejana. Catat datanya dalam tabel! 3. Panaskan air pada masing-masing bejana 4. Ukur suhu air dalam breaker glass setelah 5 menit. Catat datanya dalam tabel!

A1

A2

A3

Luas Permukaan

Suhu

A1

.....

A2

......

A3

.......

5. Untuk volume air yang sama, besar api yang sama, waktu pemanasan yang sama, dan luas permukaan (A) yang berbeda, bagaimana pengaruhnya terhadap kalor konduksi? ....................................................................................................................................

Percobaan 42.3 : Menyelidiki pengaruh lama pemanasan (t) terhadap rambatan kalor konveksi Alat dan bahan : bejana, termometer, pemanas, dan air

142


Langkah kegiatan : 1. Masukkan air dalam bejana 2. Panaskan air dalam bejana 3. Ukur kenaikan suhu air setiap 2 menit. Catat datanya dalam tabel!

Tabel data:

2 menit ke 0 1 2 3 4

Suhu ...... ...... ...... ...... ......

4. Dari data yang kalian peroleh, bagaimanakah pengaruh lama pemanasan (t) terhadap kalor konveksi? .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 43 : Mencari persamaan kalor konveksi (Q) dan laju kalor konveksi (Q/t) Kalor konveksi dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor yang mempengaruhi tersebut telah kalian uji cobakan pada kegiatan 43 dalam percoaan 1 sampai 3. Sekarang tuliskan kembali hubungan-hubungan tersebut dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan berikut ini !

143


Informasi : Jika jawabannya:

A sebanding dengan B, tuliskan dengan lambang A~B A berbanding terbalik dengan B, tuliskan A ~ 1/B

1). Pada percobaan 1, bagaimana hubungan perbedaan suhu (∆T) terhadap kalor konveksi (Q)? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 2). Pada percobaan 2, bagaimana hubungan luas permukaan (A) terhadap kalor konveksi (Q)? .................................................................................................................................... 3). Pada percobaan 3, bagaimana hubungan lama pemanasan (t) terhadap kalor konveksi (Q)? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 4). Selain ketiga faktor tersebut, terdapat satu faktor lagi yaitu koefisien konveksi (h). Nilai h dipengaruhi oleh bentuk, kedudukan permukaan yaitu tegak, miring, mendatar. Nilai h didapatkan dari suatu penelitian. Semakin besar nilai h, semakin besar kalor konveksinya (Q). Tuliskan hubungan tersebut dengan lambang-lambang yang ada! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 5). Dari hubungan-hubungan didapatkan persamaan kalor konveksi (Q) yaitu: Q = hA ∆Τ t Q/t disebut laju kalor konveksi. Tuliskan persamaan laju kalor konveksi (Q)!

144


Kegiatan 44 : Membangun konsep perrpindahan kalor secara radiasi Pelajari gambar berikut ini kemudian kerjakan tugasnya !

1. Apakah kalor dari matahari merambat sampai ke bumi? Jika jawabnya ya, dari mana kalian tahu bahwa kalor dari matahari merambat sampai ke bumi ? ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Perhatikan gambar berikut ini!

2. Jika kita dekat dengan lampu pijar, apa yang kita rasakan ? ……………………………………………………………………………………… 3. Apakah diantara bumi dan matahari, serta filamen lampu dan tubuh terdapat ruang hampa ? ………………………………………………………………………………………

145


4. Kalau demikian apakah panas yang mengenai tubuhmu pada 2 peristiwa di atas memerlukan medium? ……………………………………………………………………………………… 5. Cara menghantarkan kalor pada 2 peristiwa di atas disebut dengan perpindahan kalor secara radiasi. Definisikanlah perpindahan kalor secara radiasi dengan kata-katamu sendiri! ………………………………………………………………………………………

Tugas : 1. Carilah contoh pemanfaatan perpindahan kalor secara konduksi, konveksi, dan radiasi beserta penjelasannya dalam kehidupan sehari-hari! 2. Carilah informasi mengenai cara kerja termos panas!

3. Silabus materi pokok listrik dinamis a. Standar Kompetensi Menerapkan konsep kelistrikan ( baik statis maupun dinamis) dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi b. Kompetensi Dasar 1) Merangkai alat ukur listrik, menggunakannya secara baik dan benar dalam rangkaian listrik 2) Memformulasikan besaran-besaran listrik ke dalam bentuk persamaan 3) Mengidentifikasikan penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari c. Materi Pokok : Listrik Dinamis d. Identifikasi konsep

146


Tabel 3.20 Identifikasi konsep materi pokok listrik dinamis KD Indikator Konsep Esensial 1 1.1.Membedakan jenis dan A. Alat ukur listrik fungsi alat ukur listrik 1. Voltmeter 1.2.Menjelaskan cara 2. Amperemeter membaca dan 3. Cara membaca skala voltmeter memasang alat ukur 4. Cara membaca skala amperemeter tegangan 5. Cara memasang voltmeter dan 1.3.Menggunakan amperemeter dalam rangkaian amperemeter dan voltmeter dalam rangkaian 2

3

2.1.Menjelaskan faktorfaktor yang mempengaruhi besar hambatan suatu penghantar 2.2.Menjelaskan besaran arah kuat arus listrik dalam rangkaian sederana (satu loop) 2.3.Menjelaskan tegangan yang tertera pada alat listrik dan mampu menghitung energi dan daya yang terpakai pada alat listrik 2.4.Menentukan kuat arus pada rangkaian majemuk dua loop*) 2.5.Menentukan kuat arus pada rangkaian majemuk lebih dari dua loop*) 3.1.Membedakan tegangan DC dan tegangan AC dalam bentuk grafik misalnya yang dihasilkan osiloskop 3.2.Menjelaskan bentuk rangkaian AC yang digunakan dalam rumah-rumah 3.3.Menunjukkan penerapan listrik AC

B. Besaran-besaran listrik 1. Kuat arus listrik 2. Konduktor dan isolator 3. Daya hantar 4. Hambatan 5. Hukum Ohm 6. Faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar 7. Rangkaian seri dan rangkaian paralel 8. Hukum I dan II kirchhoff 9. Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian seri dengan hambatan pengganti 10. Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian paralel dengan hambatan pengganti 11. Energi listrik 12. Daya 13. Kuat arus dan arah arus rangkaian dengan satu loop 14. Kuat dan arah arus pada rangkaian majemuk lebih dari dua loop C. Tegangan AC dan DC 1. Grafik tegangan AC dan DC yang terlihat dalam osiloskop 2. Rangkaian AC dan DC dalam rumah 3. Penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari

147


dan DC dalam kehidupan sehari-hari e. Uraian Makna Konsep Listrik Dinamis 1) Alat ukur listrik a) Voltmeter Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial diantara dua titik dalam sebuah rangkaian listrik. Bentuk voltmeter bermacammacam diantaranya adalah sebagai berikut :

Gambar 3.9 Voltmeter

b) Cara memasang voltmeter dalam rangkaian Untuk dapat memasang voltmeter dengan benar, kita harus mengetahui arah arus listrik dalam suatu rangkaian. Pemasangan terminal voltmeter tidak boleh terbalik. Terminal positif voltmeter harus dihubungakan dengan kutub positif dan terminal negatif voltmeter harus dihubungkan dengan terminal negatif. Untuk memasang voltmeter, rangkaian tidak perlu diputus. Voltmeter dipasang pada ujung-ujung beban atau komponen dalam rangkaian. Jadi voltmeter dipasang secara paralel dengan beban yang diukur beda potensialnya.

148


Gambar 3.10 Mengukur tegangan lampu L1

c) Amperemeter Amperemeter adalah alat yang dipakai untuk mengetahui adanya arus listrik dalam rangkaian. Bentuk amperemeter juga bermacam-macam, diantaranya adalah sebagai berikut :

Gambar 3.11 Amperemeter

d) Cara memasang amperemeter dalam rangkaian Seperti halnya pada voltmeter, pemasangan terminal amperemeter juga tidak boleh terbalik. Terminal positif harus dihubungkan dengan kutub positif dan terminal negatif harus dihubungkan dengan kutub. Positif. Untuk memasang amperemeter, rangkaian harus diputus terlebih dahulu. Amperemeter dipasang diantara dua komponen rangkaian. Jadi, amperemeter dipasang seri dengan beban yang akan diukur arus listriknya.

149


Gambar 3.12 Mengukur kuat arus rangkaian

e) Cara membaca skala amperemeter Ada berbagai jenis amperemeter yang biasa digunakan. Ada amperemeter yang menjadi satu bagian dengan voltmeter dan ohmeter, alat ini biasa disebut multimeter. Amperemeter ada yang memiliki satu batas ukur dan ada yang memiliki lebih dari satu batas ukur. Batas ukur adalah nilai yang paling tinggi yang boleh diukur. Bila nilai yang diukur melebihi batas ukurnya, ada 2 kemungkinan yang akan terjadi yaitu hasil pengukuran tidak terbaca dan yang kedua amperemeter rusak. Jadi apabila akan mengukur kuat arus, perkirakan dahulu nilainya, kemudian batas ukur dipilih diatas nilai perkiraan supaya amperemeter aman. Apabila tidak dapat memperkirakan kuatnya, pilih saja batas ukur yang paling besar. Kalau belum terbaca, perkecil batas ukurnya sampai kuat arus terbaca.

150


Gambar 3.13 Amperemeter dengan batas ukur

Skala yang ditunjukkan oleh jarum pada saat pengukuran, belum merupakan nilai kuat arusnya. Cara membaca kuat arus yang diukur yaitu :

I=

AngkaYangDitunjukJarum × BatasUkur SkalaTerbesar

f) Cara membaca skala amperemeter Seperti halnya amperemeter, voltmeter juga ada yang memiliki satu batas ukur dan ada yang memiliki lebih dari satu batas ukur. Batas ukur adalah nilai beda potensial paling tinggi yang boleh diukur. Penggunaan batas ukur pada voltmeter sama dengan amperemeter. Jika akan melakukan pengukuran, perkirakan dulu nilainya. Kemudian batas ukur dipilih diatas nilai perkiraan supaya voltmeter aman. Jika tidak dapat memperkirakan nilai beda potensialnya, pilih batas ukur terbesar. Jika belum terbaca perkecil batas ukurnya hingga terbaca. 2) Besaran-besaran listrik a) Kuat arus listrik Alat-alat listrik hanya dapat bekerja apabila dalam alat itu ada arus listriknya. Dalam suatu rangkaian listrik untuk mengetahui bahwa rangkaian

151


tersebut ada listriknya dibutuhkan amperemeter. Apabila amperemeter terpasang pada rangkaian listrik dan jarum amperemeter menunjuk angka tertentu, maka dalam rangkaian tersebut ada arus listriknya. Angka yang ditunjuk oleh jarum adalah kuat arus dalam rangkaian. Muatan listrik dalam jumlah tertentu yang menembus suatu penampang dari suatu penghantar dalam satuan waktu tertentu disebut sebagai kuat arus listrik. Jadi kuat arus listrik adalah jumlah muatan listrik yang mengalir dalam kawat penghantar tiap satuan waktu. Bila selama t detik besar muatan yang mengalir melalui penampang kawat adalah q, persamaan kuat arus I adalah I=

q t

Dengan : I : Arus listrik. Satuannya coulomb/detik atau ampere (A) q : Muatan listrik. Satuannya coulomb (C) t : Waktu (time). Satuannya detik atau sekon (s) Makin banyak jumlah muatan listrik yang bergerak, makin besar pula kuat arusnya. b) Beda potensial atau tegangan Setelah mempelajari kuat arus listrik, selanjutnya kita akan mempelajari beda potensial atau tegangan listrik. Untuk mempelajari beda potensial atau tegangan listrik, coba perhatikan sebuah baterai. Pada baterai itu terdapat 2 (dua) kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Bila kutub positif dan kutub negatif kita hubungkan dengan kawat penghantar listrik, maka akan mengalir elektron dari kutub negatif melalui penghubung ke kutub positif.

152


Para ahli telah melakukan perjanjian bahwa arah arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Jadi arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron. Perhatikan gambar di bawah ini

Keterangan : 1. kutub positif (+) 2. kutub negatif (–) 3. arah arus listrik 4. arah gerak elektron

Gambar 3.14 Perjanjian arah arus listrik

Terjadinya arus listrik dari kutub positif ke kutub negatif dan aliran elektron dari kutub negatif ke kutub positif, disebabkan oleh adanya beda potensial antara kutub positif dengan kutub negatif, dimana kutub positif mempunyai potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif.Jadi arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah, sedangkan aliran elektron mengalir dari potensial rendah ke potensial tinggi. 3) Daya hantar dan hambatan Ada materi yang dapat menghantarkan arus listrik dan ada yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Materi atau bahan-bahan yang dapat menghantarkan arus listrik disebut konduktor. Contoh konduktor adalah kawat tembaga, kawat nikel, uang logam, besi, dan lain sebagainya. Materi atau bahanbahan yang sukar menghantarkan arus listrik disebut isolator. Contoh isolator adalah kayu, plastik seng, penggaris kayu, penggaris plastik, karet, dan lain sebagainya.

153


Kemampuan

konduktor

menghantarkan

listrik

bermacam-macam.

Kemampuan konduktor menghantarkan arus listrik dinyataan dengan daya hantar. Sedangkan ukuran kemudahannya dinyatakan dengan hambatan. Apabila daya hantarnya besar, berarti mudah menghantarkan arus, dan hambatannya kecil. Sebaliknya jika daya hantar kecil, hambatannya besar. Hambatan merupakan kebalikan dari daya hantar. Jika hambatannya besar, maka daya hantarnya kecil, sedangkan bila hambatan kecil, maka daya hantar besar. 4) Hukum Ohm Arus listrik mengalir di dalam kawat penghantar jika ada beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu. Pada tahun 1826, George Simon Ohm menyelidiki hubungan antara kuat arus dengan beda potensial pada sebuah kawat penghantar. Berikut adalah tabel hasil percobaan hubungan tersebut Tabel 3.21 Data Percobaan Tegangan Listrik Kuat Arus (I) (V) 0,2 0,12 0,3 0,18 0,4 0,24 0,5 0,30

V/I 1,67 1,67 1,67 1,67

Dari tabel tampak bahwa bila V diubah-ubah nilai V/I nya tetap. Sehingga kuat arus yang mengalir di dalam suatu kawat penghantar berbanding lurus dengan beda potensial ujung-ujung beda potensial itu. Pernyataan tersebut disebut dengan hukum Ohm. Perbandingan tegangan listrik dengan kuat arus (I) adalah tetap. Hasil bagi ini dinamakan hambatan listrik atau resistansi dan diberi satuan Ohm.

154


Jika beda potensial atau tegangan diberi simbol V, kuat arus dengan I, dan hambatan listrik dilambangkan R, maka secara matematis persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut : R=

V I

Dengan : R : Hambatan listrik (Ohm) V : Tegangan listrik (Volt) I : Kuat arus (Ampere) 5) Penerapan hukum ohm dalam kehidupan sehari-hari Perhatikan bola lampu yang ada di rumah. Bila bola lampu diberi tegangan (V), yang terjadi adalah arus mengalir melalui filamen, sehingga bola lampu menyala. Tegangan yang diberikan pada suatu alat listrik seperti bola lampu harus disesuaikan dengan tegangan yang seharusnya diperuntukkan bagi alat tersebut. Jika lampu 220 V diberi tegangan 110 V, filamen lampu akan dialiri arus yang lebih kecil dari yang seharusnya sehingga lampu 220 V tersebut, menyala redup. Sebaliknya jika lampu 110 V diberi tegangan 220 V, filamen lampu akan dialiri arus yang terlalu besar dari yang seharusnya sehingga lampu 110 V filamennya terbakar. Jadi Anda harus memahami, bila Anda mempunyai sesuatu alat listrik harus dengan tegangan yang ada di rumah dan tegangan yang tercantum di alat listrik tersebut. 6) Persamaan daya hantar (K) Daya hantar merupakan kebalikkan dari hambatan (R) maka

K=

1 R

Satuan daya hantar yaitu

1 atau Mho Ohm

155


7) Faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar Jika penampangnya sama, ternyata makin panjang kawat, makin besar hambatannya. Percobaan yang sangat teliti atau ideal membuktikan bahwa hambatan sebanding atau berbanding lurus dengan panjang kawat. R≈L Bila jenis dan panjangnya sama, ternyata makin besar penampang kawat, makin kecil hambatannya. Percobaan yang ideal menunjukkan bahwa hambatan berbanding terbalik dengan penampang kawat.

R≈

1 A

Jika jenis dan panjangnya sama tetapi jenisnya berbeda, maka hambatan ditentukan oleh jenisnya. Pengaruh jenis bahan pada besarnya hambatan dinyatakan dengan hambatan jenis Yng diberi simbol ρ (Rho). Hambatan kawat sebanding dengan hambatan jenis (ρ). R≈ρ Ketiga hubungan tersebut dapat ditulis menjadi satu persamaan yaitu

R=ρ

L A

Keterangan : R : Hambatan kawat (Ohm)

ρ : hambatan jenis kawat (Ohm m) L : Panjang kawat (m) A : Luas penampang kawat (m2)

156


8) Rangkaian seri dan rangkaian paralel (1)

Rangkaian seri

Gambar 3.15 Rangkaian Seri

Jika kita berjalan dari titik A menuju titik D melalui R1, R2, dan R3, hanya ada satu jalan arus. Karena hanya ada satu jalan arus, hanya ada satu macam arus. Rangkaian yang terdiri dari dua beban atau lebih yang hanya membentuk satu jalan arus disebut rangkaian seri. Sifat-sifat rangkaian seri diantaranya arusnya dimana-mana sama, dan bila salah satu bagian terputus, disemua bagian lain tidak ada arus. Arus yang mengalir pada beban yang satu, mengalir dalam beban yang lain dan juga mengalir dalam setiap bagian rangkaian. Bila ada sesuatu yang menyebabkan pada salah satu beban tidak ada arus, maka beban yang lain juga tidak ada arus. (2)

Rangkaian paralel

(Gambar 1)

(Gambar 2)

Gambar 3.16 Rangkaian Paralel

157


Bila diukur beda potensial antara titik A dan B (gambar 1) maka yang diukur adalah sekaligus VR1, VR2, dan VR3 karena titik A dan B merupakan titik persekutuan R1, R2, dan R3. Dengan kata lain antara ujung-ujung R1, R2, dan R3 hanya ada satu beda potensial persekutuan. Beberapa beban yang terangkai sedemikian sehingga hanya terdapat satu beda potensial persekutuan disebut terangkai secara paralel. Titik A dan B disebut titik simpul atau titik cabang. Bagian rangkaian antara dua titik cabang disebut cabang. Pada gambar 2, bila kita berjalan mengikuti arus yang melalui L1 maka setelah sampai di titik cabang, arus itu bercabang melalui L2 dan L3. Akan tetapi arus itu kembali bergabung di titik temu. Rangkaian yang memiliki sifat seperti itu disebut rangkaian paralel. 9) Hukum I Kirchhoff Perhatikan gambar di bawah ini!

Dari pengukuran didapatkan bahwa I = I1 + I2. Ini berarti bahwa jumlah arus yang melalui titik cabang sama dengan yang meninggalkan cabang. I masuk = I keluar Persamaan ini disebut dengan hukum titik cabang atau Hukum I Kirchhoff.

158


10) Hukum II Kirchhoff Pemakaian Hukum II Kirchhoff pada rangkaian tertutup yaitu karena ada rangkaian yang tidak dapat disederhanakan menggunakan kombinasi seri dan paralel. Umumnya ini terjadi jika dua atau lebih ggl di dalam rangkaian yang dihubungkan dengan cara rumit sehingga penyederhanaan rangkaian seperti ini memerlukan teknik khusus untuk dapat menjelaskan atau mengoperasikan rangkaian tersebut. Jadi Hukum II Kirchhoff merupakan solusi bagi rangkaianrangkaian tersebut yang berbunyi: Di dalam sebuah rangkaian tertutup, jumlah aljabar gaya gerak listrik dengan penurunan tegangan (IR) sama dengan nol. Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai:

∑ε + ∑IR = 0 11) Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian seri dengan hambatan pengganti Perhatikan gambar di bawah ini!

R1 dan R2 pada gambar a dapat diganti dengan hambatan pengganti Rp seperti pada gambar b. Persamaan hambatan pengganti Rp untuk rangkaian seri adalah Rp = R1 + R2 Apabila terdapat lebih dari dua R yang tersusun secara seri maka persamaan R penggantinya adalah sebagai berikut : Rp = R1+ R2 + R3 + …+ Rn

159


12) Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian paralel dengan hambatan pengganti Perhatikan gambar di bawah ini!

R1, R2, dan R3, pada gambar a dapat diganti dengan hambatan pengganti Rp seperti pada gambar b. Persamaan hambatan pengganti Rp untuk rangkaian paralel adalah sebagai berikut 1 1 1 1 = + + Rp R1 R2 R3 Apabila terdapat banyak R misalnya hingga Rn yang tersusun secara paralel, maka persamaan hambatan penggantinya adalah 1 1 1 1 1 = + + + ..... + Rp R1 R2 R3 Rn 13) Energi listrik Besarnya energi listrik dipengaruhi oleh waktu, tegangan, dan kuat arus. Bila tegangan dan kuat arus sama makin lama arus mengalir, makin besar energi listrik yang dihasilkan. Dalam waktu yang sama, makin tinggi tegangan dan kuat arus makin besar pula energi yang dihasilkan. Besarnya energi yang dihasilkan arus dapat diturunkan sebagai berikut

160


a)

Usaha (W) = Perubahan energi. Dalam arus listrik perubahan energi merupakan energi yang dihasilkan. Jadi energi yang dihasilkan sama dengan usaha yang dilakukan oleh muatan yang bergerak

b) Besarnya kuat arus adalah I = c)

q t

Bila muatan q dibawa dari titik B ke A yang beda potensialnya VAB, maka usahanya adalah W = VAB x q Oleh karena I =

q atau q = I x t, maka t

W = VAB x I x t Jadi

W = (I x R) x (I x t) atau W = I2 x R x t

W : Energi yang dihasilkan (Volt Ampere Sekon = Joule) I : Kuat arus (Ampere) t : Waktu (Volt) R : Hambatan (Ohm) Satuan lain energi adalah kalori. 1 joule = 0,24 kalori Jadi W = 0,24 x V x I x t Kalori 14) Daya Besar Daya listrik (P) pada suatu alat listrik adalah merupakan besar energi listrik (W) yang muncul tiap satuan waktu (t), kita tuliskan:

P=

W , W = P.t t

Satuan P adalah Joule/detik atau watt.

161


Jika nilai W kita substitusikan, maka kita dapatkan nilai daya listrik P besarnya adalah:

P = V .I = I 2 .R 15) Menentukan persamaan pada rangkaian dengan menggunakan Hukum II Kirchhoff

Langkah-langkah menentukan persamaaan rangkaian a)

Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan arah arus secara bebas. Arah arus dapat dipilih searah atau berlawanan dengan arah jarum jam.

b) Lintasan penjumlahan diambil sama dengan arah arus

c)

Terapkan hukum II Kirchhoff dengan ketentuan sebagai berikut : (1)

Bila arah I searah dengan lintasan, I diberi tanda positif (+), bila berlawanan diberi tanda negatif (-)

162


(2)

Bila yang dijumpai pertama kali pada sumber titik positif, maka V sumber diberi tanda positif. Sebaliknya bila yang dijumpai pertama kali titik negatif, maka V sumber diberi tanda negatif

Pada rangkaian di atas, apabila arah lintasan arus dan penjumlahan kita tentukan searah jarum jam.

Pada gambar di atas, tanda V1, IR1, IR2, V2, dan IR3 berturut-turut yaitu: negatif, positif, positif, positif, positif. Dengan menggunakan hukum II kirchhoff, persamaan rangkaiannya yaitu: - V1 + IR1 + IR2 + V2 + IR3 = 0 Contoh soal : Diketahui V1 = 3 volt, V2 = 12 volt, V3 = 9 volt. R1, R2, R3 = 10 ohm Tentukan kuat dan arah arus rangkaian di bawah ini!

Jika arah arus dan lintasan penjumlahan telah ditentukan searah jarum jam, maka tandanya yaitu : - (V1), + (IR1), + ( IR2), - (V2), + ( IR3), dan + (V3)

163


Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, persamaan rangkaiannya yaitu: - (V1) + (IR1) + ( IR2) - (V2) + ( IR3) + (V3) = 0 - (V1) – (V2) + (V3) + (IR1) + (IR2) + (IR3) = 0 - (3 V) – (12 V) + (9 V) + I (10 Ω + 10 Ω + 10 Ω ) = 0 - 6 + I (30) = 0 -6 = 30 I I = − 6 = −0,2 A 30 Bila positif, maka arah arus sesuai dengan arah lintasan yang telah ditentukan. Bila negatif, maka arah arus berlawanan dengan arah yang telah ditentukan. Jadi arah arus berlawanan dengan arah yang telah ditentukan. 16) Mencari persamaan rangkaian majemuk dua loop dengan menggunakan hukum II Kirchhoff

Langkah-langkah untuk menentukan persamaan rangkaian majemuk dua loop : a)

Seperti halnya pada rangkaian loop tunggal, untuk menentukan persamaan rangkaian majemuk dua loop, langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan arah arus pada kedua loop. Arah arus dapat ditentukan searah atau berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam

b) Lintasan penjumlahan searah dengan arah arus. c)

Terapkan hukum II Kirchhoff pada setiap loop dengan ketentuan seperti pada rangkaian loop tunggal Pada rangkaian di atas apabila arah arus ditetapkan searah dengan putaran

jarum jam

164


a. Pada loop I: Arus yang mengalir pada R2 pada cabang AB pada loop I, ada dua arus yaitu I1 dan I2. I1 searah jarum jam sehingga bertanda positif dan I2 berlawanan dengan arah jarum jam sehingga bertanda negatif. Persamaan loop I yaitu : + (I1R1) + ( V1) + (I1R2) – (I2R2) + (V3) = 0 b. Pada loop II: Arus yang mengalir pada R2 pada cabang AB pada loop II, ada dua arus yaitu I1 dan I2. I1 berlawanan dengan arah jarum jam, sehingga bertanda negatif dan I2 searah jarum jam sehingga bertanda positif. Persamaan loop II yaitu : + (I2R3) - ( I1R2) - (V2) + (I2R3) – (V3) = 0 3). Tegangan DC dan AC a) Arus Direct Current (DC) / arus searah Arus DC adalah arus listrik yang arahnya selalu mengalir dalam satu arah. Bila arus DC dihasilkan oleh sumber tegangannya (V) tetap dan disalurkan pada penghantar yang memiliki hambatan (R) yang tetap, maka besar kuat arusnya (I) juga tetap. Misalnya bila tegangan V = 6 volt tetap disalurkan melalui penghantar dengan hambatan R = 2 ohm, maka besar kuat arusnya adalah tetap yaitu I = 6 V / 2 ohm = 3 A.

165


Berdasarkan perjanjian yang masih digunakan sampai saat ini, arah kuat arus DC selalu keluar dari kutub positif sumber tegangan DC (atau dari titik berpotensial tinggi) melalui rangkaian menuju kutub negatif sumber tegangan DC (atau menuju ke titik berpotensial rendah)

Gambar 3.17 Arah ArusDC

Elektron-elektron yang bergerak melalui konduktor dari kutub negatif sumber DC menuju kutub positif sumber DC menghasilkan arus listrik (arus elektron). Tetapi perjanjian yang masih berlaku sampai saat ini menetapkan arah arus listrik dalam kebalikkannya, yaitu dari kutub positif melalui konduktor menuju kutub negatif, disebut sebagai arus konvensional. Arus DC hanya mengalir dalam satu arah, sehingga ketika anda ingin memasang amperemeter DC pada suatu rangkaian DC untuk mengukur kuat arus atau tegangan pada suatu rangkaian, harus memperhatikan polaritas ujung-ujung rangkaian yang hendak dihubungkan pada kutub-kutub meter. Titik berpotensial lebih besar (positif) harus dihubungkan ke kutub positif, dan titik berpotensial lebih kecil (negatif) harus dihubungkan ke kutub negatif meter. Listrik DC dapat dihasilkan oleh adanya reaksi kimia seperti pada elemen basah (aki) ataupun elemen kering (baterai). Listrik DC dapat dihasilkan pula oleh

166


dinamo DC. Keuntungan listrik DC adalah sunber arusnya, seperti aki dan baterai mudah dibawa kemana-mana, selain itu karena sifat listrik DC yang hanya mengalir dalam satu arah, maka hanya listrik DC yang dapat digunakan untuk mengisi muatan aki. Hampir semua peralatan elektronika menggunakan arus DC. Jika input dari peralatan elektronik misalnya radio, televisi, komputer adalah arus AC, maka umumnya dalam peralatan itu sendiri terdapat suatu alat yang disebut penyearah (rectifier) yang berfungsi mengubah arus AC menjadi DC. b) Arus Alternating Current (AC) / arus bolak-balik Arus AC adalah arah arus yang arahnya senantiasa berbalik arah secara teratur/periodik. Dalam selang waktu tertentu, bagian atas sumber AC berpolaritas positif, sementara bagian bawahnya berpolaritas negatif. Ini menyebabkan arus listrik dalam rangkaian AC mengalir searah jarum jam (ditunjukkan pada gambar dengan garis putus-putus).

Gambar 3.18 Arah Arus AC

Karena arus AC selalu berubah arah yaitu arahnya tidak tetap seperti dalam arus DC, maka untuk memasang amperemeter atau voltmeter dalam rangkaian AC polaritas titik tidak perlu diperhatikan.

167


Listrik AC memberikan banyak keuntungan daripada listrik DC, sehingga saat ini energi hampir semua dibangkitkan, ditransmisikan, dan digunakan dalam bentuk AC. Hampir semua peralatan listrik di rumah misalnya kulkas, televisi, radio, pemanas nasi, pendingin ruangan, lampu, menggunakan listrik AC yang disuplay oleh PLN ke rumah. c) Grafik tegangan AC dan DC yang terlihat dalam osiloskop Bentuk grafik tegangan DC yang terlihat dalam osiloskop

Gambar 3.19 Grafik teganga DC

Bentuk grafik tegangan AC yang terlihat dalam osiloskop

Gambar 3.20 Grafik tegangan AC

168


d) Bentuk rangkaian AC dalam rumah Dari sebuah tiang listrik dua jalur kawat akan masuk ke rumah-rumah melalui komponen-komponen circuit breaker utama (milik PLN), kWh meter (pengukur pemakaian energi listrik) dan kotak sekering (circiut breaker) pelayanan rumah. Dalam rumah tersebut terdapat 3 ruangan yang di dalamnya terdapat beberapa peralatan listrik. Rangkaian listrik yang terdapat dalam rumah tersusun secara paralel. Gambar di bawah merupakan gambar jalur kawat listrik dari PLN yang menuju ke rumah-rumah. Bentuk rangkaiannya adalah seperti di bawah ini

Gambar 3.21 Pengawatan dalam rumah

169


f. Rancangan Pembelajaran Tabel 3.22 Rancangan pembelajaran materi pokok listrik dinamis Indikator Pengalaman Belajar Siswa Kerja Ilmiah yang Terintegrasi 1. Merumuskan tujuan 1. Membedakan jenis 1. Mengolah informasi dan fungsi alat mengenai arus listrik penelitian ukur listrik 2. Mengolah informasi 2. Menetapkan variabel 2. Menjelaskan cara mengenai amperemeter 3. Menetapkan dan voltmeter sehingga membaca dan instrumen yang memasang alat dapat menggunakan sesuai dengan tujuan ukur tegangan peralatan tersebut penelitian 3. Menggunakan 3. Menggunakan 4. Menentukan langkah amperemeter dan voltmeter dan kerja voltmeter dalam amperemeter untuk 5. Menggunakan alat ukur dengan teliti rangkaian mengukur tegangan 6. Mengumpulkan data 4. Menjelaskan dan arus faktor-faktor yang 7. Menganalisis 4. Mengolah informasi mempengaruhi mengenai kuat arus 8. Menarik kesimpulan besar hambatan 5. Melakukan percobaan suatu penghantar untuk membangun 9. Membaca sendiri 5. Menjelaskan konsep konduktor dan 10. Mengolah informasi besaran arah kuat isolator 11. Mengkomunikasikan 6. Melakukan percobaan informasi arus listrik dalam untuk memahami rangkaian sederana 12. Mengkaji teori pengertian daya hantar 13. Menarik kesimpulan (satu loop) dan hambatan 6. Menjelaskan tegangan yang 7. Menemukan hukum 14. Spesifikasi peristiwa Ohm dengan 15. Menetapkan masalah tertera pada alat listrik dan mampu menyelidiki hubungan utama menghitung energi antara tegangan, kuat 16. Mengumpulkan data arus, dan hambatan 17. Menganalisis dan daya yang 18. Realisasi terpakai pada alat 8. Menyelidiki faktorlistrik faktor yang menetukan penyelesaian 7. Menentukan kuat hambatan sepotong arus pada kawat penghantar dan 19. Tekun rangkaian menyelidiki 20. Bekerja sama majemuk dua hubungannya loop*) 9. Mengolah informasi 8. Menentukan kuat untuk menemukan arus pada konsep rangkaian seri rangkaian dan paralel majemuk lebih dari 10. Menyelidiki sifat-sifat rangkaian seri dan dua loop*) 9. Membedakan paralel 11. Mengolah informasi tegangan DC dan

170


tegangan AC dalam bentuk grafik misalnya yang dihasilkan osiloskop 10. Menjelaskan bentuk rangkaian AC yang digunakan dalam rumah-rumah 11. Menunjukkan penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan seharihari

sehingga dapat mengganti beberapa hambatan pada rangkaian seri dan paralel dengan hambatan pengganti 12. Menemukan hukum I dan II kirchhoff 13. Mencari hambatan pengganti pada rangkaian kombinasi 14. Menyelidiki faktorfaktor yang mempengaruhi besarnya energi yang dihasilkan arus listrik 15. Menghitung biaya rekening listrik 16. Menemukan hubungan antara daya dan energi listrik 17. Menetukan kuat dan arah arus pada rangkaian sederhana satu loop dan dua loop 18. Melihat bentuk grafik tegangan DC dan AC dalam osiloskop 19. Menggambar rangkaian listrik dalam rumah tangga g. Sarana dan Sumber Belajar 1) Buku fisika kelas 1 semester 2 2) Buku tentang Listrik 3) Internet 4) Guru h. Evaluasi 1) Nilai Kognitif 2) Nilai Psikomotorik

171


3) Nilai Afektif Terlampir pada program satu semester sub bab evaluasi

4. Lembar kegiatan siswa (LKS ) materi pokok listrik dinamis a. Kompetensi Dasar 1) Merangkai alat ukur listrik, menggunakannya secara baik dan benar dalam rangkaian listrik 2) Memformulasikan besaran-besaran listrik ke dalam bentuk persamaan 3) Mengidentifikasikan penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari b. Indikator 1) Membedakan jenis dan fungsi alat ukur listrik 2) Menjelaskan cara membaca dan memasang alat ukur tegangan 3) Menggunakan amperemeter dan voltmeter dalam rangkaian 4) Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besar hambatan suatu penghantar 5) Menjelaskan besaran arah kuat arus listrik dalam rangkaian sederana (satu loop) 6) Menjelaskan tegangan yang tertera pada alat listrik dan mampu menghitung energi dan daya yang terpakai pada alat listrik 7) Menentukan kuat arus pada rangkaian majemuk dua loop*) 8) Menentukan kuat arus pada rangkaian majemuk lebih dari dua loop*)

172


9) Membedakan tegangan DC dan tegangan AC dalam bentuk grafik misalnya yang dihasilkan osiloskopMenjelaskan bentuk rangkaian AC yang digunakan dalam rumah-rumah 10) Menunjukkan penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari c. Materi Pokok : Listrik Dinamis d. Petunjuk Umum : Untuk mempelajari pokok bahasan ini, kalian akan melakukan banyak kegiatan. Kegiatan-kegiatan tersebut antara

lain: melakukan percobaan,

mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan, mempelajari sendiri suatu penjelasan, mempelajari sendiri contoh soal, mencoba merumuskan sendiri suatu pengertian atau hukum, menarik kesimpulan, mengerjakan tugas latihan, dan lain sebagainya. Apakah tujuan tersebut akan dapat dicapai sangat ditentukan oleh kemauan dan kesungguhan kalian dalam melakukan kegiatan. Oleh karena itu lakukan kegiatan dalam LKS ini dengan sungguh-sungguh. e. Kegiatan Belajar

ALAT UKUR LISTRIK Kegiatan 1 : Memahami konsep arah arus dalam rangkaian Perhatikan gambar rangkaian berikut ini ! L1 A

L2

B

C

173

D


Jika kita memperhatikan sebuah baterai, kutub positif dan negatif pada baterai ditandai dengan tanda (+) dan (-). Sedangkan titik positif dan negatif pada beban ditentukan berdasarkan arah arus. Dalam rangkaian di luar baterai, arah arus dari kutub (+) menuju kutub (-) baterai. Pada beban, arus mengalir dari ujung (+) menuju ujung (-). Misalnya pada lampu L1, karena arus mengalir dari titik A ke titik B, maka A merupakan titik (+) dan B merupakan titik (-). Jika rangkaian kita putus di mana saja maka tidak ada arus yang mengalir sehingga lampu menjadi padam dan hanya ada kutub negatif dan positif baterai.

Kegiatan 2 : Bacalah uraian mengenai Amperemeter berikut ini ! Amperemeter atau ameter adalah alat yang dipakai untuk mengetahui besarnya arus listrik dalam rangkaian. Ada 2 jenis amperemeter yaitu amperemeter arus searah dan amperemeter arus bolak-balik. Simbol ampermeter dalam rangkaian : A

+ Untuk arus searah, amperemeter dipasang secara seri dengan komponen listrik yang akan diukur dan pemasangan kutub-kutubnya tidak boleh terbalik. Kutub positif harus dihubungkan dengan kutub positif dan kutub negatif harus dihubungkan dengan kutub negatif. Jika cara memasang amperemeter sudah benar, maka jarum akan menyimpang ke kanan.

Kegiatan 3 : Cara memasang amperemeter dalam rangkaian Tujuan : Dapat memasang amperemeter dalam rangkaian dengan benar Alat dan Bahan : 2 buah lampu senter, baterai, kabel, ampermeter tanpa batas ukur

174


Langkah kegiatan : 1. Buat rangkaian lampu seperti gambar di bawah ini! L

L

1

2

2. Lepaskan kabel diantara lampu L1dan L2 seperti gambar di bawah ini!

3. Merupakan ujung apakah titik P dan Q?

(P ujung positif dan O ujung negatif) 4. Pasang amperemeter yang ada dihadapan kalian di titik P dan Q. Ingat jangan sampai terbalik kutub-kutubnya. 5. Apakah jarum amperemeter menyimpang? Ke arah mana jarum menyimpang? .................................................................................................................................... 6. Jika demikian, apakah cara memasangnya sudah benar ? Jika belum ulangi kembali hingga benar ! ....................................................................................................................................

175


7. Dari percobaan di atas, tuliskan langkah-langkah memasang amperemeter pada rangkaian arus searah!

(Langkah-langkah memasang amperemeter: (1) Putuskan rangkaian listrik (2) Hubungkan kutub-kutub amperemeter dengan polaritas yang benar ke ujung-ujung potongan kabel (3) Amati amperemeter, jika menyimpang ke kanan berarti amperemeter telah terpasang dengan benar, jika jarum amperemeter menyimpang ke kiri berarti amperemeter belum terpasang dengan benar)

Kegiatan 4 : Mempelajari Amperemeter Ada berbagai jenis amperemeter yang biasa digunakan. Ada amperemeter yang menjadi satu bagian dengan voltmeter dan ohmeter, alat ini biasa disebut multimeter. Berikut gambar amperemeter yang sering kita jumpai dalam laboratorium

Amperemeter dengan lebih dari satu batas ukur

Amperemeter dengan satu batas ukur

Amperemeter ada yang memiliki satu batas ukur dan ada yang memiliki lebih dari satu batas ukur. Batas ukur adalah nilai yang paling tinggi yang boleh diukur. Bila nilai yang diukur melebihi batas ukurnya, ada 2 kemungkinan yang akan terjadi yaitu hasil pengukuran tidak terbaca dan yang kedua amperemeter rusak. Jadi apabila akan mengukur kuat arus, perkirakan dahulu nilainya, kemudian batas ukur dipilih diatas nilai perkiraan supaya amperemeter aman. Apabila tidak dapat memperkirakan kuatnya, pilih saja batas ukur yang paling besar. Kalau belum terbaca, perkecil batas ukurnya sampai kuat arus terbaca.

176


Skala yang ditunjukkan oleh jarum pada saat pengukuran, belum merupakan nilai kuat arusnya. Cara membaca kuat arus yang diukur yaitu :

I=


Kegiatan 5 : Cara membaca kuat arus yang tertera dalam amperemeter Dengan menggunakan amperemeter yang mempunyai batas ukur yang telah tersedia di hadapan kalian dan dengan memperhatikan ketentuan pemilihan batas ukur pada kegiatan 4, ulangilah kegiatan memasang amperemeter pada kegiatan 3! 1. Ukurlah kuat arus yang mengalir melalui L! L1

L2

2. Berapa batas ukur yang kalian pilih? .................................................................................................................................... 3. Berapa skala yang ditunjukkan oleh jarum amperemeter?

177


.................................................................................................................................... 4. Berapa kuat arus yang melewati lampu L1! .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Tugas : Tentukan hasil pengamatan yang ditunjukkan oleh amperemeter berikut ini!

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Berapa batas ukurnya?

(100 mA) 2. Berapa skala yang ditunjukkan oleh jarum amperemeter?

(30) 3. Berapa skala terbesarnya?

(50) 4. Berapa arus yang mengalir dalam rangkaian?

(I =

AngkaYangDitunjukJarum 30 × BatasUkur , I = × 100mA = 60mA ) SkalaTerbesar 50

Kegiatan 6 : Bacalah uraian mengenai Voltmeter berikut ini

178


Voltmeter adalah alat yang dipakai untuk mengukur beda potensial atau tegangan antara dua terminal beban atau dua kutub sumber dalam sebuah rangkaian listrik. Simbol voltmeter dalam rangkaian yaitu : +

-V

Ada 2 jenis voltmeter yaitu voltmeter arus searah dan voltmeter arus bolak-balik. Pada voltmeter arus searah, voltmeter dipasang paralel dengan ujungujung beban yang akan diukur beda potensialnya. Seperti halnya amperemeter, pemasangan terminalnya juga tidak boleh terbalik. Terminal positif harus dihubungkan dengan kutub positif dan terminal negatif harus dihubungkan dengan terminal negatif. (Ketentuan arah arus telah kalian pelajari pada kegiatan 1) Pada voltmeter arus bolak-balik, memasangnya boleh terbalik. Jika pemasangan voltmeter telah benar maka jarum akan menyimpang ke kanan

Kegiatan 7 : Cara memasang voltmeter dalam rangkaian Tujuan : Dapat memasang amperemeter dalam rangkaian dengan benar Alat dan bahan : 2 buah lampu, baterai, kabel, voltemeter tanpa batas ukur Langkah kegiatan : 1. Buat rangkaian seperti di bawah ini! L1 A

L2 B

C D

179


2. Pelajari kembali arah arus pada kegiatan 1! Dalam lampu L1 pada rangkaian di atas, arus mengalir dari mana ke mana?

(arus mengalir dari A ke B) 3. Jika demikian merupakan titik apakah A dan merupakan titik apakah B?

(A merupakan titik positif dan B merupakan titik negatif) 4. Pasang voltmeter di ujung A dan di ujung B. Ingat jangan sampai kutubkutubnya terbalik! 5. Apakah jarum menyimpang ? Ke arah mana jarum menyimpang? ............................................................................................................................. . 6. Jika demikian apakah pemasangan voltmeternya sudah benar? Jika belum, uilangi kembali hingga benar ! .............................................................................................................................. 7. Berdasarkan percobaan di atas, tuliskan langkah-langkah memasang voltmeter!

(langkah-langkah memasang voltmeter yaitu: 1. Carilah ujung positif dan ujung negatif voltmeter 2. Dari sebuah rangkaian listrik, hubungkan kutub-kutub voltmeter pada ujung-ujung komponen yang akan diukur beda potensialnya dengan polaritas yang benar 3. Amati arah menyimpangnya jarum. Jika jarum voltmeter menyimpang ke arah kanan maka rangkaian telah benar. Jika jarum voltmeter menyimpang ke kiri maka voltmeter belum terpasang dengan benar)

Kegiatan 8 : Bacalah uraian berikut ini Ada berbagai macam voltmeter. Berikut ini adalah gambar voltmeter yang sering kita jumpai di laboratorium.

180


Seperti halnya amperemeter, voltmeter juga ada yang memiliki satu batas ukur dan ada yang memiliki lebih dari satu batas ukur. Batas ukur adalah nilai beda potensial paling tinggi yang boleh diukur. Penggunaan batas ukur pada voltmeter sama dengan amperemeter. Jika akan melakukan pengukuran, perkirakan dulu nilainya. Kemudian batas ukur dipilih diatas nilai perkiraan supaya voltmeter aman. Jika tidak dapat memperkirakan nilai beda potensialnya, pilih batas ukur terbesar. Jika belum terbaca perkecil batas ukurnya hingga terbaca. Cara membaca beda potensial yang diukur yaitu

V =


Kegiatan 9 : Cara membaca beda potensial atau tegangan yang tertera dalam voltmeter Dengan menggunakan voltmeter yang memiliki batas ukur yang telah tersedia di hadapan kalian dan dengan memperhatikan ketentuan pemilihan batas ukur pada kegiatan 8, ulangi kembali kegiatan memasang voltmeter pada kegiatan tujuh. 1. Ukurlah beda potensial lampu L1! L1 A

L2 B

C D

181


2. Berapa batas ukur yang kalian pilih? .................................................................................................................................... 3. Berapa skala yang ditunjukkan oleh jarum? .................................................................................................................................... 4. Berapa beda potensial yang terukur pada lampu L1! ....................................................................................................................................

Tugas : Tunjukkan hasil pengukuran yang ditunjukkan Voltmeter berikut ini!

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Berapa batas ukurnya?

(50 V) 2. Berapa skala yang ditunjukkan oleh voltmeter?

(6) 3. Berapa skala terbesarnya?

(10)

182


4. Hitung berapa beda potensialnya!

(V =

AngkaYangDitunjukJarum 6 × BatasUkur , V = × 50V = 30V ) SkalaTerbesar 10

BESARAN-BESARAN LISTRIK Kegiatan 10 : Membangun konsep Kuat Arus Bacalah uraian berikut ini, kemudian kerjakan tugasnya! Pada kegiatan 5, kalian telah mempelajari bagaimana cara menghitung kuat arus yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada amperemeter. Apabila amperemeter terpasang pada rangkaian listrik dan jarum menunjukkan angka tertentu, maka dalam rangkaian tersebut terdapat arus listrik. Kuat arus adalah jumlah muatan yang mengalir melalui penampang kawat tiap detik. Satuan kuat arus yaitu ampere Bila selama t detik besar muatan yang mengalir melalui penampang kawat adalah q, tuliskan persamaan kuat arus I!

(I =

q ) t

Kegiatan 11 : Membangun konsep Konduktor dan Isolator, Tujuan : Dapat menjelaskan pengertian konduktor dan isolator Alat dan Bahan : Amperemeeter, seng, kawat nikelin, kawat tembaga, penggaris kayu, penggaris plastik, uang logam, karet, baterai, lampu senter

Langkah kegiatan : 1.

Buat rangkaian seperti pada gambar di bawah ini

183


2.

Tutup saklar, amati apakah lampu menyala dan ada arus yang mengalir.

3.

Lepaskan kawat di titik P, kemudian pasanglah berbagai macam bahan yang tersedia. Perhatikan apakah lampu menyala atau padam dan amperemeter menunjukkan ada arus atau tidak.

4.

5.

Masukkan data hasil percobaanmu pada tabel! Keadaan Lampu No Nama Benda Menyala Padam 1 2 3 4 5 6 7

Arus Ada Tidak

Tuliskan benda-benda apa saja yang tidak dapat menghantarkan arus listrik!

.................................................................................................................................... 6.

Materi tersebut dinamakan isolator. Definisikanlah isolator dengan katakatamu sendiri!

(Isolator adalah bahan yang sukar atau tidak dapat menghantarkan arus listrik) 7.

Tuliskan benda-benda apa saja yang dapat menghantarkan arus listrik!

.................................................................................................................................... 8.

Materi tersebut dinamakan konduktor. Definisikan konduktor dengan katakatamu sendiri!

184


(konduktor adalah bahan-bahan yang mudah dilalui arus listrik)

Kegiatan 12 : Melakukan percobaan untuk memahami pengertian daya hantar dan hambatan Tujuan : Memahami pengertian daya hantar dan hambatan Alat dan bahan : 2 buah baterai, 2 buah lampu senter 6 volt dengan spesifikasi/ukuran yang berbeda, kabel, dan amperemeter.

Langkah percobaan : 1. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini. Ingat baik-baik bagaimana memasang amperemeter arus searah dalam rangkaian, jangan sampai kutubkutubnya terbalik.

2. Bila rangkaian sudah benar, yaitu lampu menyala, ukur kuat arusnya dan masukkan datanya dalam tabel. 3. Lakukan hal yang sama untuk lampu yang spesifikasi/ukurannya lain 4. Masukkan data pada tabel berikut ini! No. 1. 2.

Jenis lampu

Kuat arus (A)

5. Samakah kuat arus dalam berbagai lampu tersebut? ........................................................................................................................ 6. Kemampuan penghantar menghantarkan arus dinyatakan dengan suatu besaran yang disebut daya hantar (konduktivitas {K}). Dari kedua lampu tersebut, mana yang mempunyai daya hantar lebih besar?

185


............................................................................................................................. . 7. Kebalikan dari daya hantar adalah hambatan (resistansi {R}). Hambatan menyatakan sukar mudahnya penghantar menghantarkan arus listrik. Dari kedua lampu tersebut mana yang mempunyai hambatan lebih besar? ............................................................................................................................. 8. Jika demikian, dari kedua lampu tersebut mana yang mempunyai daya hantar dan hambatan yang lebih besar? Dan mana yang memiliki daya hantar dan hambatan lebih kecil ? .............................................................................................................................

Kegiatan 13 : Percobaan untuk menyelidiki hubungan antara tegangan, kuat arus, dan hambatan dari suatu beban yang teraliri arus Tujuan : Dapat menjelaskan hubungan antara kuat arus, tegangan dan hambatan Alat dan bahan : 4 buah baterai, amperemeter, voltmeter, lampu, saklar dan kabel

Langkah kegiatan : 1. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini. Pertama-tama gunakan 1 buah baterai

186


2. Tutup saklar. Telah bekerjakah rangkaiannya? Kalau belum periksalah hubungannya sampai rangakaiannya bekerja dan catat kuat arus dan tegangannya! 3. Bukalah saklarnya, kemudian pasang 2 baterai pada rangkaian itu. Catat kuat arus dan tegangannya! 4. Ulangi lagi percobaan tersebut dengan menggunakan 3 dan 4 buah baterai. 5. Masukkan data hasil pekerjaanmu ke dalam tabel berikut ini! Jumlah baterai 1 2 3 4

Tegangan (V)

Kuat arus (I)

Tegangan/Kuat arus Volt/Ampere

6. Untuk setiap percobaan bagilah tegangan dengan kuat arusnya. Kemudian masukkan datanya dalam tabel yang ada! 7. Nilai bagi tegangan dengan kuat arus disebut dengan hambatan atau resistansi (R). Jika tegangan diberi lambang V dan kuat arus I, tuliskan persamaan hambatan R!

(R =

V ) I

8. Bagaimanakah hasil bagi tegangan dengan kuat arus? Berubah-ubah atau tetap? ............................................................................................................................. . 9. Bila berubah, bagaimana perubahannya, besar atau kecil? ...........................................................................................................................

187


Informasi : Bila perbedaannya berarti, nilai hambatan yang sebenarnya memang berubah seiring dengan perubahan beda potensial dan kuat arusnya. Bila perbedaan hambatan sangat kecil, maka nilai R sebenarnya tetap sehingga grafik V vs I berupa garis lurus. Perbedaannya mungkin karena ketelitian alat dan pembacaan skala. Untuk hambatan tetap, maka : V R= = konstan I Hubungan ini disebut dengan hukum Ohm 10. Gambarkan grafik V vs I !

Kegiatan 14 : Menyelidiki faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar dan menemukan hubungannya. Pada kegiatan ini kalian akan melakukan 3 percobaan yaitu percobaan untuk menyelidiki pengaruh panjang kawat, penampang kawat, dan jenis kawat terhadap hambatannya. Lakukanlah percobaan ini dengan sungguh-sungguh!

Tujuan : Dapat menemukan faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar serta hubungannya.

188


Percobaan 14.1 : Menyelidiki pengaruh panjang kawat terhadap hambatan kawat Alat dan bahan : 2 potong kawat nikel dengan penampang dan jenis yang sama, tetapi panjangnya berbeda. Kawat 1 = 10 cm, kawat 2 = 20 cm, amperemeter, voltmeter

Langkah kerja : 1. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini, dan pasang kawat di titik A dan B !

2. Telitilah apakah rangkaian sudah benar. Setelah itu tutuplah saklar, kemudian bacalah tegangan dan kuat arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! 3. Setelah data tercatat, ganti kawat 1 dengan kawat 2. Setelah terpasang tutup saklar dan catat tegangan dan kuat arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! Panjang kawat

V

I

V/I

10 cm

.....

......

.......

20 cm

......

......

.......

4. Bagaimana pengaruh panjang kawat pada hambatannya?

189


............................................................................................................................. . 5. Kalau demikian, apakah panjang kawat berbanding lurus atau berbanding terbalik dengan hambatan? ............................................................................................................................. . 6. Jika panjang diberi simbol L, dan hambatan R, tuliskan hubungan tersebut dengan lambang yang ada! ............................................................................................................................. .

Percobaan 14.2 : Menyelidiki pengaruh penampang kawat terhadap hambatan kawat Alat dan bahan : 2 potong kawat nikel dengan panjang dan jenis sama tetapi penampangnya berbeda (A1 < A2), voltmeter, amperemeter

Langkah kerja : 1. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini dan pasang kawat di antara titik A dan B!

2. Teliti kembali apakah rangkaian sudah benar, kemudian tutup saklar.

190


3. Baca tegangan dan kuat arusnya, kemudian masukkan datanya dalam tabel! 4. Ganti kawat dengan A1 dengan A2. Setelah terpasang dengan benar tutup saklar kemudian catat tegangan dan arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! Penampang kawat

V

I

V/I

A1

.....

......

.......

A2

......

......

.......

5. Bagaimana pengaruh penampang kawat pada hambatannya? ............................................................................................................................. . 6. Jika demikian, apakah penampang kawat berbanding lurus atau berbanding terbalik dengan hambatan? ............................................................................................................................. . 7. Jika penampang kawat diberi lambang A dan hambatan R, tuliskan hubungan tersebut dengan lambang-lambang yang ada! .............................................................................................................................

Percobaan 14.3 : Menyelidiki pengaruh jenis kawat terhadap hambatan kawat Alat dan bahan : kawat nikel dan kawat berbahan seng dengan panjang dan penampang sama, amperemeter, voltmeter

Langkah kerja : 1. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini!

191


2. Teliti kembali apakah rangkaian sudah benar, kemudian tutup saklar. 3. Baca tegangan dan kuat arusnya, kemudian masukkan datanya dalam tabel! 4. Ganti kawat nikel dengan kawat seng. Setelah terpasang dengan benar tutup saklar kemudian catat tegangan dan arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! Jenis kawat

V

I

V/I

Seng

.....

......

.......

Nikel

......

......

.......

5. Kawat mana yang mempunyai hambatan lebih besar? ............................................................................................................................. . 6. Pengaruh jenis kawat pada besarnya hambatan dinyatakan dengan hambatan jenis yang diberi simbol ρ. Hambatan kawat (R) sebanding dengan hambatan jenis (ρ). Jika demikian dari kedua kawat tersebut manakah yang mempunyai hambatan jenis lebih besar? ............................................................................................................................. .

192


Kesimpulan : • Secara keseluruhan faktor apa saja yang mempengaruhi hambatan kawat? ............................................................................................................................. .

• Tuliskan kembali pengaruh faktor-faktor tersebut pada hambatannya! ............................................................................................................................. . ............................................................................................................................. . ............................................................................................................................. .

• Ketiga hubungan tersebut dapat dinyatakan menjadi satu persamaan yaitu R=ρ

L A

Kegiatan 15 : Menemukan konsep rangkaian seri Perhatikan rangkaian yang terdiri dari tiga beban berikut !

L2

L1 A

B

L3 C

D

193


Bila kalian berjalan dari titik A menuju titik D, melalui L1, L2, dan L3 hanya ada satu jalan. Itu berarti L1, L2, dan L3 hanya membentuk satu jalan arus. Rangkaian yang terdiri dari dua beban atau lebih yang hanya membentuk satu jalan arus disebut rangkaian seri. Nyatakan dengan kalimat kalian sendiri pengertian rangkaian seri!

(Rangkaian seri adalah rangkaian yang terdiri dari dua beban atau lebih yang hanya membentuk satu jalan arus)

Kegiatan 16 : Menyelidiki sifat-sifat rangkaian seri Tujuan : Dapat menyimpulkan sifat-sifat rangkaian seri Alat dan bahan : Baterai, amperemeter, tiga lampu atau tiga resistor, kabel Langkah kerja : 1. Susun rangkaian berikut, sampai salah satu lampu atau semua lampu menyala. L3 L2 L1

B

A

C

D

2. Lepaskan salah satu lampu. Bagaimana lampu yang lain? ............... 3. Pasang kembali lampu. Kemudian ukur kuat arus berturut-turut I1 (antara baterai dan L1), I2 (antara L1 dan L2), I3 (antara L2 dan L3), dan I4 (antara L3 dan baterai) 4. Masukkan data dalam tabel! No. Jenis Arus Kuat arus (ampere) 1.

I1

........

194


2.

I2

........

3.

I3

.......

4.

I4

.......

5. Ukur beda potensial lampu : VAB, VBC, VCD, dan VAD. Masukkan datanya dalam tabel! No. Beda potensial

Nilai beda potensial (Volt)

1.

VAB

........

2.

VBC

........

3.

VCD

.......

4.

VAD

.......

6. Apa yang terjadi pada rangkaian bila rangkaian terputus pada salah satu bagian? .................................................................................................................................... 7. Bagaimana nilai kuat arus pada keempat tempat dalam rangkaian tersebut? .................................................................................................................................... 8. Jumlahkan nilai beda potensial VAB, VBC, VCD! .................................................................................................................................... 9. Bandingkan penjumlahan tersebut dengan VAD. Bagaimana nilainya? Sama atau jauh berbeda? .................................................................................................................................... 10. Dari percobaan di atas berikan kesimpulan tentang sifat-sifat rangkaian seri!

(Sifat-sifat rangkaian seri yaitu - Bila salah satu bagian terputus, di semua bagian lain tidak ada arus

195


-

Arus yang mengalir pada L1 mengalir pada L2 dan mengalir pada L3 serta mengalir pada setiap bagian rangkaian Jumlah beda potensial VAB, VBC, VCD sama dengan beda potensial VAD)

Kegiatan 17 : Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian seri dengan hambatan pengganti Pelajarilah penjelasan berikut ini!

(a)

(b)

Beberapa hambatan yang tersusun secara seri dapat diganti dengan sebuah hambatan pengganti. Pada gambar di atas, R1 dan R2 dapat diganti dengan hambatan pengganti Rp. Bila rangkaian diganti dengan hambatan pengganti, maka I yang mengalir pada kedua rangkaian harus sama. Bagaimanakah cara mencari nilai Rp. Untuk itu jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Pada rangkaian (a) Dengan mempelajari kembali sifat-sifat rangkaian seri pada kegiatan 16, tuliskan persamaan yang menyatakan hubungan antara Vs, VAB, dan VBC!

(Vs = VAB + VBC) 2. Dengan menggunakan hukum Ohm, tuliskan persamaan VAB dan VBC.!

( V AB = IR1 dan V BC = IR2 ) 3. Substitusikan VAB dan VBC ke dalam persamaan yang telah kalian peroleh pada nomer 1!

(Vs = VAB + VBC.

196


Vs = IR1 + IR2 Vs = I (R1 + R2) 4. Pada rangkaian (b) Dengan menggunakan hukum Ohm, tuliskan persamaan Vs!

(Vs = I Rp) 5. Carilah nilai hambatan pengganti Rp!

(I Rp = I (R1 + R2) Rp = R1 + R2) 6. Bila dalam rangkaian terdapat R1, R2, R3, sampai dengan Rn yang tersusun secara seri, bagaimana persamaan hambatan penggantinya?

(Rp = R1 + R2 + R3 +……+ Rn)

Kegiatan 18 : Menemukan konsep rangkaian paralel Perhatikan gambar di bawah ini!

Bila kalian berjalan mengikuti arus yang melalui L1, maka setelah sampai di titik cabang arus itu bercabang melalui L2 dan L3. Akan tetapi arus itu kembali bergabung di titik temu. Rangkaian yang memiliki sifat seperti itu disebut

197


rangkaian paralel. Nyatakan dengan kalimatmu sendiri pengertian rangkaian paralel!

(Rangkaian paralel adalah rangkaian yang mempunyai sifat jika arus diikuti setelah sampai pada titik cabang, arus yang mengalir akan bercabang, tetapi arus yang mengalir dalam percabangan tersebut akan kembali bertemu dititik temu)

Kegiatan 19 : Menyelidiki sifat-sifat rangkaian paralel Tujuan : Dapat menyimpulkan sifat-sifat rangkaian paralel dan hukum II Kirchhoff

Alat dan Bahan : 2 lampu senter atau 2 buah resistor, 4 baterai, kabel penghubung, voltmeter dan amperemeter

Langkah kerja : 1. Buat rangkaian seperti di bawah ini!

2. Tutup saklar. Apakah kedua lampu menyala? ................................................................................ ................................................... 3. Ambil salah satu lampu. Apakah lampu yang lain mati? ................................................................................................................................... 4. Pasang kembali lampu, kemudian ukur beda potensial lampu L1, L2, dan beda potensial titik AB seperti yang digambarkan di bawah ini !

198


5. Bagaimana nilai beda potensial di ketiga tempat tersebut? .................................................................................................................................... 6. Ukurlah kuat arus ( I ) yaitu yang masuk ke titik A, seperti pada gambar di bawah ini!

7. Ukur kuat arus yang melalui L1 dan L2!

8. Bandingkan nilai I dengan nilai ( I1 + I2 ). Bagaimana nilainya? Sama, hampir sama, atau jauh berbeda? ……………………………………………………………………………………… 9. Dari percobaan di atas, berikan kesimpulanmu! ……………………………………………………………………………………… Informasi :

199


Jika dilakukan dengan sangat teliti, maka akan didapatkan I = (I1 + I2), yang berarti jumlah arus yang melalui titik cabang sama dengan yang meninggalkan cabang. Persamaan ini disebut dengan hukum titik cabang atau hukum I Kirchhoff

Kegiatan 20 : Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian paralel dengan hambatan pengganti

(a)

(b)

Hambatan yang terangkai secara paralel juga dapat diganti dengan sebuah hambatan pengganti. Untuk mengganti beberapa hambatan dengan hambatan pengganti, arus I yang mengalir pada kedua rangkaian harus sama. Bagaimana cara menghitung nilai hambatan pengganti. Untuk itu jawablah pertanyaanpertanyaan berikut ini! 1. Pada rangkaian (a) Dengan menggunakan hukum I Kirchhoff, tuliskan persamaan yang menyatakan hubungan antara Ia, I1, I2, dan I3! .................................................................................................................................... 2. Dengan mempelajari kembali sifat-sifat rangkaian paralel pada kegiatan 19, gantilah persamaan Ia di atas dengan menggunakan hukum Ohm! .................................................................................................................................... 3. Pada rangkaian (b) Dengan menggunakan hukum Ohm carilah persamaan Ib!

200


.................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 4. Carilah persamaan hambatan penggantinya (Rp)! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 5. Bila dalam rangkaian terdapat R1, R2, R3, sampai dengan Rn yang tersusun secara paralel, bagaimana persamaan 1/Rp nya? .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 21 : Mencari hambatan pengganti pada rangkaian kombinasi. Pelajarilah penjelasan berikut ini! Rangkaian kombinasi adalah rangkaian yang merupakan kombinasi dari rangkaian seri dan rangkaian paralel. Tidak ada satu persamaan yang berlaku untuk semua kemungkinan rangkaian kombinasi. Yang berlaku adalah pada bagian yang berupa rangkaian seri: Rp = R1 + R2 + R3 + .... + Rn. Sedangkan bagian yang berupa rangkaian paralel berlaku: 1/Rp = 1/R2 + 1/R2 + 1/R3 + .... + 1/Rn. Perhatikan gambar di bawah ini, kemudian carilah nilai hambatan penggantinya!

201


Diketahui : R1, R7 = 10 ohm, dan R2, R3, R4, R5, R6 = 5 ohm Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini ! 1. Pada gambar di atas, hambatan manakah yang tersusun secara seri? Berikan alasanmu!

(hambatan yang tersusun seri yaitu R2 dengan R3 dan R5 dengan R6) 2. Jika demikian hitunglah hambatan pengganti yang tersusun seri tersebut!

(Rp1 = R2 + R3 = ( 5 + 5 ) ohm ; Rp2 = R5 + R6 = (5 + 5) ohm) 3. Gambarkan rangkaian penggantinya!

Jawaban yang diharapkan :

4. Dari gambar rangkaian di atas, adakah yang tersusun secara seri atau secara paralel? Berikan alasanmu!

(Yang tersusun secara paralel yaitu Rp1, R4, dan Rp2) 5. Hitung nilai hambatan penggantinya!

(

1 1 1 1 1 1 1 4 = + + = + + = ; Rp = 2,5 ohm ) Rp Rp1 Rp 2 R4 10 10 5 10

6. Gambarkan rangkaian penggantinya!


202


7. Dari gambar di atas adakah yang tersusun secara seri atau secara paralel? Jika demikian hitunglah nilai hambatan penggantinya?

(R1, Rp, R7 tersusun secara seri. Nilai hambatan penggantinya yaitu: Rp = R1 + Rp + R7 = (10 + 10 + 2,5) = 22,5 ohm) 8. Gambarkan rangkaian penggantinya!


9. Jadi berapakah nilai hambatan penggantinya?

(Jadi nilai hambatan penggantinya yaitu 22,5 ohm)

Kegiatan 22 : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi yang dihasilkan arus listrik Tujuan : Menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi yang dihasilkan arus listrik

Alat dan bahan : bejana, 4 buah baterai, termometer, voltmeter, kabel, termometer, stopwatch atau jam, air dingin, logam pemanas

Langkah kegiatan :

203


Percobaan 22.1 : 1. Masukkan air dingin ke dalam bejana. 2. Susun rangkaian seperti gambar di atas. Mula-mula gunakan 1 baterai 3. Sebagai persiapan tutup saklar dan amati apakah ada arus dan beda potensial dalam rangkaian. Bila ada bukalah saklar 4. Ukur suhu awal dalam bejana

5. Tutup saklar dan secara bersamaan hidupkan stopwatch 6. Setelah 1 menit, ukur kuat arus, beda potensial, dan suhu air 7. Ganti air dalam bejana dengan air dingin dengan volume yang sama dengan percobaan sebelumnya

8. Ulangi langkah 1 sampai dengan langkah 7 dengan 2 baterai, 3 baterai, dan 4 baterai

9. Tulis data pengukuranmu ke dalam tabel berikut Jumlah baterai

Tegangan (Volt)

Kuat arus (Ampere)

Suhu awal (0C)

1 2 3 4 Percobaan 22.2 :

Waktu (menit)

1 1 1 1

204

Suhu akhir (0C)

Kenaikkan suhu ∆T (0C)


Langkah kerja : 1. Masukkan air dingin ke dalam bejana 2. Susun rangkaian seperti pada gambar, dan gunakan 4 buah baterai. 3. Setiap 1 menit, catat kuat arus, beda potensial, dan suhu air. Masukkan datanya dalam tabel berikut ini! Kuat arus (ampere)

Beda potensial (Volt)

Menit ke 1 2 3 4

Waktu lamanya arus mengalir (menit) 1 1 1 1

Suhu air (0C)

Kenaikkan suhu ∆T (0C)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Dari percobaan 1, dalam waktu yang sama apa yang menentukan kenaikan suhu air?

(jumlah baterai sehingga arus yang mengalir dan beda potensialnya berbedabeda) 2. Kenaikkan suhu air dihasilkan oleh energi listrik yang diubah menjadi energi kalor. Jika demikian apa yang menentukan energi yang dihasilkan arus listrik? Bagaimana pengaruhnya?

(yang menentukan energi yang dihasilkan arus listrik pada percobaan 1 adalah besarnya tegangan dan kuat arusnya. Makin besar tegangan dan kuat arusnya makin besar pula energi yang dihasilkan) 3. Dari percobaan ke 2. Untuk kuat arus yang sama dan beda potensial yang kurang lebih sama, apa yang mempengaruhi energi yang dihasilkan arus listrik? Bagaimana pengaruhnya?

(yang mempengaruhi besarnya energi yang dihasilkan arus listrik adalah waktu. Makin lama arus mengalir, makin besar energi listrik yang dihasilkan)

205


4. Dari percobaan 1 dan 2, faktor apa saja yang menentukan besarnya energi yang dihasilkan arus listrik? Bagaimana pengaruhnya?

(besarnya energi panas yang dihasilkan aru listrik dipengaruhi oleh waktu, teganngan, dan kuat arus. Bila tegangan dan kuat arus sama, makin lama arus mengalir, makin besar energi listrik yang dihasilkan. Dalam waktu yang sama, makin tinggi tegangan dan kuat arus, makin besar pula energi yang dihasilkan)

Kegiatan 23 : Bacalah uraian berikut ini ! Pada abad ke-19 James Prescott Joule, seorang fisikawan Inggris melakukan pengukuran besarnya energi yang dihasilkan arus listrik (W) yang di ubah menjadi energi kalor (Q). Berdasarkan eksperimen yang dilakukannya, ia menyimpulkan bahwa arus listrik (I) yang dihasilkan sebanding dengan waktu lamanya arus mengalir (t). Ketiga hubungan tersebut dapat ditulis dengan satu hubungan yaitu :

W=VIt

Karena V = I R, ubahlah persamaan di atas!

(W = I2 R t) Carilah satuan energi (W)! .................................................................................................................................... Satuan energi juga disebut joule Bila energi yang dihasilkan arus listrik semuanya diubah menjadi energi kalor (Q) maka : Q = V I t Karena V = I R, ubahlah persamaan di atas!

(Q = I2 R t) Satuan energi kalor yang umumnya dipakai adalah kalori. 1 joule = 0, 24 kalori

Tugas :

206


Sebuah lampu yang hambatannya 1000 ohm dinyalakan selama 2 jam pada beda potensial 220 volt. Berapa joulekah energi listrik yang telah diubah menjadi energi kalor dan berapa kalorikah enegi panas yang dibangkitkan oleh lampu pijar tersebut?

Kegiatan 24 : Menemukan hubungan antara daya dan energi listrik Bacalah uraian berikut ini, kemudian kerjakan tugasnya ! Setiap alat yang menggunakan energi listrik, misalnya lampu, setrika, solder, mixer, hair dryer, TV, radio memiliki spesifikasi. Spesifikasi menunjukkan beda potensial dan daya yang diperlukan atau dihasilkan, dalam keadaan beroperasi normal. Lampu 220 volt-40 watt artinya bila dipasang pada beda potensial 220 volt, lampu menghasilkan daya sebesar 40 watt, dalam keadaan itu lampu menyala normal. Pompa listrik 220 volt-150 watt artinya untuk dapat beroperasi normal pompa air memerlukan sumber yang beda potensialnya 220 volt, dalam kondisi itu pompa mengkonsumsi atau menggunakan daya sebesar 150 watt. Daya atau power didefinisikan sebagai banyaknya energi yang dihasilkan persatuan waktu. Jika arus listrik menghasilkan energi W selama t detik, tuliskan persamaan daya (P)!

(P =

W ) t

Tuliskan kembali persamaan energi W pada kegiatan 23!

(W = I2 R t) Substitusikan persamaan energi W ke persamaan daya (P)!

207


(P =

I 2 Rt = I 2R ) t

Carilah satuan daya (P)! .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Latihan soal : 1.

Lampu yang hambatannya 440 ohm dinyalakan pada sumber yang beda potensialnya 220 volt. Berapa watt daya yang dikonsumsi?

.................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 2.

Dari soal nomer 2. Bila lampu menyala selama 10 jam, berapa joule energi listrik yang dipergunakan?

.................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 25 : Menemukan Konsep Hukum II Kirchhoff Lakukanlah percobaan berikut ini dengan sungguh-sungguh!

Tujuan : Dapat menemukan konsep Hukum II Kirchhoff Alat dan Bahan : 4 buah batu baterai, 2 buah resistor, kabel, voltmeter Langkah kegiatan : 1.

Buatlah rangkaian seperti dibawah ini!

208


2.

Ukur tegangan VAB, VCD, VEF, dan VGH. Ujung yang disebutkan pertama dihubungkan dengan terminal positif voltmeter. Apabila pada waktu pengukuran jarum voltmeter menyimpang kekiri, maka voltmeter perlu dibalik dan berilah tanda negatif pada nilai tegangan tersebut!

3.

4.

Masukkan datanya pada tabel dan isilah titik-titik berikut ini!

VAB

VEF

VCD = IR1

VGH = IR2

……

……

……

……

Jumlahkan VAB, VEF, IR1, dan IR2. Berapakah nilainya? ………………………………………………………………………………… ……..………………………………………………………………………....... .............................................................................................................................

Informasi : Bila percobaan dilakukan dengan menggunakan voltmeter yang sangat teliti, akan didapatkan (VAB + VCD + IR1 + IR2) = 0. Secara umum ditulis ∑V + ∑IR = 0. Persamaan ini ditemukan pertama kali oleh Kirchhoff dan diberi nama Hukum II Kirchhoff. Hukum ini dapat dipergunakan untuk mencari arus dalam rangkaian tertutup

Kegiatan 26 : Cara menentukan persamaan pada rangkaian dengan menggunakan Hukum II Kirchhoff

209


Pelajarilah uraian di bawah ini!

Pelajarilah langkah-langkah menentukan persamaaan rangkaian di bawah ini!

Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan arah arus secara bebas. Arah arus dapat dipilih searah atau berlawanan dengan arah jarum jam.

Lintasan penjumlahan diambil sama dengan arah arus

Terapkan hukum II Kirchhoff dengan ketentuan sebagai berikut :

o Bila arah I searah dengan lintasan, I diberi tanda positif (+), bila berlawanan diberi tanda negatif (-)

o Bila yang dijumpai pertama kali pada sumber titik positif, maka V sumber diberi tanda positif. Sebaliknya bila yang dijumpai pertama kali titik negatif, maka V sumber diberi tanda negatif Pada rangkaian di atas, apabila arah lintasan arus dan penjumlahan kita tentukan searah jarum jam.

210


a. Pada gambar di atas, bagaimana tandaV1, IR1, IR2, V2, dan IR3?

(V1 bertanda negatif (-), IR1 bertanda positif (+), IR2 bertanda positif (+), V2 bertanda positif (+), dan IR3 bertanda positif (+)) b. Dengan

menggunakan

hukum

II

kirchhoff,

carilah

persamaan

rangkaiannya!

( - (V1) + ( IR1) + (IR2) + (V2) + (IR3) = 0 (V2 – V1) + ( IR1) + (IR2) + (IR3) = 0 (V2 – V1) + I (R1 + R2 + R3) = 0 )

Kegiatan 27 : Menentukan kuat dan arah arus pada rangkaian sederhana/ satu loop (loop=rangkaian tertutup) Diketahui V1 = 3 volt, V2 = 12 volt, V3 = 9 volt. R1, R2, R3 = 10 ohm Tentukan kuat dan arah arus rangkaian di bawah ini!

1. Arah arus dan lintasan penjumlahan telah ditentukan searah jarum jam, bagaimana tanda V1, IR1, IR2, V2, IR3, dan V3?

(V1 bertanda negatif (-), IR1 bertanda positif (+), IR2 bertanda positif, V2 bertanda negatif (-), IR3 bertanda positif (+) dan V3 bertanda positif (+))

211


2. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan rangkaiannya dan hitunglah berapa I nya!

(- (V1) + ( IR1) + (IR2) – (V2) + ( IR3) + (V3) = 0 ( -3 V + I (10 ohm) + I (10 ohm) – (12 V) + I (10 ohm) + 9 V = 0 - (6 V) + I (30 ohm) = 0 I (30 ohm) = 6 V 6V I= = 0,2 ampere ) 30ohm 3. Positif atau negatifkah nilai I? Bila positif, maka arah arus sesuai dengan arah lintasan yang telah ditentukan. Bila negatif, maka arah arus berlawanan dengan arah yang telah ditentukan. Kalau begitu, kemanakah arah lintasannya?

(I bernilai positif, jadi arah arus searah dengan putaran jarum jam)

Latihan : Tentukan kuat arus dan arah arusnya!

Diketahui V1 = 3 volt, V2 = 12 volt, V3 = 6 volt. R1, R2, R3, R4 = 10 ohm

212


……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

Kegiatan 28 : Mencari persamaan rangkaian majemuk dua loop dengan menggunakan hukum II Kirchhoff

Langkah-langkah untuk menentukan persamaan rangkaian majemuk dua loop :

Seperti halnya pada rangkaian loop tunggal, untuk menentukan persamaan rangkaian majemuk dua loop, langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan arah arus pada kedua loop. Arah arus dapat ditentukan searah atau berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam

Lintasan penjumlahan searah dengan arah arus.

Terapkan hukum II Kirchhoff pada setiap loop dengan ketentuan seperti pada rangkaian loop tunggal pada kegiatan 28

Pada rangkaian di atas apabila arah arus ditetapkan searah dengan putaran jarum jam

213


a. Pada loop I: 1. Perhatikan R2 cabang AB pada loop I. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Jika demikian bagaimana tanda arus-arus tersebut? (Ada dua arus, yaitu I1 dan I2. Arah I1 sesuai dengan putaran jarum jam sehingga I1 bertanda positif (+). Arah I2 berlawanan dengan arah putaran jarum jam, sehingga I2 bertanda negatif (-)) 2. Bagaimana tanda I1R1, V1, I1R2, I2R2, dan V3? (I1R1 bertanda positif, V1 bertanda positif, I1R2 bertanda positif , I2R2 bertanda negatif dan V3 bertanda positif) 3. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop I!

( (I1R1) + ( V1) + (I1R2) - ( I2R2) + (V3) = 0 )

b. Pada loop II : 1. Perhatikan R2 pada cabang AB pada loop II. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Jika demikian bagaimana tanda arus-arus tersebut? (Ada dua arus, yaitu I1 dan I2. Arah I1 berlawanan dengan putaran jarum jam sehingga I1 bertanda negatif (-). Arah I2 searah dengan putaran jarum jam, sehingga I2 bertanda positif (+) 2. Bagaimana tanda V2, I2R3, V3, I2R2, dan I1R3?

214


(V2 bertanda negatif (-), I2R3 bertanda positif (+), V3 bertanda negatif (-), I2R2 bertanda positif (+) dan I1R3 bertanda negatif (-) ) 3. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop II!

( - (V2) + (I2R3) - (V3) + ( I2R2) – (I1R3) = 0 )

Kegiatan 29 : Menentukan kuat dan arah arus pada rangkaian majemuk dua loop

Diketahui : V1 = 3 volt, V2 = 6 volt, V3 = 3 volt, R1 = R2 = R3 = 10 ohm Apabila arah lintasan arus pada kedua loop dipilih searah jarum jam!

a. Pada loop I 1. Perhatikan R2 pada loop I rangkaian di atas. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Tuliskan tanda arus-arus tersebut? (Ada dua arus, yaitu I1 dan I2. Arah I1 sesuai dengan putaran jarum jam sehingga I1 bertanda positif (+). Arah I2 berlawanan dengan arah putaran jarum jam, sehingga I2 bertanda negatif (-)) 2. Bagaimana tanda I1R1, V1, I1R2, I2R2, dan V3?

215


(I1R1 bertanda positif, V1 bertanda positif, I1R2 bertanda positif , I2R2 bertanda negatif dan V3 bertanda positif) 3. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop I!

( (I1R1) + ( V1) + (I1R2) - ( I2R2) + (V3) = 0 ) (I110 ohm) + (3V) + (I110 ohm) – (I210 ohm) + (3V) = 0 (20I1) – (10I2) + (6) = 0 ) b. Pada loop II 6. Perhatikan R2 pada loop II rangkaian di atas. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Tuliskan tanda arus-arus tersebut! (Ada dua arus, yaitu I1 dan I2. Arah I1 berlawanan dengan putaran jarum jam sehingga I1 bertanda negatif (-). Arah I2 searah dengan putaran jarum jam, sehingga I2 bertanda positif (+) 7. Bagaimana tanda V2, I2R3, V3, I2R2, dan I1R3?

(V2 bertanda negatif (-), I2R3 bertanda positif (+), V3 bertanda negatif (-), I2R2 bertanda positif (+) dan I1R3 bertanda negatif (-) ) 8. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop II! ( - (V2) + (I2R3) - (V3) + ( I2R2) – (I1R3) = 0 (-6V) + (I210 ohm) – (3V) + (I210 ohm) – (I110 ohm) = 0 (20I2) – (10I1) – (9) = 0 ) 9. Eliminasikan persamaan-persamaan yang diperoleh pada loop I dan II, dan carilah nilai masing-masing I!

( (20I1) – (10I2) + (6) = 0 x2 – (10I1) + (20I2) – (9) = 0 x1 ___________________________ (40I1) – (20I2) + (12) = 0 – (10I1) + (20I2) – (9) = 0 _______________________ + 30I1 + 6 = 0 30I1 = - 6 −6 I1 = = −0,2 Ampere 30

216


(20I1) – (10I2) + (6) = 0 x1 x2 – (10I1) + (20I2) – (9) = 0 ___________________________ (20I1) – (10I2) + (6) = 0 – (20I1) + (40I2) – (18) = 0 _______________________ + 30I2 - 12 = 0 30I2 = 12 12 I2 = = 0,4 Ampere ) 30 10. Positif atau negatifkah nilai I? Bila positif, maka arah arus sesuai dengan arah lintasan yang telah ditentukan. Bila negatif, maka arah arus berlawanan dengan arah yang telah ditentukan. Jika demikian kemanakah arah lintasannya?

(I1 bertanda negatif, jadi arah arus berlawanan dengan putaran jarum jam. I2 bertanda positif, jadi arah arus searah dengan putaran jarum jam)

Latihan : Tentukan kuat dan arah arusnya! Diketahui :

V1 = 3 volt, V2 = 6 volt V3 = 3 volt, V4 = 6 volt R1, R2, R3, R4, R5, = 10 ohm

TEGANGAN DC DAN TEGANGAN AC Kegiatan 30 : Membedakan tegangan DC dan tegangan AC Lakukanlah percobaan ini dengan sungguh-sungguh!

Tujuan : Dapat melihat bentuk grafik tegangan Direct Current=searah (DC) dan tegangan Alternating Current=Bolak-balik (AC) pada osiloskop

Alat dan bahan : 4 buah baterai, lampu, osiloskop

217


Langkah Kegiatan : Sebelum kalian dapat melihat grafik tegangan DC dan AC dalam osiloskop, pertama kali kalian harus mengetahui dahulu bagaimana cara menggunakan osiloskop. Berikut adalah cara penggunaan osiloskop a. Sebelum osiloskop dihidupkan tombol yang ada perlu diatur sebagai berikut : 1)

Volt/Div: Pada nilai yang tertinggi, variabel volt/div pada posisi CAL

2)

Time/Div : Pada 5 ms, variabel time/div pada posisi CAL

3)

Switch AC, gnd, DC : Pada posisi AC bila untuk mengukur tegangan AC. Pada posisi DC bila untuk mengukur tegangan DC

4)

Polarity : Pada posisi Norm

5)

Mode : Pada posisi CH 1

6)

Trigger : Pada posisi Norm

7)

Slope

8)

Level : Pada posisi auto fix

9)

Sweep mode : Pada posisi auto

: Pada posisi +

10) Coupling : Pada posisi AC atau pada posisi DC 11) Source : Pada posisi Int (x-y) b. Setelah mengatur tombol-tombol di atas, tekan tombol power, maka lampu indikator akan menyala dan layar akan tampil garis. c. Dengan mengatur tombol intensity, buatlah garis-garis yang tampil di layar cukup jelas d. Dengan tombol fokus buatlah agar garisnya menjadi tajam tidak kabur

218


e. Aturah posisi garis agar berada di tengah layar, dengan mengatur tombol position horisontal dan vertikal, dan atur trace rotation f. Lakukan langkah-langkah berikut ini Percobaan 1 : Melihat grafik tegangan DC 1. Susun rangkaian seperti berikut!

2. Hubungkan terminal tegangan osiloskop dengan ujung-ujung baterai. Sebelumnya teliti kembali apakah kutub-kutubnya sudah terpasang dengan benar atau belum

3. Gambarkan grafik sesuai dengan yang ditampilkan di layar osiloskop!


219


4. Berapa nilainya? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Percobaan 2 : Melihat grafik tegangan AC 1.

Hubungkan kedua lubang stop kontak yang ada di laboratorium ke terminal osiloskop. Pemasangan kabel terminal osiloskop tidak memperhatikan polaritas titiknya. Jadi pemasangannya sembarang

2.

Gambarkan grafik sesuai dengan tampilan yang ada di layar osiloskop!


220


3.

Berapa nilainya? Catatan : Nilainya adalah tinggi dari puncak atas dan puncak bawah grafik ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………

Grafik pada percobaan 1 adalah tampilan tegangan DC dan pada percobaan 2 adalah tampilan grafik tegangan AC. Dari kedua percobaan tersebut, berikan kesimpulanmu! ...…………….……………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

Tugas : 1. Carilah contoh sebanyak-banyaknya peralatan yang menggunakan suplai listrik DC dan AC! 2. Apa yang dimaksud dengan rectifier, apa kegunaannya dan berilah contohnya! 3. Carilah kelebihan dan kelemahan listrik DC dan AC!

221


Kegiatan 31 : Mempelajari bentuk rangkaian AC yang digunakan dalam rumah-rumah Apakah kalian pernah berpikir bagaimana rangkaian listrik dalam rumahmu? Menurutmu tersusun seri atau paralelkah rangkaian listrik dalam rumahmu? Berikan alasan atas jawabanmu! ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Di bawah ini adalah gambar dua jalur listrik dari PLN yang menuju ke rumah-rumah. Dalam rumah tersebut terdapat 3 ruangan yang di dalamnya terdapat beberapa peralatan listrik. Berdasarkan rangkaian listrik dalam rumah tangga yang telah kalian jawab pada awal kegiatan, gambarkan rangkaiannya dengan melengkapi bagan pengawatan berikut ini!

Tugas : Buatlah bagan pengawatan listrik rumahmu!

222


5. Silabus materi pokok gelombang dan optik a. Standar Kompetensi Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dan optik dalam menyelesaikan masala b. Kompetensi Dasar 1) Menganalisis sifat-sifat cahaya 2) Memformulasikan besaran-besaran fisika tentang gelombang elektromagnetik secara kualitatif c. Materi Pokok : Gelombang dan Optik d. Identifikasi konsep Tabel 3.23 Identifikasi konsep materi pokok gelombang dan optik

KD 1

Indikator 1.1. Menunjukkan percobaanpercobaan yang mendukung atau melemahkan teori-teori Newton, Huygens, dan Maxwell 1.2. Menggunakan persamaan tentang optika geometrik untuk menyelesaikan masalah peralatan optik

Konsep Esensial A. Sifat-sifat gelombang cahaya 1. Teori emisi Newton atau teori partikel 2. Teori gelombang Huygens 3. Teori gelombang elektromagnetik Maxwell B. Optika Geometrik 1. Pemantulan cahaya a. Pemantulan pada cermin datar b. Pemantulan pada cermin lengkung (cermin cembung dan cekung) 2. Pembiasan cahaya 3. Indeks bias medium 4. Lensa cembung dan cekung 5. Peralatan optik a. Mata b. Kacamata c. Lup d. Mikroskop e. Kamera

223


2

2.1.Mencari dan menelusuri C. Gelombang Elektromagnetik literatur tentang gelombang a) Rentang spektrum gelombang elektromagnetik elektromagnetik b) Karakteristik gelombang 2.2.Mengelompokkan berbagai gelombang elektromagnetik c) Penerapan gelombang elektromagnetik di dalam spektrum tersebut elektromagnetik dalam 2.3.Menjelaskan contoh dan kehidupan sehari-hari penerapan masing-masing gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari e. Uraian Materi Gelombang dan Optik

1) Sifat-sifat Cahaya Kita dapat melihat benda bila ada cahaya mengenai benda tersebut. Benda akan memantulkan sebagian atau seluruh cahaya yang mengenainya. Sebagian cahaya yang dipantulkan masuk ke dalam mata kita, sehingga menyebabkan indra penglihatan kita mampu melihat benda itu. Untuk mengetahui lebih jelas mengenai sifat sifat cahaya, berikut adalah beberapa teori mengenai cahaya. a) Teori Emisi Newton atau Teori Partikel Teori ini menyatakan bahwa cahaya terdiri atas partikel-partikel yang sangat kecil, yang dipancarkan oleh sumber cahaya dengan kecepatan yang sangat tinggi. Apabila partikel-partikel tersebut mengenai mata kita, maka orang itu akan mendapat kesan melihat sumber cahaya itu. Teori Newton mampu menjelaskan peristiwa perambatan lurus cahaya, peristiwa refleksi (pemantulan), dan refraksi (pembiasan) cahaya. Bukti bahwa cahaya merambat lurus misalnya cahaya matahari yang masuk ke dalam rumah melalui lubang dinding atau jendela, tampak lurus. Teori ini menentang teori gelombang dengan alasan bahwa

224


gelombang tidak dapat berjalan lurus. Contohnya gelombang bunyi masih dapat didengar dari balik penghalang. Newton juga menganggap bahwa jika partikel cahaya merambat dari medium yang kurang rapat ke medium yang lebih rapat, misalnya dari udara menuju ke air, maka berdasarkan hukum kekekalan momentum kecepatannya akan bertamabah besar karena ada tambahan gaya tarik menarik antara partikel cahaya dan partikel medium. Setelah itu, seorang ahli fisika Perancis Jean Focault mendemonstrasikan hasil pengukuran kecepatan cahaya pada beberapa medium dan mendapatkan bahwa kecepatan cahaya di dalam air lebih kecil daripada kecepatan di udara. Kecepatan cahaya di udara merupakan kecepatan cahaya yang paling besar. Sejak saat itu, teori emisi Newton mulai diragukan. b) Teori Gelombang Huygens Menurut Cristian Huygens, pada dasarnya cahaya sama dengan bunyi. Perbedaannya terletak pada frekuensi dan panjang gelombangnya. Perambatan cahaya memerlukan medium seperti halnya bunyi. Sebagai medium perambatan cahaya, Huygens memperkenalkan zat hipotek yang disebut eter alam. Eter alam ini mengisi ruang antar planet dan bintang-bintang meskipun hampa udara. Huygens dapat menjelaskan peristiwa pemantulan dan pembiasan dengan asumsi cahaya berjalan lebih lambat di dalam kaca atau air daripada di udara, namun tidak dapat menjelaskan perambatan lurus cahaya. Untuk memahami konsep teori gelombang, tinjaulah gelombang permukaan air pada waktu sebuah batu dijatuhkan ke dalam kolam tersebut.

225


Gelombang ini akan merambat dari titik tempat batu jatuh menuju pinggir kolam. Walaupun batu sudah sampai ke dasar kolam namun gelombang permukaan air terus merambat. Gejala ini menunjukkan bahwa titik-titik pada muka gelombang merupakan sumber gelombang sehingga gelombang permukaan air dapat bertahan cukup lama. Huygens memahami peristiwa ini sebagai sebuah aspek dasar tentang gejala gelombang dan ia membuat sebuah metode untuk mendapatkan mode gelombang tersebut. Menurut Huygens, setiap titik pada sebuah muka gelombang dapat dianggap sebagai sebuah sumber gelombang baru. Arah rambat muka gelombang tersebut selalu tegak lurus muka gelombang yang bersangkutan. Untuk gelombang lingkaran, muka gelombangnya berupa garis lurus. Teori huygens ini dapat menjelaskan peristiwa pemantulan dan pembiasan cahaya dengan sangat memuaskan sehingga mendapat dukungan yang sangat luas. Teori ini juga dapat menjelasakan terjadinya peristiwa interferensi dan difraksi cahaya. Pada pembahasan tentang pembiasan, teori gelombang mendapatkan bahwa kecepatan cahaya di dalam medium lebih rapat lebih kecil daripada kecepatan cahaya di dalam medium kurang rapat. Namun teori gelombang Huygens mendapat kesulitan untuk menjelaskan tentang perambatan cahaya berupa garis lurus. Teori inilah yang menyebabkan Newton tidak setuju dengan teori gelombang. c) Teori Gelombang Elektromagnetik Maxwell James Clerk Maxwell, memplubikasikan teori matematisnya tentang elektromagnetime. Maxwell mempelajari listrik dan magnet dan menemukan empat persamaan matematika, yang dikenal dengan persamaan maxwell.

226


Persamaan ini memberikan uraian menyeluruh tentang hubungan antara medan listrik dan medan magnetik. Secara kualitatif keempat persamaan tersebut adalah sebagai berikut: (1) Medan listrik memancar dari muatan listrik (2) Tidak ada kutub-kutub magnetik yang terpisah (3) Medan listrik dihasilkan oleh perubahan-perubahan medan magnetik (4) Medan-medan magnetik melingkar dihasilkan oleh perubahan-perubahan medan listrik dan oleh arus-arus listrik Maxwell memprediksikan keberadaan gelombang-gelombang elektromagnetik dengan frekuensi sama dengan frekuensi menguat dan melemahnya medan elektromagnetik. Setelah dihitung dengan hukum-hukum kelistrikan dan kemagnetan dihasilkan besaran cepat rambat gelombang elektromagnetik yaitu 3 x 108 m/s. Nilai ini sama dengan cepat rambat cahaya. Dalam mengungkapkan teorinya ini Maxwell tetap terpengaruh oleh hipotesa eter. Jadi

dapat

disimpulkan

bahwa

cahaya

merupakan

gelombang

elektromagnetik. Pernyataan ini diperkuat oleh: (1) Heinrich

Rudolph

Hertz

yang

membuktikan

bahwa

gelombang

elektromagnetik merupakan gelombang transversal, sesuai dengan kenyataan bahwa cahaya merupakan gelombang transversal yang dapat dibuktikan dengan peristiwa polarisasi. (2) Pieter Zeeman yang membuktikan dengan percobaan bahwa berkas cahaya dipengaruhi oleh medan listrik

227


(3) Yohanes Stark yang membuktikan dengan percobaan bahwa berkas cahaya dipengaruhi oleh medan listrik yang sangat kuat. Kelemahan dari teori ini yaitu tidak dapat menjelaskan terjadinya gejala fotolistrik. Gejala fotolistrik akan dipelajari di kelas XII. Meskipun hipotesa eter kelak terbukti gagal namun persamaan Maxwell tetap berlaku hingga sekarang.

2) Optika Geometrik Optika geometrik adalah cabang ilmu pengetahuan cahaya yang membicarakan tentang perambatannya. Atau ilmu pengetahuan cahaya yang membicarakan sinar-sinar yang merambat menurut garis lurus dalam medium yang serba sama a) Pemantulan pada cermin datar Sinar yang jatuh pada permukaan yang rata atau halus misalnya kaca atau cermin akan mengalami pemantulan sempurna atau teratur. Sebaliknya sinar yang jatuh pada permukaan yang kasar misalnya permukaan tanah, akan dipantulkan secara baur atau difus. Sinar yang jatuh pada cermin datar akan dipantulkan secara sempurna, sesuai dengan hukum pemantulan berikut ini (1) Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar (2) Besar sudut datang sama dengan sudut pantul (α = β)

228


α β

Gambar 3.22 Pemantulan pada cermin datar

Bayangan yang dibentuk oleh cermin datar adalah maya dan simetris yaitu mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: (1) Jarak bayangan ke cermin (s’) sama dengan jarak benda ke cermin (s) (2) Bayangan dibentuk oleh perpotongan dari perpanjangan sinar-sinar pantul dan berada di belakang cermin (jarak bayangan ke cermin bertanda negatif) (3) Bayangan atau bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar (4) Tinggi/besar bayangan sama dengan tinggi/besar benda (5) Letak bayangan tegak (6) Bayangan berhadapan dengan bendanya, tetapi saling berkebalikkan b) Pemantulan cahaya pada cermin cekung Cermin cekung bersifat mengumpulkan sinar (konvergen), artinya sinarsinar sejajar yang jatuh pada permukaan cermin dipantulkan ke satu titik yang disebut titik api atau titik fokus (F)

229


Gambar 3.23 Sifat konvergen cermin cekung

Pada cermin cekung terdapat tiga sinar istimewa yaitu (1) Sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan melalui titik fokus

(2) Sinar datang melalui titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu utama

(3) Sinar datang melalui titik pusat kelengkungan cermin, dipantulkan kembali melalui titik tersebut

Untuk melukiskan bayangan pada cermin cekung, minimal diperlukan dua buah sinar istimewa.

230


Gambar3. 24 Pembentukkan bayangan pada cermin cekung

Sifat bayangan yang dibentuk oleh permukaan cermin cekung bergantung dari letak atau jarak benda terhadap cermin Tabel 3.24 Sifat bayangan cermin cekung Letak bayangan Sifat bayangan Di depan C Nyata, terbalik, diperkecil Di titik C Nyata, terbalik, sama besar Di antara O dan C Nyata, terbalik, diperbesar Di antara O dan F Maya, tegak, diperbesar Di titik F Tidak terbentuk bayangan c)

Cermin Cembung Cermin cembung bersifat memancarkan sinar (divergen), yaitu sinar-sinar

sejajar yang jatuh ke permukaan cermin cembung dipantulkan seolah-olah berasal dari titik api utama atau titik fokus (F).

Gambar 3.25 Sifat divergen cermin cembung

Seperti halnya cermin cekung, cermin cembung juga memiliki sinar istimewa yaitu sebagai berikut :

231


(1) Sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus

(2) Sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama

(3) Sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik kelengkungan cermin

Untuk melukis bayangan pada cermin cembung, diperlukan minimal dua sinar istimewa.

232


Bayangan yang dibentuk cermin cembung selalu bersifat maya, tegak, dan diperkecil. Dengan sifat tersebut cermin cembung banyak digunakan sebagai kaca spion kendaraan. d) Persamaan pada cermin lengkung Hubungan antara jarak benda s, jarak bayangan s’, dan titik fokus dapat dinyatakan dengan persamaan seperti di bawah ini

sf 1 1 1 2 1 1 atau atau s' = = + = + R s s' f s s' s− f Perbesaran bayangan :

M =

s' h' = s h

Jari jari kelengkungan R dan jarak fokus untuk cermin cekung bernilai positif. Sedangkan pada cermin cembung f dan R bernilai negatif. Jarak benda s, jarak bayangan s’, diberi tanda positif untuk benda dan bayangan nyata dan negatif untuk benda dan bayangan maya Perbesaran bayangan :

M = e)

s' h' = s h

Pembiasan cahaya Pembiasan adalah peristiwa pembelokkan cahaya ketika cahaya mengenai

bidang batas antara dua medium. Pembelokkan cahaya pada dua medium yang kerapatannya berbeda disebabkan oleh perbedaan kecepatan cahaya di kedua medium tersebut. Semakin rapat medium, kecepatan cahayanya semakin kecil

233


(1) Hukum Snellius tentang pembiasan (a) Hukum I Snellius : Sinar datang, sinar bias, dan garis normal terletak pada satu bidang datar (b) Hukum II Snellius : Sinar datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, sinar akan dibelokkan mendekati garis normal. Sinar datang dari medium lebih rapat ke medium kurang rapat akan dibelokkan menjauhi garis normal (2) Indeks bias medium Indeks bias medium adalah kemampuan medium untuk membiaskan cahaya yang melaluinya.

Sin (iu)

Sin (rm) Persamaan indeks bias medium yaitu nmu =

Sin(iu ) . Indeks bias medium Sin(rm )

selalu di bandingkan dengan udara. Sebagai contoh indeks bias kaca terhadap udara ditulis dengan nku. k atau kaca menyatakan tempat sinar dibiaskan dan u atau udara menyatakan tempat datangnya sinar. nku dapat ditulis dengan

nk . nu

Karena indeks bias udara nilainya 1, selanjutnya nku ditulis nk saja. Contoh nk = 1,5 artinya indeks bias kaca terhadap udara adalah 1,5.

234


(3) Indeks bias medium 1 terhadap medium 2 dan sebaliknya (a) Jika sinar datang dari medium 1 ke medium 2, persamaan indeks biasnya yaitu

n 21 =

sin(i 1 ) sin(r2 )

(b) Jika sinar datang dari medium 2 ke medium 1, persamaan indeks biasnya yaitu

n 12 = f)

sin(i 2 ) sin( r1 )

Lensa cekung Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 3.26 Bentuk-bentuk lensa cekung

Sifat lensa cekung adalah divergen atau meyebarkan sinar. Karena itu sering disebut dengan lensa negatif

235


Gambar 3.27 Bagian-bagian lensa cekung

Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung : (1) Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus

236


(2) Sinar yang datang menuju titik fokus akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama

(3) Sinar yang datang melalui titik pusat optik, tidak dibiaskan

Untuk melukis bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung diperlukan paling sedikit dua buah sinar istimewa. Berikut adalah contohnya :

237


g) Lensa cembung Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar 3.28 Bentuk-bentuk lensa cembung

Sifat lensa cembung adalah divergen yaitu mengumpulkan sinar. Oleh karena itu sering disebut lensa positif.

Gambar 3.29 Bagian-bagian lensa cembung

238


Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung : (1) Sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus

(2) Sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama

(3) Sinar datang melalui titik pusat lensa (O) diteruskan tanpa membias

Untuk melukis bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung diperlukan paling sedikit dua buah sinar istimewa. Berikut adalah contohnya

239


Hubungan jarak benda (s), jarak bayangan (s’), dan jarak fokus (f) pada lensa persamaannya yaitu 1 1 1 sf atau s' = = + f −s f s s' Karena titik fokus (F) dan bayangan (s’) pada lensa cekung bersifat maya, maka jarak fokus (f) dan jarak bayangan (s’) pada lensa cekung bernilai negatif h) Kuat Lensa (P)

Kuat lensa menggambarkan kemampuan lensa untuk membelokkan sinar. Pada gambar lensa cembung di atas, lensa pada gambar (a) kemampuan mengumpulkan sinarnya lebih besar karena jarak fokusnya (f) lebih kecil daripada lensa pada gambar (b). Hal ini berlaku pula untuk lensa cekung. Kuat lensa didefinisikan sebagai kebalikan jarak fokus. Persamaannya yaitu P =

1 . P adalah kuat lensa dan f adalah jarak fokus. f

240


Untuk lensa cembung, kuat lensanya bernilai positif. Sedangkan kekuatan lensa cekung bernilai negatif. Satuan lensa adalah dioptri. Lensa dikatakan mempunyai kuat lensa 1 dioptri bila jarak fokusnya 1 m. Jadi

1 = 1 Dioptri 1m

3) Peralatan optik a)

Mata

(1) Bagian-bagian mata dan fungsinya :

Gambar 3.30 Bagian-bagian mata

Fungsi bagian-bagian mata : (a) Kornea merupakan bagian mata yang keras, berfungsi untuk melindungi bagian mata yang lunak dan sensitif (b) Pupil adalah celah berbentuk lingkaran yang berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam mata (c) Iris adalah selaput berwarna hitam atau biru, yang berfungsi mengatur ukuran pupil

241


(d) Lensa berfungsi membiaskan sinar yang berasal dari benda kemudian dibentuk bayangan pada retina (e) Aqueous humor adalah cairan di dalam bola mata, berfungsi untuk membiaskan cahaya ke dalam mata (f)

Vitreous humor adalah cairan di dalam bola mata, membentuk sistem lensa dengan lensa mata dan berfungsi meneruskan cahaya dari obyek ke retina

(g) Retina berfungsi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan atau obyek yang dilihat. Retina merupakan bagian mata yang penuh saraf-saraf mata yang sangat peka terhadap cahaya. (h) Otot siliar berfungsi untuk mengatur lensa. Jika mata melihat benda sangat jauh otot siliar mengendur penuh sehingga lensa mata menjadi pipih. Jika mata melihat benda dekat, otot siliar menegang sehingga lensa mata menjadi lebih cembung (i)

Saraf optik berfungsi untuk mengirimkan rangsangan ke otak.

(2) Daya akomodasi mata Sifat bayangan yang terbentuk pada retina yaitu nyata, terbalik, diperkecil. Jarak bayangan tetap, karena jarak antara lensa mata dan retina sebagai layar tetap. Jarak bayangan tetap tetapi mata kita dapat melihat benda yang jauhnya berbeda-beda karena lensa mata dapat mengatur kelengkungan lensa sehingga dapat mengatur jarak fokusnya. Jika mula-mula melihat benda yang dekat, kemudian melihat benda yang jauh, supaya dapat melihat dengan jelas keadaan lensa matanya berubah menjadi lebih pipih. Jika mula-mula melihat benda yang jauh, kemudian melihat benda yang dekat keadaan lensa matanya berubah

242


menjadi lebih cembung. Kemampuan lensa mata untuk berubah itu disebut dengan daya akomodasi mata. Jadi daya akomodasi mata adalah kemampuan lensa mata untuk mengubah tingkat kecembungan lensa mata, sehingga jarak fokusya berubah. (3) Titik dekat dan titik jauh Titik dekat mata adalah jarak benda paling dekat yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas. Titik jauh adalah jarak paling jauh yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas. (4) Rabun jauh Bayangan benda pada orang yang mengalami rabun jauh jatuh di depan retina. Jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata orang yang mengalami rabun jauh itu!

Gambar 3.31 Jalan sinar yang masuk ke mata orang yang rabun jauh

Orang yang mempunyai penglihatan normal, titik jauhnya berada sangat jauh atau sering disebut di tak berhingga. Bila seseorang mempunyai titik jauh pada jarak tertentu akibatnya orang tersebut tidak bisa melihat benda-benda yang letaknya sangat jauh dengan jelas. Jika sebuah benda diletakkan lebih jauh dari titik jauhnya maka akibatnya benda tersebut tidak bisa terlihat dengan jelas. Orang yang mengalami gangguan penglihatan demikian disebut dengan rabun jauh. Jadi rabun jauh adalah gangguan penglihatan dimana orang tersebut tidak bisa melihat

243


benda yang letaknya jauh dengan jelas karena titik jauhnya terlalu dekat atau berada pada jarak tertentu. (5) Rabun dekat Orang yang mengalami rabun dekat bayangan benda yang dilihatnya jatuh di belakang retina sehingga bayangan tidak dapat terlihat dengan jelas. Jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata orang yang mengalami rabun dekat!

Gambar 3.32 Jalan sinar yang masuk ke mata orang yang rabun dekat

Orang yang mempunyai penglihatan normal titik dekatnya kurang lebih 25 cm. Bila seseorang mempunyai titik dekat pada jarak tertentu akibatnya orang tersebut tidak bisa melihat benda yang terletak pada titik dekat orang normal dengan jelas. Jika seseorang mempunyai titik dekat pada jarak tertentu, akibatnya bila sebuah benda diletakkan di titik dekat orang yang mempunyai penglihatan normal tidak bisa dilihat

dengan jelas. Orang yang mengalami gangguan

penglihatan seperti itu disebut dengan rabun dekat. Rabun dekat adalah gangguan penglihatan dimana orang tersebut tidak bisa melihat benda yang terletak di titik dekat orang normal dengan jelas karena titik dekatnya berada pada jarak tertentu atau titik dekatnya terlalu jauh.

244


b) Kacamata (1) Kacamata bagi orang yang rabun jauh Pada orang yang rabun jauh bayangan jatuh di depan retina. Supaya dapat melihat dengan jelas, bayangan harus jatuh tepat di retina. Agar bayangan dapat jatuh di retina, bayangan harus digeser maju ke arah retina. Untuk menggeser bayangan sinar yang masuk ke lensa mata harus di buat menyebar, sehingga bayangannya dapat bergeser maju dan jatuh tepat pada retina) Lensa mempunyai sifat menyebarkan sinar lensa cekung. Jadi agar bayangan dapat jatuh di retina diperlukan kaca mata cekung. Jalannya sinar datang dan sinar bias yang masuk ke mata setelah memakai kacamata yaitu

Gambar 3.33 Jalannya sinar orang yang rabun jauh setelah memakai kacamata

(2) Kacamata orang yang rabun dekat Bayangan benda pada orang yang rabun dekat jatuh di belakang retina. Supaya dapat melihat dengan jelas, bayangannya harus jatuh tepat di retina. Agar bayangan dapat jatuh di retina, bayangannya harus di geser digeser mundur ke arah retina. Untuk menggesernya sinar yang masuk ke lensa mata harus di buat lebih mengumpul, sehingga bayangannya dapat bergeser mundur dan jatuh tepat pada retina. Lensa yang mempunyai sifat mengumpulkan sinar lensa cembung. Jadi agar bayangan dapat jatuh di retina diperlukan kaca mata cembung

245


Jalannya sinar datang dan sinar bias yang masuk ke mata setelah memakai kacamata yaitu

Gambar 3.34 Jalan sinar orang yang rabun dekat setelah memakai kacamata

c)

Lup

Lup adalah lensa cembung dan berfungsi untuk memperbesar bayangan benda (1) Perbesaran bayangan pada lensa :

Pada segitiga di atas, berlaku perbandingan

AB AC BC = = DE DC EC

Berdasarkan gambar perbesaran bayangan di atas, berlaku

h' s ' A' B' A' O = = = h s AB AO

246


Perbandingan antara tinggi bayangan (h’) dengan tinggi benda (h) atau perbandingan jarak bayangan (s’) dengan jarak benda (s’) disebut dengan perbesaran bayangan. Persamaan perbesaran bayangan yaitu M =

h' s' = . h s

(2) Persamaan umum perbesaran angular lup (lensa cembung)

A' B' tan β A' B' = d = AB tan α AB d Perbandingan antara sudut penglihatan bayangan dengan menggunakan alat optik (β), dengan sudut penglihatan tanpa menggunakan alat optik (α) disebut dengan perbesaran angular (Ma). Persamaan umum perbesaran angular lup yaitu Ma =

β A' B' = α AB

(3) Persamaan perbesaran angular lup untuk mata berakomodasi maksimum Agar dapat melihat bayangan benda dengan jelas pada saat mata dalam keadaan berakomodasi maksimum, bayangan yang dihasilkan lup harus terbentuk di titik dekat. Gambar pembentukkan bayangan oleh lup untuk mata yang berakomodasi maksimum. d = titik dekat

247


Bila tidak menggunakan lup, letak benda paling dekat agar benda tersebut dapat dilihat dengan jelas oleh mata yaitu benda harus terletak di titik dekatnya. Gambar benda yang dilihat oleh mata tanpa lup. d untuk titik dekatnya

Persamaan perbesaran angularnya yaitu : A' B' A' B' s ' A' B' , Ma = = Ma = d = AB AB AB s d Jarak bayangan, d nilainya negatif karena bayangannya maya. Dengan menggunakan persamaan lensa persamaan jarak benda yaitu 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 , − =− + , = + , = + = + f s s' f s −d s f −d s f d 1 d f d+ f df = + = , s= , s df df df d+ f Persamaan perbesaran angular lup untuk mata yang berakomodasi maksimum yaitu :

Ma =

248

s' s


Ma =

 d + f )  − dd − df −d d d  = = −d  + = − −1 = +1 df df df f f  df  d+ f

(4) Persamaan perbesaran angular lup untuk mata tidak berakomodasi Ketika melihat benda dengan menggunakan lup agar mata tidak cepat lelah maka mata tidak perlu berakomodasi. Agar dapat melihat bayangan benda dengan jelas pada saat mata dalam keadaan tidak berakomodasi, bayangan yang dihasilkan lup harus bayangan harus terbentuk di titik jauh. Letak titik jauh orang yang mempunyai penglihatan normal sangat jauh atau jauh tak berhingga. Agar dihasilkan bayangan di tak berhingga benda harus diletakkan di titik fokus (F).

Jika tidak menggunakan lup, letak benda paling dekat dengan mata harus berada, agar benda tersebut dapat dilihat dengan jelas oleh mata yaitu di titik dekatnya d untuk titik dekatnya

persamaan perbesaran angular untuk mata yang tidak berakomodasi yaitu

AB d β f = Ma = = α AB f d

249


d) Mikroskop

1 lensa okuler; 2 makrometer (pemutar kasar); 3 mikrometer (pemutar halus); 4 revolver; 5 lensa obyektif; 6 pegangan; 7 meja preparat; 8 penjepit preparat; 9 diafragma; 10 cermin.

Fungsi setiap bagian mikroskop yaitu: 1 = Lensa okuler berfungsi untuk memperbesar bayangan. Biasanya terdapat dua buah dengan perbesaran 5 kali dan 10 kali; 2 = Lensa obyektif berfungsi untuk memperbesar bayangan. Biasanya terdapat tiga buah dengan perbesaran masing-masing 10 kali, 45 kali, dan 100 kali; 3 = Cermin digunakan untuk menerima dan mengarahkan cahaya matahari atau cahaya lampu menuju obyek; 4 = Diafragma berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang mengenai preparat; 5 = Revolver adalah alat pembawa dan pemutar lensa obyektif. Revolver dapat diputar hingga perbesaran lensa yang diinginkan berada pada posisi yang diinginkan;

250


6 = Kaki atau pegangan berfungsi untuk menyangga bagian optik; 7 = Meja preparat digunakan untuk meletakkan preparat yang akan diamati; 8 = Makrometer digunakan untuk menggerakkan lensa obyektif dan lensa okuler untuk mengatur fokusnya; 9 = Mikrometer berfungsi untuk mempertajam optik. Persamaan perbesaran mikroskop : (1) Persamaan perbesaran lensa obyektif untuk mata berakomodasi maksimum yaitu h' s' M ob = ob = ob hob sob (2) Persamaan perbesaran angular lensa okuler mikroskop untuk mata berakomodasi maksimum

M ok =

d +1 f ok

(3) Persamaan perbesaran angular lensa okuler mikroskop untuk mata tidak berakomodasi AB f d Mok = ok = AB f ok d Perbesaran total mikroskop adalah hasil kali perbesaran lensa objektif dengan perbesaran lensa okuler. Kalau demikian bagaimanakah persamaan perbesaran total mikroskop untuk :

(1) Mata berakomodasi maksimum

M =

s' ob d ×( + 1) sob f ok

251


(2) Mata tidak berakomodasi

M = e)

s' ob d ×( ) sob f ok

Kamera

Bagian-bagian kamera :

Fungsi setiap bagian-bagian kamera : 1 = lensa berfungsi untuk mengatur jarak bayangan yaitu jarak antara film dengan lensa dengan cara menggerak-gerakkan lensa kameranya; 2 = diafragma berfungsi untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk ke kamera; 3 = Film berfungsi menangkap bayangan Perbedaan antara kamera dan mata yaitu kamera dan mata memfokuskan bayangan benda dengan akomodasi mata yaitu kemampuan lensa mata untuk mencembung dan memipihkan lensa matanya, sedangkan kamera memfokuskan bayangannya dengan memaju-mundurkan lensa kameranya. Yang berfungsi mengatur intensitas cahaya yang masuk pada mata adalah pupil, sedangkan kamera adalah diafragma. tempat jatuhnya bayangan benda pada mata mata adalah pada retina, sedangkan pada kamera bayangan benda jatuh pada pelat film.

252


4) Gelombang Elektromagnetik a) Rentang spektrum gelombang elektromagnetik

Berdasarkan gambar tersebut, urutan rentang spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi tertinggi ke frekuensi yang terendah yaitu a. Sinar gamma; b. Sinar X; c. Sinar ultraviolet; d. Cahaya tampak; e. Sinar inframerah; f. Gelombang mikro; g. Gelombang radio. Semua gelombang elektromagnetik merambat dalam vakum dengan cepat rambat yang sama yaitu c = 3 x 108 m/s. Untuk semua gelombang elektromagnetik yang merambat dalam vakum, berlaku persamaan dasar gelombang yaitu c=λf Dengan : c = 3 x 108 m/s (cepat rambat gelombang elektromagnetik)

λ = panjang gelombang (m) f = frekuensi gelombang (Hz) (1) Sinar gamma

253

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Sinar gamma mempunyai frekuensi dalam daerah antara 1020 Hz sampai 1025 Hz atau panjang gelombang antara 10-15 cm sampai 10-10 cm. Daya tembusnya besar sekali, dapat menembus pelat timbal atau pelat besi yang tebalnya beberapa sentimeter. Daya tembus sangat besar ini menyebabkan egfek yang serius jika diserap oleh jaringan hidup. Tingkat radiasinya dipantau oleh tabung Geiger Muller. Sinar gamma berfungsi untuk memeriksa cacat-cacat pada logam (2) Sinar X Sinar-X mempunyai daerah frekuensi antara 1016 Hz – 1020 Hz. Panjang gelombangnya sangat pendek yaitu 10-10 cm – 10-6 cm. Karena panjang gelombangnya sangat pendek, maka sinar-X memiliki daya tembus yang kuat. Daya tembusnya bergantung frekuensi, makin tinggi frekuensi makin kuat daya tembusnya. Juga bergantung pada jenis bahan yang ditembusnya. Sinar X ditemukan oleh Wilhelm K. Rontgen (1845-1923). Kegunaan sinar-X yaitu (a) Mengetahui cacat-cacat pada logam, khususnya bagian-bagian yang disambung bersama oleh proses pengelasan (b) Menyelidiki barang-barang bawaan ketika berada di terminal bandara (c) Mengetahui

bagian

dalam

tubuh

manusia

dengan

sinar-X

tanpa

membedahnya (3) Sinar ultraviolet Sinar ultraviolet mempunyai frekuensi dalam daerah 1015 Hz – 1016 Hz atau dalam panjang daerah panjang gelombang 10-8 cm – 10-7 cm. Sinar

254


ultraviolet dihasilkan oleh atom atau molekul dalam nyala listrik. Energi sinar ultraviolet kira-kira sama dengan energi yang diperlukan untuk reaksi kimia. Sinar ultraviolet dapat memendarkan barium platina sianida dan menghitamkan pelat foto yang berlapis perak bromida. Juga menghasilkan vitamin D yang diperlukan untuk tulang dan membunuh bakteri dan virus pada peralatan pembedahan pada ruang operasi di rumah sakit. (4) Cahaya tampak Cahaya tampak sebagai radiasi gelombang elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi bergantung pada warnanya, mulai dari panjang gelombang kira-kira 4 x 10-7 m untuk cahaya violet sampai 7 x 10-7 m untuk warna merah. Salah satu penggunaan sinar ultraviolet dalam penggunaan cahaya (sinar laser) dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran (5) Sinar inframerah Sinar inframerah meliputi frekuensi 1011 Hz – 1014 Hz atau daerah panjang gelombang 10-4 cm – 10-1 cm. Jika kita memeriksa spektrum yang dihasilkan oleh sebuah lampu pijar dengan detektor yang dihubungkan pada miliamperemeter, maka jarum amperemeter sedikit di atas ujung spektrum merah. Sinar yang tidak dapat dilihat tetapi dapat dideteksi di atas spektrum merah itu disebut radiasi inframerah. Funsi sinar inframerah yaitu mendeteksi tumbuh-tumbuhan yang tumbuh di bumi secara terinci, diagnosis kesehatan, remote control pada televisi

255


dan peralatan elektronik lainnya, pemanas listrik dalam rumah tangga, dan mengeringkan cat mobil dengan cepat. (6) Gelombang mikro Gelombang mikro adalah gelombang radio dengan frekuensi tinggi (super

high frequensy), yaitu di atas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Gelombang ini dimanfaatkan untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis dalam oven microwave, pesawat radar untuk mecari jejak sebuah benda, dan untuk mengirimkan gambar dalam siaran langsung televisi. (7) Gelombang radio Gelombang radio dikelompokkan menurut panjang gelombang atau frekuensi. Jika panjang gelombang tinggi, maka frekuensinya rendah atau sebaliknya. Frekuensi gelombang radio mulai 30 kHz ke atas. Berikut adalah pengelompokkan gelombang radio dan beberapa penggunaannya Tabel 3.25 Pengelompokkan gelombang radio dan kegunaannya Lebar frekuensi Low (LF) 30 kHz – 300 kHz Medium (MF) 300 kHz – 3 MHz High (HF)

Panjang gelombang Long wave 1500 m Medium wave 300 m Short wave

3 MHz – 30 MHz

30 m

Very high (VHF)

Very short wave

30 MHz – 300 MHz Ultrahigh (UHF)

3m Ultra short wave

256

Penggunaan Radio gelombang panjang dan komunikasi melalui jarak jauh Gelombang medium lokal dan radio jarak jauh Radio gelombang pendek dan komunikasi, radio amatir, dan CB Radio FM, polisi, dan pelayanan darurat TV (jalur 4, 5)


300 MHz – 3 GHz

30 cm

Super high (SHF)

Microwave

Di atas 3 GHz

3 cm

Radar, komunikasi satelit, telepon, dan saluran TV

f. Rancangan Pembelajaran Tabel 3.26 Rancangan pembelajaran materi pokok gelombang dan optik Indikator Pengalaman Belajar Siswa Kerja Ilmiah yang Terintegrasi 1. Menunjukkan 20. Mencari sendiri 1. Merumuskan tujuan percobaanliteratur mengenai penelitian percobaan yang teori-teori cahaya 2. Menetapkan variabel mendukung atau menurut Newton, 3. Menetapkan instrumen yang sesuai melemahkan teoriHuygens, dan Maxwell dengan tujuan teori Newton, 21. Menyelidiki penelitian pemantulan cahaya Huygens, dan 4. Menentukan langkah 22. Menyelidiki sifat-sifat Maxwell bayangan yang kerja 2. Menggunakan persamaan tentang dibentuk oleh cermin 5. Menggunakan alat optika geometrik datar dan cermin ukur dengan teliti untuk lengkung 6. Mengumpulkan data menyelesaikan 23. Menggambar bagian7. Menganalisis masalah peralatan bagian cermin 8. Menarik kesimpulan optik lengkung 3. Mencari dan 24. Menyelidiki hubungan 9. Membaca sendiri menelusuri antara jarak fokus (f) 10. Mengolah informasi literatur tentang dengan jari-jari 11. Mengkomunikasikan gelombang kelengkungan cermin informasi elektromagnetik lengkung (R) 12. Mengkaji teori 4. Mengelompokkan 25. Menemukan sendiri 13. Menarik kesimpulan berbagai konsep sinar-sinar gelombang istimewa pada cermin 14. Spesifikasi peristiwa 15. Menetapkan masalah elektromagnetik di lengkung utama dalam spektrum 26. Melukis bayangan yang tersebut dibentuk oleh cermin 16. Mengumpulkan data 5. Menjelaskan lengkung 17. Menganalisis 27. Mendefinisikan konsep 18. Realisasi contoh dan penerapan masingpembiasan cahaya penyelesaian masing gelombang 28. Menemukan persamaan elektromagnetik indeks bias suatu 19. Tekun dalam kehidupan medium 20. Bekerja sama sehari-hari 29. Menyelidiki sifat-sifat pembiasan (hukum II Snellius) 30. Mengolah informasi

257


mengenai lensa 31. Menentukan bagianbagian dari lensa 32. Menyelidiki sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa 33. Menemukan konsep sinar istimewa pada lensa 34. Menggambar bayangan yang dibentuk oleh lensa 35. Menyelidiki hubungan jarak benda, jarak bayangan, dan jarak fokus pada lensa 36. Membangun konsep kuat lensa 37. Mengolah informasi mengenai permasalahan optik yang meliputi mata, kacamata, lup, mikroskop dan kamera 38. Mencari informasi mengenai rentang spektrum gelombang elektromagnetik g. Sarana dan sumber belajar 1) Buku Fisika kelas 1 semester 2 2) Buku mengenai gelombang dan optik 3) Internet 4) Guru h. Evaluasi 1) Nilai Kognitif 2) Nilai Psikomotorik 3) Nilai Afektif

258


Terlampir pada program semester sub bab evaluasi

6. Lembar kegiatan siswa materi pokok gelombang dan optik a. Kompetensi Dasar 1)

Menganalisis sifat-sifat cahaya

2)

Memformulasikan

besaran-besaran

fisika

tentang

gelombang

elektromagnetik secara kualitatif b. Indikator 1)

Menunjukkan percobaan-percobaan yang mendukung atau melemahkan teori-teori Newton, Huygens, dan Maxwell

2)

Menggunakan persamaan tentang optika geometrik untuk menyelesaikan masalah peralatan optik

3)

Mencari dan menelusuri literatur tentang gelombang elektromagnetik

4)

Mengelompokkan berbagai gelombang elektromagnetik di dalam spektrum tersebut

5)

Menjelaskan

contoh

dan

penerapan

masing-masing

gelombang

elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari c. Materi Pokok : Gelombang dan Optik d. Petunjuk Umum Untuk mempelajari pokok bahasan ini, kalian akan melakukan banyak kegiatan. Kegiatan-kegiatan tersebut antara lain: melakukan percobaan, mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan, mempelajari sendiri suatu penjelasan, mempelajari sendiri contoh soal, mencoba merumuskan sendiri suatu pengertian atau hukum, menarik kesimpulan, mengerjakan tugas latihan, dan lain

259


sebagainya. Apakah tujuan tersebut akan dapat dicapai sangat ditentukan oleh kemauan dan kesungguhan kalian dalam melakukan kegiatan. Oleh karena itu lakukan kegiatan dalam LKS ini dengan sungguh-sungguh. e. Kegiatan Belajar

PEMANTULAN CAHAYA PADA CERMIN Kegiatan 1 : Lakukanlah kegiatan berikut ini dengan sungguh-sungguh! Tujuan : Menemukan hukum pemantulan pada cermin Alat dan Bahan : cermin datar, kertas putih, karton, busur derajat, jarum, penggaris Langkah Kegiatan : 1. Letakkan cermin datar dengan posisi tegak di atas kertas yang sudah diberi alas karton seperti pada gambar 2. Garislah pada kertas, yang berimpit pada cermin, yaitu garis AB

3. Ambil cermin kemudian buatlah titik O tepat ditengah-tengah garis AB 4. Buat garis tegak lurus dengan AB pada O. Garis ini disebut garis normal (ON) 5. Buatlah garis PO dengan sudut PON 300 dan tancapkan jarum pada P. Garis PO merupakan sinar datang dan sudut PON merupakan sudut datang 6. Letakkan kembali cermin pada posisi semula yaitu AB 7. Apakah terbentuk bayangan garis PO pada cermin?

(Ya, garis PO membentuk bayangan pada cermin)

260


8. Dari bayangan tersebut, buatlah garis perpanjangannya pada kertas. Untuk membuat garis perpanjangannya lihat dari samping bukan dari atas. Gunakan jarum dan tancapkan pada tempat yang benar-benar lurus (lihat gambar 2) 9. Setelah itu beri nama T tempat jarum ditancapkan dan buat garis OT seperti pada gambar di bawah ini

10. Ukur sudut NOT. Berapa sudutnya? .............. 11. Sudut NOT merupakan sudut pantul, dan garis TO merupakan sinar pantul 12. Ulangi langkah 1 – 11, dengan sudut datang seperti pada tabel di bawah ini! No. 1. 2. 3. 4.

Sudut datang 300 550 600 750

Sudut pantul …….. …….. …….. ……..

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Bandingkan besar sudut datang dan sudut pantul?

(Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul) 2. Dimanakah letak sinar datang, garis normal, dan sinar pantul berada?

(Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak pada satu bidang datar) 3. Tuliskan kesimpulanmu mengenai sifat-sifat pemantulan cahaya pada cermin datar?

(1. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul) (2. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul teletak pada satu bidang datar) Informasi : Sifat-sifat tersebut merupakan hukum pemantulan cahaya.

261


Kegiatan 2 : Mengamati sifat-sifat bayangan yang di bentuk oleh cermin datar Tujuan : Dapat mengetahui sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar dan dapat mendefinisikan bayangan maya

Alat dan bahan : Cermin datar, layar, busur derajat, mistar Kegiatan 2.1 : Mengamati bayangan maya pada cermin datar Langkah kerja : 1. Letakkan telapak tanganmu di depan cermin 2. Apakah kalian dapat melihat bayangan telapak tanganmu di dalam cermin? (ya, dapat melihat) 3. Apakah bentuk bayangan telapak tangan sama dengan telapak tangan asli atau berbeda? Bagaimana arah menghadap bayangan telapak tangan?

(bentuk bayangan sama dengan yang asli, namun arah menghadapnya yang berlawanan) 4. Bagaimana bentuk bayangan telapak tangan di dalam cermin? Tegak atau terbalik? (bentuk bayangan tegak) 5. Dengan menggunakan layar, cobalah untuk menangkap bayangan yang terbentuk dengan meletakkan layar di belakang cermin. Apakah pada layar ada bayangannya? (pada layar tidak terbentuk bayangan) 6. Bayangan dengan sifat-sifat seperti di atas disebut dengan bayangan maya. Nyatakan bayangan maya dengan kalimatmu!

(bayangan maya adalah bayangan yang tidak dapat ditangkap oleh layar tetapi dapat di lihat di dalam cermin)

Kegiatan 2.2 : Menentukan jalannya sinar pada pembentukkan bayangan pada cermin datar

262


1. Perhatikan gambar di bawah ini!

2. Dari gambar di atas, buatlah dua sinar datang dari benda yang menuju cermin 3. Pada sinar-sinar tersebut, buatlah garis normalnya 4. Berdasarkan hukum pemantulan yang telah kalian pelajari pada kegiatan 1, buatlah sinar pantul dari sinar-sinar datang tersebut 5. Apakah terdapat perpotongan dari sinar pantul tersebut di depan cermin?

(tidak) 6. Perpanjang sinar pantul di belakang cermin 7. Apakah terdapat perpotongan dari perpanjangan sinar pantul tersebut di belakang cermin? (ya, terdapat titik potong di belakang cermin) 8. Titik potong tersebut merupakan letak bayangannya. 9. Jika demikian bagaimana bayangan pada cermin datar terbentuk?

(bayangan pada cermin datar terbentuk dari perpotongan perpanjangan sinar pantul di belakang cemin)

Kesimpulan : Dari percobaan dan kegiatan di atas, apa saja sifat bayangan yang terbentuk oleh cermin datar?

263


(1. Bentuk bayangan sama dengan yang asli, namun arah menghadapnya yang berbeda; 2. Bentuk bayangan tegak; 3. bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar atau bayangannya maya; 4. Bayangan terbentuk dari perpotongan perpanjangan sinar pantul di belakang cermin)

Kegiatan 3 : Mengerjakan soal latihan Kerjakan soal latihan di bawah ini dengan sungguh-sungguh! Dua cermin datar membentuk sudut 1000 satu sama lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Sinar dengan sudut 600 datang menuju cermin A dan dipantulkan. Sinar pantul dari cermin A sampai ke cermin B dan dipantulkan oleh cermin B. Hitung sudut datang dan sudut pantul yang dibentuk oleh cermin B!

Kerjakan tugas di bawah ini! 1. Berapa sudut datang dan sudut pantul pada cermin A? Tunjukkan pada gambar di atas sudut-sudut tersebut!

(sudut datang dan sudut pantul pada cermin A yaitu 600) 2. Berapakah jumlah sudut dalam segitiga?

(1800) 3. Perhatikan segitiga yang dibentuk dari peristiwa pemantulan tersebut yaitu segitiga AOB! Dari segitiga tersebut hitung sudut ABO!

(
264

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Jadi sudut ABO = 1800 – (1000+300) = 500) 4. Kalau begitu berapa sudut datang dan sudut pantul pada cermin B? Tunjukkan pada gambar sudut-sudut tersebut!

(sudut datang dan sudut pantul pada cermin B yaitu 900- 500 = 400)

Kegiatan 4 : Mengamati sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung Tujuan : Mendefinisikan sifat konvergen cermin cekung dan mendefinisikan bayangan nyata Alat dan bahan : Cermin cekung, kertas putih, layar Kegiatan 4.1 : Mendefinisikan sifat konvergen cermin cekung Langkah kerja : 1. Atur kedudukan cermin agar dapat menangkap sinar matahari

2. Arahkan sinar pantul dari cermin agar jatuh ke kertas 3. Bagaimana bentuk sinar pantul matahari yang jatuh ke kertas? Menyebar atau mengumpul? (sinar pantul mengumpul) 4. Sifat tersebut disebut dengan konvergen. Nyatakan konvergen dengan kalimatmu!

(Konvergen adalah sifat dari cermin cekung yang mengumpulkan sinar pantul)

Kegiatan 4.2 : Mendefinisikan bayangan nyata

265


1. Dari percobaan pada kegiatan 4.1, apakah sinar pantul membentuk bayangan matahari dan apakah bayangannya dapat ditangkap oleh layar?

(sinar pantul membentuk bayangan matahari dan dapat ditangkap oleh layar) Informasi : Pada cermin datar bayangan terbentuk dari perpotongan sinar pantul. Hal tersebut berlaku pula pada cermin cekung. Perpotongan sinar pantul pada cermin datar terjadi di dalam cermin sehingga bayangan benda tidak dapat ditangkap oleh layar. 2. Dimanakah perpotongan sinar pantul pada kegiatan 4.1 terjadi? Di depan cermin atau di dalam cermin? Berikan alasanmu!

(perpotongan sinar pantul terjadi di depan cermin karena bayangan dapat ditangkap oleh layar) 3. Bayangan dengan sifat seperti di atas disebut dengan bayangan nyata. Nyatakan bayangan nyata dengan kalimatmu!

(bayangan nyata adalah bayangan yang dapat ditangkap oleh layar dan bayangannya terbentuk dari perpotongan sinar pantul di depan cermin)

Kegiatan 5 : Mengamati titik api atau titik fokus cermin cekung Tujuan : Dapat mengetahui titik api atau titik fokus cermin cekung Alat dan bahan : Cermin cekung, kertas putih Langkah kerja : 1. Lakukan kembali percobaan pada kegiatan 4.1 2. Pertahankan posisi dimana bayangan matahari sekecil mungkin, selama kurang lebih 5-10 menit 3. Apa yang terjadi pada kertas? Apakah kertas terbakar? ..............................................................................................................................

266


4. Jika tidak terbakar sentuhlah bagian dimana bayangan matahari terbentuk dan bandingkan panasnya dengan bagian kertas yang tidak terbentuk bayangan. Bagian mana yang lebih panas? .............................................................................................................................. 5. Titik dengan sifat demikian disebut dengan titik api atau titik fokus. Nyatakan titik api dengan kalimatmu!

(titik api adalah titik dimana bayangan terbentuk dan mempunyai sifat seperti api)

Kegiatan 6 : Menyelidiki bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung Tujuan : Dapat mengetahui bayangan nyata dan bayangan maya yang dibentuk oleh cermin cekung Alat dan bahan : Cermin cekung, dua buah sinar laser, layar Langkah kerja : Percobaan 6.1 : 1. Susun peralatan seperti gambar di bawah ini!

2. Arahkan sinar laser pada cermin 3. Geser-geser layar maju atau mundur untuk mendapat bayangan dari sinar laser 4. Apakah bayangan dapat ditangkap oleh layar?

(bayangan dapat ditangkap oleh layar) 5. Beri tanda posisi layar yang dapat menangkap bayangan tersebut

267


6. Jadi bayangannya nyata atau maya? Berikan alasanmu!

(bayangan yang terbentuk adalah nyata karena bayangan dapat ditangkap oleh layar)

Percobaan 6.2 : 1. Letakkan sinar laser di depan posisi layar yang dapat menangkap bayangan pada percobaan 6.1

2. Nyalakan sinar laser dan arahkan ke cermin 3. Cari bayangan sinar laser pada layar dengan menggeser-geser posisi layar maju mundur 4. Apakah bayangan dapat ditangkap oleh layar?

(bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar) 5. Jika demikian bayangannya nyata atau maya? Berikan alasanmu!

(bayangan yang terbentuk adalah bayangan maya, karena bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar)

Kesimpulan : 1. Dari percobaan di atas, bayangan apa sajakah yang dapat dibentuk oleh cermin cekung?

(bayangan yang dapat terbentuk adalah bayangan nyata dan maya) 2. Faktor apakah yang mempengaruhi pembentukkan bayangan tersebut?

268


(faktor yang mempengaruhi pembentukkan bayangan adalah posisi sumber cahaya berada)

Kegiatan 7 : Menentukan bagian-bagian pada cermin cekung Tujuan : Dapat mengetahui titik api/fokus, jarak fokus, titik kelengkungan cermin (C), jari-jari kelengkungan cermin (R), dan menemukan hubungan jarak fokus (f) dengan jari jari kelengkungan cermin (R) Alat dan bahan : Mistar, busur derajat Kegiatan 7.1 : Menggambar bagian-bagian cermin cekung Langkah kerja : Informasi : Cermin cekung adalah bagian cermin yang berbentuk bola yang mengkilat pada bagian dalamnya 1. Perhatikan gambar di bawah ini!

Jawaban yang diharapkan

2. Pusat bola merupakan titik kelengkungan cermin. Beri tanda C pada titik pusat kelengkungan cermin!

269


3. Buat 2 buah sinar datang yang sejajar menuju cermin yang letaknya berseberangan dengan titik pusat kelengkungan cermin seperti pada gambar di atas 4. Pada sinar-sinar datang tersebut buatlah garis normalnya. Informasi : Untuk membuat garis normal, tariklah garis dari pusat kelengkungan cermin menuju titik perpotongan sinar datang dengan cermin) 5. Berdasarkan hukum pemantulan pada cermin yang telah kalian pelajari pada kegiatan 1, gambarlah sinar pantulnya 6. Dari sinar-sinar pantul tersebut, apakah terdapat titik potong? (ya) 7. Titik potong tersebut merupakan titik api/titik fokusnya. Beri tanda F pada titik tersebut 8. Tarik garis lurus dari C ke F ke cermin. Garis ini dan perpanjangannya merupakan sumbu utama cermin. 9. Beri simbol O pada titik perpotongan sumbu utama dengan cermin. Titik O merupakan pusat cermin 10. Jarak dari titik fokus (F) hingga pusat cermin (O) disebut dengan jarak fokus (f). 11. Jarak dari titik pusat kelengkungan cermin (C) hingga pusat cermin disebut dengan jari-jari kelengkungan cermin (R).

Tugas Gambarkan kembali cermin cekung beserta bagian-bagiannya

270


Kegiatan 7.2 : Menemukan hubungan jarak fokus (f) dengan jari-jari kelengkungan cermin (R) Perhatikan gambar yang telah kalian buat pada kegiatan 6.1! 1. Dari gambar tersebut, ukur jarak fokusnya (f)! Jarak fokus (f) = ……………. 2. Ukur jari-jari kelengkungan cermin (R)! Jari-jari kelengkungan cermin (R) = …………. 3. Bagilah jari-jari kelengkungan cermin (R) dengan jarak fokus (f)! Berapa hasilnya? 4. Jika pengukuran pada kegiatan 6.1 dilakukan dengan ideal, hasil bagi tersebut akan menghasilkan bilangan 2. Jika demikian bagaimana hubungan antara jarak fokus (f) dengan jari-jari kelengkungan? (f = ½ R)

Kegiatan 8 : Membangun konsep sinar istimewa pada cermin cekung Pelajari uraian berikut ini kemudian kerjakan tugasnya! Matahari sangat besar. Perbandingan ukuran matahari dengan sebuah cermin cekung sangat jauh berbeda. Oleh sebab itu sinar matahari yang jatuh pada cermin cekung dapat dianggap sejajar. Pada kegiatan yang lalu, kalian telah mempelajari titik api atau titik fokus (F). Titik fokus merupakan bayangan matahari. Titik fokus terjadi dari perpotongan sinar pantul matahari yang terjadi di depan cermin. Berdasarkan uraian di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini 1. Sinar matahari yang jatuh ke cermin cekung merupakan sinar-sinar yang sejajar. Dari kegiatan yang lalu telah kita ketahui bahwa sinar pantul selalu

271


melewati bayangan. Berdasarkan penjelasan pada uraian di atas, kemanakah sinar-sinar sejajar tersebut akan dipantulkan?

(sinar sejajar tersebut akan dipantulkan melalui titik fokus) 2. Jika sinar yang datang adalah sebaliknya, yaitu sinar datang melalui titik fokus menuju cermin, maka sinar pantulnya juga merupakan

kebalikkannya.

Kemanakah sinar pantulnya?

(sinar pantulnya akan sejajar sumbu utama) 3. Perhatikan gambar di bawah ini!

Pada gambar di atas sinar datang melewati titik pusat kelengkungan cermin (C). Bagaimana dengan sinar pantulnya? Untuk menjawabnya pelajari kembali hukum Snellius tentang pemantulan pada kegiatan 1, dan kerjakan tugas berikut ini! a. Bagaimana bunyi hukum Snellius tentang pemantulan?

(1. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul; 2. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul teletak pada satu bidang datar) b. Dimanakah letak garis normal pada gambar di atas? Tunjukkan garis normal tersebut pada gambarnya! c. Berapa sudut datang dari sinar datang di atas? (00) d. Berdasarkan hukum Snellius tentang pemantulan berapa sudut pantulnya?

(00)

272


e. Jika demikian bagaimanakah arah sinar pantul dari sinar datang yang melewati titik pusat kelengkungan cermin (C)?

(sinar akan dipantulkan melewati titik pusat kelengkungan cermin)

Kesimpulan : Ketiga sinar tersebut merupakan sinar-sinar istimewa pada cermin cekung. Dari kegiatan di atas gambar dan jelaskan kembali sinar-sinar istimewa tersebut!

(sinar datang sejajar sumbu utama, dipantulkan melalui titik fokus)

(sinar datang melalui titik fokus, dipantulkan sejajar sumbu utama)

(sinar datang melalui pusat kelengkungan cermin, dipantulkan kembali melewati titik pusat kelengkungan cermin)

Kegiatan 9 : Melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung Kegiatan 9.1 : Melukis bayangan sebuah titik Pelajari uraian di bawah ini! Dengan menggunakan sinar istimewa yang telah kalian pelajari pada kegiatan 8, kita dapat menentukan bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung.

273


Untuk dapat membentuk bayangan itu diperlukan paling sedikit dua buah sinar istimewa. Berdasarkan penjelasan di atas lukislah bayangan benda berikut ini 1.

Gambarlah dua buah sinar istimewa yang berasal dari titik pada gambar di bawah ini!

2.

Perpanjang sinar pantulnya

3.

Dari sinar-sinar pantul tersebut carilah titik potongnya Perpotongan sinar pantul tersebut merupakan bayangannya

Jawaban yang diharapkan:

Kegiatan 9.2 : Melukis bayangan sebuah garis 1.

Buatlah 2 buah sinar istimewa yang digambar dari ujung-ujung garis pada gambar di bawah ini!

274


2.

Perpanjang sinar pantulnya

3.

Dari sinar pantul tersebut carilah titik potongnya. Perpotongan sinar pantul merupakan letak bayangan ujung-ujung garis

4.

Hubungkan kedua perpotongan sinar pantul tersebut. Garis hubung tersebut merupakan bayangan garisnya


Kegiatan 9.3 : Melukis bayangan sebuah garis yang tegak lurus dengan sumbu utama 1. Buatlah 2 buah sinar istimewa yang digambar dari ujung-ujung garis pada gambar di bawah ini!

275


2. Perpanjang sinar pantulnya 3. Dari sinar pantul tersebut carilah titik potongnya. Perpotongan sinar pantul merupakan bayangan ujung-ujung garis 4. Hubungkan kedua perpotongan sinar pantul tersebut. Garis hubung tersebut merupakan bayangan garisnya


5. Bagaimana bayangan benda yang berupa garis tegak lurus sumbu utama? Apakah bayangannya juga tegak lurus dengan sumbu utama?

(ya, bayangan yang dihasilkan juga tegak lurus dengan sumbu utama) 6. Gambarkan bayangan benda yang tegak lurus dan berhimpit dengan sumbu utama di bawah ini!

276



Kesimpulan : Dari kegiatan di atas tuliskan kembali bagaimana langkah-langkah melukis bayangan pada cermin cekung!

(1. Dari sebuah titik lukis dua buah sinar istimewa beserta sinar pantulnya; 2. Temukan titik potong dari sinar pantul dengan cara memperpanjang sinar pantul dari depan cermin hingga ke belakang cermin. Titik potong tersebut merupakan letak bayangannya; 3. apabila benda berupa garis tegak lurus dengan sumbu utama, bayangannya juga tegak lurus dengan sumbu utama)

Tugas : Gambarkan bayangan yang terbentuk dan sebutkan sifat-sifat bayangannya Letak bayangan (dengan acuan C, F, dan O)

Gambar

277

Sifat bayangan


Kegiatan 10 : Mengamati sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung Tujuan : Menyelidiki sifat konvergen dan sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung

Alat dan bahan : Cermin cembung, kertas putih, layar Langkah kerja : 1. Atur kedudukan cermin agar dapat menangkap sinar matahari

2. Amati apakah terdapat bayangan yang terbentuk pada kertas putih 3. Amati apa yang ada di dalam cermin cembung Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini

278


1.

Apakah pada kertas terbentuk bayangan matahari seperti pada waktu percobaan dengan menggunakan cermin cekung?

(pada kertas tidak terbentuk bayangan matahari seperti pada waktu percobaan dengan menggunakan lensa cekung) 2.

Dimanakah bayangan matahari terbentuk?

(bayangan matahari terbentuk di dalam cermin) 3.

Letakkan layar di belakang cermin cembung. Apakah bayangan dapat ditangkap oleh layar?

(bayangan tidak dapat ditangkap oleh layar) 4.

Jika

demikian

bagaimana

sifat

bayangannya?

Nyata

atau

maya?

(bayangannya adalah bayangan maya) 5.

Kalau begitu, bagaimana sinar pantul dari sinar matahari yang jatuh ke cermin cembung? Mengumpul atau menyebar? (sinar pantulnya menyebar)

6.

Sifat demikian disebut dengan divergen. Nyatakan dengan kalimatmu apa yang dimaksud dengan divergen!

(divergen adalah sifat dari cermin cembung yang menyebarkan sinar pantul)

Kegiatan 11 : Menentukan bagian-bagian pada cermin cembung Tujuan : Dapat mengetahui titik api/fokus, jarak fokus, titik kelengkungan cermin, jari-jari kelengkungan cermin, dan menemukan hubungan jarak fokus (f) dengan jari jari kelengkungan cermin (R)

Alat dan bahan : Mistar, busur derajat Kegiatan 11.1 : Menggambar bagian-bagian cermin cembung Langkah kerja :

279


Informasi : Cermin cembung adalah bagian sebuah cermin yang berbentuk bola yang mengkilap pada bagian luarnya. 1. Perhatikan gambar di bawah ini!


2. Pusat bola merupakan titik kelengkungan cermin. Beri tanda C pada titik pusat kelengkungan cermin! 3. Buat 2 buah sinar datang yang sejajar menuju cermin yang letaknya berseberangan dengan titik pusat kelengkungan seperti pada gambar 4. Dari sinar datang tersebut buatlah garis normalnya. (Garis normal adalah garis yang tegak lurus dengan permukaan cermin. Untuk membuat garis normal, tariklah garis dari titik pusat kelengkungan cermin (C) menuju titik perpotongan sinar datang dengan cermin dan perpanjang lagi hingga keluar cermin) 5. Berdasarkan hukum pemantulan pada cermin yang telah kalian pelajari pada kegiatan 1, gambarlah sinar pantulnya. Apakah sinar pantulnya berpotongan?

(tidak) 6. Perpanjang sinar pantul ke belakan cermin.

280


7. Dari kedua sinar pantul tersebut, apakah terdapat titik potong di belakang cermin? (ya) 8. Titik potong tersebut merupakan titik api atau titik fokusnya. Beri tanda titik ini dengan F. 9.

Tarik garis lurus dari C ke F ke cermin. Garis ini dan perpanjangannya merupakan sumbu utama cermin.

10. Beri simbol O pada titik perpotongan sumbu utama dengan cermin. Titik O merupakan pusat cermin 11. Jarak dari titik fokus (F) hingga pusat cermin (O) disebut dengan jarak fokus (f). 12. Jarak dari titik pusat kelengkungan cermin (C) hingga pusat cermin disebut dengan jari-jari kelengkungan cermin (R).

Latihan : Gambarkan kembali cermin cembung beserta bagian-bagiannya!

Kegiatan 11.2 : Menentukan hubungan jarak fokus (f) dengan jari-jari kelengkungan cermin (R) Perhatikan gambar yang telah kalian buat pada kegiatan 11.1! 1. Dari gambar tersebut, ukur jarak fokusnya (f)! Jarak fokus (f) = ……………. 2. Ukur jari-jari kelengkungan cerminnya (R)! Jari-jari kelengkungan cermin (R) = …………. 3. Bagilah jari-jari kelengkungan cermin (R) dengan jarak fokus (f)! Berapa hasilnya?................

281


4. Jika pengukuran pada kegiatan 12.1 dilakukan dengan ideal, hasil bagi tersebut akan menghasilkan bilangan 2. Jika demikian bagaimana hubungan antara jarak fokus (f) dengan jari-jari kelengkungan?

(f=½R)

Kegiatan 12 : Membangun konsep sinar istimewa pada cermin cembung Pelajari uraian berikut kemudian kerjakan tugasnya! Telah kita ketahui bahwa sinar matahari yang jatuh pada cermin merupakan sinar-sinar sejajar. Pada kegiatan yang lalu, kalian telah mempelajari titik api atau titik fokus (F) cermin cembung. Titik fokus pada cermin cembung terjadi dari perpotongan perpanjangan sinar pantul matahari yang terjadi di dalam cermin sehingga titik fokus cermin cembung terletak di dalam cermin. Titik fokus ini merupakan bayangan dari matahari. Berdasarkan penjelasan di atas jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Sinar matahari yang jatuh ke cermin cembung merupakan sinar-sinar yang sejajar sumbu utama. Dari kegiatan yang lalu telah kita ketahui bahwa sinar pantul dan perpanjangan sinar pantul selalu melewati bayangan. Berdasarkan penjelasan pada uraian di atas, kemanakah sinar tersebut akan dipantulkan?

(sinar sejajar tersebut akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus) 2. Jika sinar yang datang adalah sebaliknya, yaitu sinar datang menuju titik fokus, maka sinar pantulnya juga merupakan kebalikkannya. Kemanakah sinar pantulnya?

(sinar pantulnya akan sejajar sumbu utama) 3. Perhatikan gambar di bawah ini!

282


Apabila sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin (C), kemanakah sinar tersebut akan dipantulkan? Untuk menjawabnya, kerjakan tugas di bawah ini! a. Pelajari hukum Snellius tentang pemantulan pada kegiatan 1 b. Bagaimana bunyinya?

(1. Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul; 2. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul teletak pada satu bidang datar) c. Dimanakah letak garis normalnya (N)? Tunjukkan garis normalnya pada gambar di atas! d. Berapakah sudut datangnya? (00) e. Berdasarkan hukum Snellius berapakah sudut pantulnya? (00) f. Jika demikian bagaimana arah sinar pantul dari sinar datang yang menuju titik pusat kelengkungan cermin cembung (C)?

(Sinar akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik pusat kelengkungan cermin)

Kesimpulan : Ketiga sinar tersebut merupakan sinar istimewa pada cermin cembung. Dari kegiatan di atas, gambar dan jelaskan kembali sinar-sinar istimewa cermin cembung!

283


(sinar datang sejajar sumbu utama akan dipantulkan seolah-olah berasal dari titik fokus)

(sinar datang menuju titik fokus akan dipantulkan sejajar sumbu utama)

(sinar datang menuju titik pusat kelengkungan cermin akan dipantulkan seolaholah berasal dari titik kelengkungan cermin)

Kegiatan 13 : Melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung Kegiatan 13.1 : Melukis bayangan sebuah titik Pelajari uraian di bawah ini! Dengan menggunakan sinar istimewa yang telah kalian pelajari pada kegiatan 12, kita dapat menentukan bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung. Untuk dapat membentuk bayangan itu diperlukan paling sedikit dua buah sinar istimewa. Berdasarkan penjelasan di atas lukislah bayangan benda berikut ini! 1. Gambarlah dua buah sinar istimewa yang berasal dari benda

284


2. Perpanjang sinar pantulnya 3. Dari kedua sinar pantul tersebut carilah titik potongnya 4. Titik potong sinar pantul tersebut merupakan letak bayangannya.


Kegiatan 13.2 : Melukis bayangan garis yang tegak lurus dengan sumbu utama 1. Buatlah 2 buah sinar istimewa yang digambar dari ujung-ujung garis pada gambar di bawah ini!

2. Perpanjang sinar pantulnya 3. Dari sinar pantul tersebut carilah titik potongnya. Perpotongan sinar pantul merupakan letak bayangan ujung-ujung garis

285


4. Hubungkan kedua perpotongan sinar pantul tersebut. Garis hubung tersebut merupakan bayangan garisnya

5. Bagaimana bayangan benda yang berupa garis tegak lurus sumbu utama? Apakah bayangannya juga tegak lurus dengan saumbu utama?

(ya, bayangan yang dihasilkan juga tegak lurus dengan sumbu utama)

Kesimpulan : Dari kegiatan di atas tuliskan kembali bagaimana langkah-langkah melukis bayangan pada cermin cembung!

(1. Dari sebuah titik lukis dua buah sinar istimewa beserta sinar pantulnya; 2. Temukan titik potong dari sinar pantul dengan cara memperpanjang sinar pantul dari depan cermin hingga ke belakang cermin. Titik potong tersebut merupakan letak bayangannya; 3. apabila benda berupa garis tegak lurus dengan sumbu utama, bayangannya juga tegak lurus dengan sumbu utama)

Tugas : Gambarkan bayangan dari benda berikut ini, beserta sifat-sifatnya! Letak Bayangan (Dengan acuan C, F, dan O)

Gambar

286

Sifat bayangan


PEMBIASAN Kegiatan 14 : Mendefinisikan konsep pembiasan cahaya Tujuan : Memahami konsep pembiasan Alat dan bahan : Sinar laser, gelas, dan air susu Langkah kerja : 1. Isi gelas dengan air susu yang tidak terlalu pekat atau kental 2. Arahkan sinar laser ke dalam gelas dengan posisi miring 3. Amati jalannya sinar laser sebelum dan sesudah masuk ke air dari samping gelas Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Bagaimana jalannya sinar laser sebelum dan sesudah masuk ke dalam air?

(setelah masuk ke dalam air sinar laser mengalami pembelokkan) 2. Peristiwa di atas merupakan peristiwa pembiasan cahaya. Jelaskan yang dimaksud pembiasan dengan kalimatmu sendiri! (pembiasan adalah peristiwa

pembelokkan cahaya karena cahaya masuk ke medium yang berbeda)

Kegiatan 15 : Membangun konsep pembiasan cahaya Tujuan : Dapat mendefinisikan pengertian pembiasan cahaya Alat dan Bahan : kaca planparalel, kertas putih, busur derajat dan mistar Langkah kerja 1. Letakkan kaca plan paralel di atas kertas 2. Buatlah garis pada sisi panjang, sehingga bila kaca diambil, terdapat garis seperti gambar (a)

287


Garis-garis tersebut mewakili bidang batas antara kaca dan udara. Tandai ke dua bidang batas tersebut dengan I dan II 3. Buatlah garis a di luar batas I, yang tidak tegak lurus bidang batas (seperti gambar (b), kemudian kembalikan kaca planparalel seperti semula 4. Dengan penggaris, buatlah garis c di luar bidang batas II, yang tampak segaris dengan garis a (melihatnya dari samping (depan), bukan dari atas). Lihat gambar c 5. Ambilah kaca plan paralel dari atas kertas 6. Namai titik potong garis a dengan bidang batas I dengan P, dan titik potong garis c dengan bidang batas II dengan Q. hubungkan P dan Q dan namai PQ dengan b 7. Segariskah garis a dengan b, a dengan c, b dengan c? .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

288


Informasi : Pada gambar anda tersebut, bila garis a merupakan sinar dari udara ke kaca, maka garis b merupakan jalannya sinar setelah masuk kaca dan sinar c merupakan jalannya sinar setelah keluar lagi dari kaca 8. Kalau demikian apa kesimpulanmu?

(Bila mengenai bidang batas dua medium tembus cahaya yang kerapatannya tidak sama, sinar dibelokkan) Informasi : Peristiwa tersebut disebut dengan pembiasan 9. Kalau demikian : a. Kapan (apa syaratnya) cahaya mengalami pembiasan?

(Mengenai bidang batas dua medium yang berbeda kerapatannya) b. Dimana pembiasan terjadi? (pada bidang batas) c. Nyatakan definisi pembiasan!

(Pembiasan adalah peristiwa pembelokkan cahaya pada bidang batas antara dua medium yang berbeda kerapatannya)

Kegiatan 16 : Mengenal istilah-istilah dalam pembiasan cahaya Tujuan : Dapat menyebutkan istilah-istilah yang berkaitan dengan peristiwa pembiasan cahaya Langkah kerja : 1. Gambarlah sekali lagi jalannya sinar seperti hasil percobaanmu di atas!


289


2. Buatlah garis tegak lurus pada bidang batas I di titik P dan garis tegak lurus bidang batas II di titik Q 3. Istilah yang akan sering digunakan dalam pembahasan pembiasan cahaya yaitu a. Garis tegak lurus pada bidang batas seperti yang kalian gambar tersebut disebut garis normal b. Pada gambar di atas :

Pada bidang batas I : sinar a merupakan sinar datang dari udara ke kaca, sedangkan sinar b merupakan sinar bias dalam kaca.

Pada bidang batas II : sinar b merupakan sinar datang dari kaca ke udara, sedangkan sinar c merupakan sinar bias dalam udara.

Untuk mengetahui mana sinar datang dengan garis normal beri tanda anak panah (), yang menyatakan arah jalannya sinar. c. Sudut antara sinar datang dengan garis normal, dinamai dengan sudut datang (i), sedangkan sudut antara sinar bias dengan garis normal dinamai sudut bias (r). Bila terdapat lebih dari satu bidang batas, sudut datang dan sudut biasnya dapat dibedakan dengan indeks bidang batasnya.

Kegiatan 17 : Membangun konsep indeks bias Kegiatan awal : Mengenal trigonometri Perhatikan gambar segitiga siku-siku di bawah ini!

290


Pada segitiga siku-siku berlaku trigonometri, diantaranya yaitu

Sinθ =

a b a ; Cosθ = ; dan Tangenθ = c c b

Pada kegiatan selanjutnya, trigonometri khususnya sinus akan digunakan untuk membangun konsep indeks bias. Sudut-sudut istimewa sinus yaitu Sin 00 = 0 ; Sin300 = ½ ; Sin 450 = ½√2 ; Sin 600 = ½√3 ; Sin 900 = 1 Apabila sudut-sudut (θ) bukan merupakan sudut istimewa, maka nilai sinus θ dapat dicari dengan menggunakan kalkulator.

Kegiatan 17.1 : Membangun konsep indeks bias suatu medium Tujuan : Dapat menemukan konsep indeks bias suatu medium Alat dan bahan : Kaca planparalel, penggaris, kertas putih, busur derajat

Langkah kerja : Sebelum melakukan percobaan, pelajari kembali istilah-istilah dalam pembiasan pada kegiatan 15 1.

Letakkan kaca planparalel di atas kertas

2. Buatlah garis pada sisi panjang sehingga bila kaca di ambil terdapat garis seperti pada gambar di bawah ini

291


3. Garis-garis tersebut mewakili bidang batas antara kaca dan udara. Tandai kedua bidang tersebut dengan I dan II 4. Buatlah sinar datang dengan sudut 300 di luar bidang batas I seperti pada gambar di bawah ini

5. Letakkan kembali kaca planparalel kemudian dengan penggaris buatlah garis di luar bidang batas II yang tampak segaris dengan sinar datang 6. Ambil kaca planparalel dari atas kertas 7. Gambar sinar bias dalam kaca dan ukur berapa sudut biasnya 8. Lakukan kembali langkah kegiatan 1 sampai 7 dengan sudut datang 450, 600, dan 750 9. Masukkan datanya dalam tabel di bawah ini Sudut datang (i) 300 450 600 750

Sudut bias (r) ………. ………. ………. ……….

10. Dengan menggunakan kalkulator, hitung sinus sudut datang (sin i), sinus Sin (i) sudut bias (sin r), dan Sin (r ) Sudut datang Sudut bias Sin (i) Sin (r) Sin (i) (i) (r) Sin (r ) 0 30 ………. ………. ………. ………. 450 ………. ………. ………. ………. 0 60 ………. ………. ………. ……….

292

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 750

……….

……….

……….

……….

Sin (i) dari masing-masing percobaan. Sin (r ) Bagaimana nilainya? ………………………………

11. Dari tabel, bandingkan nilai

Informasi : Apabila pengukuran dilakukan dengan sangat teliti, maka perbandingan sin (i) dengan sin (r) nilainya tetap. Perbandingan sin sudut datang dengan sudut bias disebut dengan indeks bias. Indeks bias tersebut merupakan indeks bias kaca terhadap udara atau sering disebut indeks bias kaca saja. Indeks bias medium selalu di bandingkan dengan udara. Sebagai contoh indeks bias kaca terhadap udara ditulis dengan nku. k atau kaca menyatakan tempat sinar dibiaskan dan u atau udara menyatakan tempat datangnya sinar. 12. Jika demikian, apabila sinar datang dari medium udara menuju medium x, bagaimana persamaan indeks bias medium x?

( nxu =

Sin(iu ) ) Sin(rx )

Informasi :

nk . Karena indeks bias udara nilainya 1, selanjutnya nku nu ditulis nk saja. Contoh : nk = 1,5, artinya indeks bias kaca terhadap udara adalah 1,5. nku dapat ditulis dengan

Kegiatan 17.2 : Mencari persamaan indeks bias kaca terhadap air Pada kegiatan sebelumnya kalian telah mempelajari indeks bias medium yang selalu dibandingkan dengan udara. Sekarang apabila perbandingannya bukan

293


udara melainkan medium tertentu bagaimana persamaan indeks biasnya? Untuk menjawabnya kerjakan tugas di bawah ini dengan sungguh-sungguh Perhatikan gambar di bawah ini!

Bagaimana caranya mencari indeks bias kaca terhadap air (nka)? 1. Anggap ada lapisan udara di antara medium air dan kaca, seperti diperlihatkan gambar di bawah ini

Catatan : untuk mengerjakan soal dibawah ini, nyatakan sudut datang dengan i dan sudut bias dengan r 2. Pada bidang batas I, bagaimana persamaan indeks bias udara terhadap air (nua)? sin(i a ) ( n ua = ) sin(ru ) 3. Nyatakan persamaan yang telah kalian temukan pada nomer 2 dengan na!

nu sin(ia ) = na sin(ru ) n sin(ru ) na = a = ) nu sin(ia )

( nua =

294


4. Pada bidang batas II, carilah persamaan indeks bias kaca terhadap udara (nk)!

( nk =

sin(iu ) ) sin(rk )

5. Dari persamaan nomer 3 dan nomer 4, apakah nilai sin iu dengan sin ru nilainya sama? Berikan alasanmu!

(nilainya sama, karena sudutnya sama) 6. Tentukan perbandingan indeks bias kaca (nk) dengan indeks bias air (na)! Sin(iu ) n Sin(rk ) ( k = ) n a Sin(ru ) Sin(ia ) (karena sin (iu) dan sin (ru) nilainya sama maka dapat disederhanakan n sin(ia ) menjadi : k = n ka = ) na sin(rk ) Jadi persamaan indeks bias kaca terhadap air (nka) adalah sin(i a ) n ka = sin(rk ) 7. Jika demikian, a)

Jika sinar datang dari medium 1 ke medium 2, bagaimana persamaan indeks biasnya?

( n 21 = b)

sin(i 1 ) ) sin(r2 )

Jika sinar datang dari medium 2 ke medium 1, bagaimana persamaan indeks biasnya?

295


( n 12 =

sin(i 2 ) ) sin( r1 )

Kegiatan 18 : Menyelidiki sifat-sifat pembiasan (Hukum Snellius) Tujuan : Dapat menyatakan hukum Snellius tentang pembiasan Kerjakan soal di bawah ini! Sebuah sinar laser ditembakkan dari udara menuju kaca dengan sudut datang 500. indeks bias udara nu = 1 dan indeks bias kaca tersebut nk = 1,5. Carilah sudut bias dalam kaca! Peristiwa : Penembakkan sinar laser dari udara menuju kaca Permasalahan : Mencari sudut bias dalam kaca Data : Sudut datang iu = 500 Indeks bias udara nu = 1 Indeks bias kaca nk = 1,5 Penyelesaian : 1. Gambarkan sinar datang dan sinar bias dari permasalahan di atas!


296


2. Dengan menggunakan persamaan indeks bias suatu medium, hitung sudut bias dalam kaca!

(Persamaan indeks bias kaca : nk =

sin(i u ) ; 1,5 = sin 50 ; rk = 30,70) sin(rk ) sin(rk )

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Dari gambarmu, dimanakah letak sinar datang, garis normal, dan sinar bias berada?

(sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar) 2. Dari hasil perhitungan, bagaimana perbandingan antara sudut datang dengan sudut bias?

(besar sudut bias lebih kecil dibandingkan dengan sudut datang) 3. Berdasarkan soal di atas dan penyelesaiannya berikan kesimpulanmu mengenai sinar datang dan sinar bias!

(sinar datang dari medium dengan indeks bias lebih kecil menuju medium dengan indeks bias lebih besar, besar sudut biasnya lebih kecil daripada sudut datangnya) Informasi : Jika sebaliknya, yaitu sinar datang dari medium dengan indeks bias lebih besar menuju medium dengan indeks bias lebih kecil, maka sudut biasnya lebih besar daripada sudut datangnya. 4. Jawaban nomer 1 merupakan hukum I Snellius dan jawaban nomer 3, merupakan hukum II Snellius. Tuliskan kembali hukum snellius tentang pembiasan!

(Hukum I Snellius : sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar; Hukum II Snellius : sinar datang dari medium dengan indeks bias lebih kecil menuju medium dengan indeks bias lebih besar, besar sudut biasnya lebih kecil daripada sudut datangnya. Dan sinar datang dari medium dengan

297


indeks bias lebih besar menuju medium dengan indeks bias lebih kecil, sudut biasnya lebih besar daripada sudut datangnya)

Kegiatan 19 : Mengenal lensa cembung Bacalah buku fisika kelas 1 semester 2 mengenai lensa cembung, kemudian jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan sungguh-sungguh 1. Ada berapakah bentuk lensa cembung berdasarkan permukaannya? Sebutkan!

(Tiga, yaitu lensa cembung-rangkap atau biconvex, lensa cembung-datar atau planconvex, dan lensa cembung-cekung atau concave-convex) 2. Gambarlah bentuk-bentuk lensa cembung tersebut!


Kegiatan 20 : Mengamati cahaya yang dibiaskan oleh lensa cembung Tujuan : Menyelidiki sifat cahaya yang dibiaskan oleh lensa cembung Alat dan bahan : cermin cembung rangkap, layar, dua buah sinar laser Langkah kerja : 1.

Susun peralatan seperti gambar di bawah ini!

298


2.

Nyalakan sinar laser dan arahkan ke lensa

3.

Geser layar ke kanan atau ke kiri dan amati sinar yang keluar dari lensa atau sinar biasnya pada layar

4.

Bagaimana sifat sinar biasnya? Menyebar atau mengumpul? .....................................................

5.

Sifat seperti ini dinamakan konvergen. Jelaskan yang dimaksud dengan konvergen dengan kalimatmu!

(konvergen adalah sifat lensa cembung yang mengumpulkan sinar bias)

Kegiatan 21 : Mengenal bagian-bagian lensa cembung Tujuan : Dapat mengetahui letak titik fokus (F) lensa cembung, jarak fokus (f), pusat optik (O), pusat kelengkungan lensa (M), dan jari-jari kelengkungan lensa (R) Alat dan Bahan : Lensa cembung rangkap, kertas putih sebagai layar Langkah kerja :

Percobaan 21.1 : 1.

Susun peralatan seperti gambar berikut ini!

299


2.

Arahkan lensa pada sinar matahari

3.

Atur layar atau lensanya, agar sinar biasnya jatuh pada layar dan tunggu hingga kurang lebih 10 menit

4.

Apa yang terjadi pada layar? ..............................................

Percobaan 21.2 : 5.

Baliklah permukaan lensa dan ganti layarnya, kemudian lakukan percobaan yang sama seperti pada percobaan 1

6. Apa yang terjadi pada layar? ............................................... 7.

Tempat dimana kertas menjadi terbakar itu disebut dengan titik api atau titik fokus (F). Kalau demikian ada berapakah titik fokus (F) pada lensa cembung?

(dua) 8. Nyata atau mayakah titik fokus lensa cembung? Berikan alasan atas jawabanmu!

(titik fokusnya nyata, karena dapat ditangkap oleh layar) 9. Berdasarkan percobaan di atas, gambarkan sinar datang dan sinar bias dan tunjukkan letak titik fokusnya (F) pada gambar lensa cembung di bawah ini!

300



a. Pada gambarmu beri tanda titik fokus pada percobaan 1 dengan F1 dan titik fokus pada percobaan 2 dengan F2 b. Buat garis lurus melalui lensa yang menghubungkan F1 dan F2. Garis hubung dan perpanjangannya merupakan sumbu utama. c. Titik potong sumbu utama dengan lensa merupakan pusat optik. Beri tanda pusat optik dengan O d. Jarak titik fokus sampai dengan lensa disebut dengan jarak fokus (f). Tunjukkan pada gambarmu jarak fokusnya dan beri tanda jarak fokus pada percobaan 1 dengan f1 dan pada percobaan 2 dengan f2 Informasi : Dari perhitungan ditemukan bahwa jari-jari kelengkungan lensa R adalah 2 kali jarak fokus. (R = 2 f ). e. Pusat kelengkungan lensa (M) terletak di titik yang berjarak 2 kali jarak fokus (2f) pada sumbu utama. Tunjukkan pada gambarmu letak pusat

301


kelengkungan

lensa dan beri tanda pusat kelengkungan lensa pada

percobaan 1 dengan M1 dan pada percobaan 2 dengan M2 f. Jari-jari kelenkungan cermin adalah jarak antara pusat optik (O) dengan pusat kelengkungan lensa (M). Tunjukkan pada gambarmu jari-jari kelengkungan lensanya dan beri tanda jari-jari kelengkungan lensa pada percobaan 1 dengan R1 dan percobaan 2 dengan R2


10. Apabila sinar datang dari arah kiri seperti gambar berikut ini, titik fokus F1 disebut titik fokus aktif dan F2 disebut titik fokus pasif

Kegiatan 22: Membangun konsep sinar istimewa pada lensa cembung Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan sungguh-sungguh! 1. a). Bagaimana jalannya sinar matahari yang jatuh pada permukaan lensa? Berikan alasan atas jawabanmu!

302


(jalannya sinar matahari yang menuju permukaan lensa adalah sinar-sinar sejajar, hal ini dikarenakan perbandingan besar antara lensa dan matahari sangat besar dan jarak antara matahari dengan lensa sangat jauh) b). Kemanakah sinar matahari tersebut akan dibiaskan? (Catatan : pelajari kembali kegiatan 20)

(sinar matahari tersebut akan dibiaskan melewati titik fokus) c). Gambarkan sinar datang dan sinar bias tersebut


Informasi : Sinar bias selalu berpotongan pada titik fokus. 2. a) Apabila sinar datang melalui titik fokus, kemanakah sinar akan dibiaskan? Berikan alasan atas jawabanmu!

(sinar akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama, karena titik fokus berada di tempat yang sangat jauh yaitu di matahari) b) Gambarkan sinar datang dan sinar bias tersebut!


3. a) Perhatikan gambar di bawah ini!

303


b) Gambarkan garis normal pada lensa tersebut yaitu dengan menarik garis dari pusat optik (O)


c)

Pelajari kembali hukum Snellius tentang pembiasan

d) Jika sinar melewati pusat optik atau berhimpit dengan garis normal apakah sinar dibiaskan? Berikan alasan atas jawabanmu!

(Sinar diteruskan tanpa membias karena sinarnya berhimpit dengan garis normal) e)

Gambarkan sinar tersebut! Jawaban yang diharapkan :

304


Ketiga sinar tersebut merupakan sinar-sinar istimewa pada lensa cembung. Gambar dan jelaskan kembali sinar-sinar istimewa tersebut!

1. sinar sejajar sumbu utama dibiaskan melalui titik fokus

2. sinar datang melalui titik fokus dibiaskan sejajar sumbu utama

3. sinar datang melalui titik pusat lensa (O) diteruskan tanpa membias

Kegiatan 23 : Melukis bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung Dengan menggunakan sinar istimewa pada lensa cembung yang telah kalian pelajari pada kegiatan 22, kita dapat menentukan bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung. Untuk dapat membentuk bayangan itu diperlukan paling

305


sedikit dua buah sinar istimewa. Berdasarkan penjelasan di atas lukislah bayangan benda berikut ini

Kegiatan 23.1 : Melukis bayangan titik 1. Dengan menggunakan dua sinar istimewa, gambarkan bayangan titik di bawah ini!

2. Tentukan titik potong sinar biasnya 3. Perpotongan sinar bias tersebut merupakan bayangan titik tersebut


Kegiatan 23.2 : Melukis bayangan garis 1. Buatlah 2 buah sinar istimewa yang digambar dari pangkal ujung-ujung garis pada gambar di bawah ini!

306


2. Dari sinar bias tersebut tentukan titik potongnya. 3. Perpotongan sinar bias tersebut merupakan bayangan ujung-ujung garis 4. Hubungkan kedua perpotongan sinar bias tersebut 5. Garis hubung tersebut merupakan bayangan garisnya


Kegiatan 23.3 : Melukis bayangan garis yang tegak lurus dengan sumbu utama 1. Dengan langkah kegiatan yang sama dengan kegiatan sebelumnya, gambarkan bayangannya!

307



2. Bagaimana bayangannya? Apakah bayangannya juga tegak lurus?

(bayangannya juga tegak lurus)

Kegiatan 23.4 : Melukis bayangan garis yang tegak lurus dan terletak pada sumbu utama Apabila benda terletak pada sumbu utama, maka bayangannya juga akan terletak pada sumbu utama. Dengan cara yang sama, gambarkan bayangan benda di bawah ini

308



Dari empat kegiatan yaitu kegiatan 21.1 sampai kegiatan 21.4, bagaimana sifat bayangannya? Nyata atu maya? Jelaskan mengapa?

(Dari keempat kegiatan tersebut bayangannya nyata, karena bayangan terbentuk dari perpotongan sinar bias secara langsung bukan dari perpanjangan sinar bias ke arah depan lensa)

Kegiatan 23.5 : Melukis bayangan benda yang terletak diantara O dan F Perhatikan gambar di bawah ini!

1. Gambarkan dua buah sinar istimewa dari titik A 2. Apakah sinar biasnya berpotongan? ....................................... 3. Perpanjang sinar bias ke belakang lensa. Tentukan titik potongnya. Titik potong tersebut merupakan bayangan titik A 4. Dari bayangan titik A, tarik garis putus-putus yang tegak lurus menuju sumbu utama. Garis putus-putus tersebut merupakan bayangan garis AB 5. Bagaimana bayangannya? Nyata atau maya? Berikan alasannya

309


(Bayangannya maya karena bayangan terbentuk perpanjangan sinar bias ke arah depan lensa)

dari

perpotongan


LENSA CEKUNG

Kegiatan 24 : Mengenal lensa cekung Bacalah buku fisika kelas 1 semester 2 mengenai lensa cekung, kemudian jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan sungguh-sungguh. 1. Ada berapakah bentuk lensa cekung berdasarkan permukaannya? Sebutkan!

(Tiga, yaitu lensa cekung-rangkap atau bikonkaf, lensa cekung-datar atau plankonkaf, dan lensa cekung-cembung atau convex-concave) 2. Gambarlah bentuk-bentuk lensa cekung tersebut!


310


Kegiatan 25 : Mengamati sifat cahaya yang dibiaskan oleh lensa cekung Tujuan : Menyelidiki sifat cahaya yang dibiaskan oleh lensa cekung Alat dan bahan : Lensa cekung rangkap, layar, sinar laser Langkah kerja : 1. Susun peralatan seperti gambar di bawah ini!

2. Nyalakan sinar laser dan arahkan ke lensa 3. Geser layar ke kanan atau ke kiri 4. Amati sinar yang keluar dari lensa pada layar 5. Bagaimana sifat sinar biasnya? Menyebar atau mengumpul? ......................................... 6. Sifat seperti ini dinamakan divergen. Jelaskan yang dimaksud dengan divergen dengan kalimatmu!

(divergen adalah sifat lensa cekung yang menyebarkan sinar bias)

Kegiatan 26 : Menentukan bagian-bagian lensa cekung Tujuan : Dapat mengetahui letak titik fokus (F) lensa cekung, jarak fokus (f), pusat optik (O), pusat kelengkungan lensa (M), dan jari-jari kelengkungan lensa (R)

311


Jawablah pertanyaan-pertanyaan ini dengan sungguh-sungguh! 1. Gambar di bawah ini adalah ilustrasi dari sinar datang yang berasal dari matahari dan sinar biasnya. Dari gambar tersebut, perpanjang sinar biasnya ke arah kiri lensa


2. Jika sinar datang dari arah kanan lensa, sinar biasnya seperti pada gambar berikut ini.

312


Dari gambar tersebut perpanjang sinar biasnya ke arah kanan!


3. Titik potong perpanjangan sinar bias tersebut merupakan titik fokusnya. Jika demikian ada berapakah titik fokus lensa cekung? .................... 4. Nyata atau mayakah titik fokusnya? Jelaskann!

(titik fokusnya maya, karena tidak dapat ditangkap oleh layar dan terbentuk dari titik potong perpanjangan sinar bias) 5. Gambarkan sekali lagi letak titik fokus pada gambar di bawah ini!


313


a. Beri nama titik fokus yang berasal dari sinar datang dari arah kiri dengan F1 dan dari arah kanan dengan F2 b. Buat garis lurus melalui lensa yang menghubungkan F1 dan F2. Garis hubung dan perpanjangannya merupakan sumbu utama. c. Titik potong sumbu utama dengan lensa merupakan pusat optik. Beri tanda pusat optik dengan O d. Jarak titik fokus sampai dengan lensa disebut dengan jarak fokus (f). Tunjukkan pada gambarmu jarak fokusnya dan beri tanda jarak fokus dengan f1 dan f2 Informasi : Dari perhitungan ditemukan bahwa jari-jari kelengkungan lensa R adalah 2 kali jarak fokus. (R = 2 f ). e. Pusat kelengkungan lensa (M) terletak di titik yang berjarak 2 kali jarak fokus pada sumbu utama. Tunjukkan pada gambarmu letak pusat kelengkungan lensa dan beri tanda pusat kelengkungan lensa dengan M1 dan M2 f. Jari-jari kelengkungan lensa adalah jarak dari pusat optik (O) hingga pusat kelengkungan cermin (M). Tunjukkan pada gambarmu jari-jari kelengkungan lensanya dan beri tanda jari-jari kelengkungan lensa dengan R1 dan R2


314


Kegiatan 27 : Membangun konsep sinar istimewa pada lensa cekung Jawablah pertanyaan di bawah ini 1. a) Kita ketahui bahwa sinar matahari adalah sinar sejajar. Bila mengenai lensa cekung bagaimana arah sinar biasnya?

(Sinar sejajar yang jatuh ke lensa cekung akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus) b) Gambarkan sinar-sinar tersebut!


2. a) Telah kita ketahui bahwa sifat lensa cekung adalah menyebarkan sinar bias. Apabila sinar datang menuju titik fokus bagaimana sinar biasnya?

(Sinar biasnya akan sejajar dengan sumbu utama) b) Gambarkan sinar-sinar tersebut!


315


3. a) Perhatikan gambar di bawah ini!

b) Gambarkan garis normal pada lensa tersebut yaitu dengan menarik garis dari pusat optik (O)


c) Pelajari kembali hukum Snellius tentang pembiasan d) Jika sinar melewati pusat optik atau berhimpit dengan garis normal apakah sinar dibiaskan? Berikan alasan atas jawabanmu!

(Sinar diteruskan tanpa membias karena sinarnya berhimpit dengan garis normal)

e) Gambarkan sinar tersebut!

316



Ketiga sinar tersebut merupakan sinar-sinar istimewa pada lensa cekung. Gambar dan jelaskan kembali sinar-sinar istimewa tersebut!

1. Sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan seolah-olah berasal dari titik fokus

2. Sinar yang datang menuju titik fokus akan dibiaskan sejajar dengan sumbu utama

3. Sinar yang datang melalui titik pusat optik, tidak dibiaskan

317


Kegiatan 28 : Melukis bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung Dengan menggunakan sinar istimewa pada lensa cekung yang telah kalian pelajari pada kegiatan 27, kita dapat menentukan bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung. Untuk dapat membentuk bayangan itu diperlukan paling sedikit dua buah sinar istimewa. Berdasarkan penjelasan di atas lukislah bayangan benda berikut ini

Kegiatan 28.1 : Melukis bayangan titik 1. Gambarlah dua sinar istimewa yang berasal dari titik beserta sinar biasnya!

2. Perpanjang sinar bias dan tentukan titik potongnya 3. Perpotongan sinar bias merupakan bayangan titiknya


318


Kegiatan 28.2 : Melukis bayangan garis 1. Buatlah 2 buah sinar istimewa yang digambar dari pangkal ujung-ujung garis pada gambar di bawah ini!

2. Perpanjang sinar biasnya 3. Dari sinar bias tersebut carilah titik potongnya. Perpotongan sinar bias merupakan bayangan ujung-ujung garis 4. Hubungkan kedua perpotongan sinar bias tersebut. Garis hubung tersebut merupakan bayangan garisnya

jawaban yang diharapkan :

319


Kegiatan 28.3 : Melukis bayangan garis yang tegak lurus dengan sumbu utama 1. Dengan cara yang sama dengan kegiatan di atas, gambarkan bayangannya

2. Apakah bayangannya juga tegak lurus?

(Bayangannya juga tegak lurus) 3. Apabila benda tegak lurus dan berada pada sumbu utama, bayangannya juga tegak lurus dan berada pada sumbu utama. 4. Gambarkan bayangan benda pada gambar di bawah ini!

Kesimpulan : Dari kegiatan di atas tuliskan kembali bagaimana langkah-langkah melukis bayangan pada lensa cekung!

(1. Dari benda lukis dua buah sinar istimewa beserta sinar biasnya; 2. Perpanjang sinar biasnya dan tentukan titik potongnya. Titik potong sinar bias tersebut merupakan bayangannya)

320


Kegiatan 29 : Menyelidiki hubungan jarak benda (s), jarak bayangan (s’), dan jarak fokus (f) pada lensa Tujuan : Dapat mengetahui hubungan jarak benda (s), jarak bayangan (s’), dan jarak fokus (f) pada lensa Alat dan bahan : Sumber cahaya, lensa cembung, layar Langkah kerja : 1. Susun peralatan seperti pada gambar

2. Letakkan sumber cahaya dengan jarak 30 cm dari lensa. Jarak ini merupakan jarak benda (s) 3. Nyalakan sumber cahaya dan arahkan ke lensa kemudian geser-geser layar dan temukan bayangannya 4. Ukur jarak bayangan (s’) yaitu jarak bayangan hingga lensa 5. Ulangi langkah kerja nomer 2 – 5 dengan jarak benda 25 cm, 20 cm, 15 cm, dan 10 cm

6. Masukkan datanya dalam tabel di bawah ini! Jarak benda (s) Jarak bayangan (s’) 30 cm ............. 25 cm .............

321


20 cm 15 cm 10 cm

............. ............. .............

7. Dari tabel di atas, hitunglah

1 1 1 1 , , dan + dengan mengisi tabel di bawah s s' s s'

ini Tabel : s

s’

30 cm 25 cm 20 cm 15 cm 10 cm

...... ...... ...... ...... ......

8. Bagaimana perbandingan nilai

1 s ...... ...... ...... ...... ......

1 s' ...... ...... ...... ...... ......

1 1 + s s' ...... ...... ...... ...... ......

1 1 + dari setiap percobaan? Sama, hampir s s'

sama, atau jauh berbeda? Informasi : Jika percobaan dilakukan dengan sangat teliti, dan didukung dengan peralatan 1 1 yang ideal, masing-masing nilai + akan mendekati tetap. Nilai tetap ini s s' 1 dimana f adalah jarak fokus lensa cembung. Persamaan merupakan nilai f 1 1 1 dituliskan : = + f s s' 9. Dari persamaan tersebut carilah persamaan bayangan (s’)! 1 1 1 1 1 1 1 f s 1 f −s sf , s' (f − s) = sf , s' = ) = + , ' = − , = − , = s f s' sf sf s' sf f −s f s s' s Informasi :

(

Persamaan ini berlaku pula untuk lensa cekung. Tetapi karena titik fokus (F) dan bayangan (s’) pada lensa cekung bersifat maya, maka jarak fokus (f) dan jarak bayangan (s’) pada lensa cekung bernilai negatif

Kegiatan 30 : Membangun konsep kuat lensa (P) Perhatikan gambar di bawah ini!

322


Lensa Cembung:

Lensa Cekung:

Gambar c Gambar d _____________________________________________________________________________

Lensa cembung : 1. Pada gambar lensa cembung di atas, lensa pada gambar manakah yang jarak fokusnya kecil?

(gambar a) 2. Lensa pada gambar mana yang kemampuan mengumpulkan cahaya lebih besar?

(gambar a) 3. Kalau demikian apa hubungan kemampuan mengumpulkan cahaya oleh lensa dengan jarak fokusnya?

(lensa yang jarak fokusnya lebih kecil, kemampun mengumpulkan cahayanya lebih besar) Lensa cekung :

323


1. Pada gambar lensa cekung di atas, lensa pada gambar manakah yang jarak fokusnya kecil?

(gambar c) 2. Lensa cekung pada gambar mana yang kemampuan menyebarkan cahaya lebih besar?

(gambar c) 3. Kalau demikian apa hubungan kemampuan menyebarkan cahaya oleh lensa cekung dengan jarak fokusnya?

(lensa yang jarak fokusnya lebih kecil, kemampuan menyebarkan cahayanya lebih besar) Informasi : Selanjutnya kuat lensa didefinisikan sebagai kebalikan jarak fokus. 1 Persamaannya yaitu P = . P adalah kuat lensa, dan f adalah jarak fokus. f Untuk lensa cembung, kekuatan lensanya bernilai positif. Sedangkan kekuatan lensa cekung bernilai negatif. 4. Satuan lensa adalah dioptri. Lensa dikatakan mempunyai kuat lensa 1 dioptri bila jarak fokusnya 1 m. Jadi

1 = 1 Dioptri 1m

PERALATAN OPTIK MATA Kegiatan 31 : Mempelajari bagian-bagian mata Bacalah buku fisika kelas X semester 2 atau sumber lain mengenai mata, kemudian kerjakan tugas di bawah ini 1. Gambarkan mata beserta bagian-bagiannya


324


2.

Jelaskan fungsi bagian-bagian mata tersebut!

Jawaban yang diharapkan: a. Kornea merupakan bagian mata yang keras, berfungsi untuk melindungi bagian mata yang lunak dan sensitif b. Pupil adalah celah berbentuk lingkaran yang berfungsi agar cahaya dapat masuk ke dalam mata c. Iris adalah selaput berwarna hitam atau biru, yang berfungsi mengatur ukuran pupil d. Lensa berfungsi membiaskan sinar yang berasal dari benda kemudian dibentuk bayangan pada retina e. Aqueous humor adalah cairan di dalam bola mata, berfungsi untuk membiaskan cahaya ke dalam mata f. Vitreous humor adalah cairan di dalam bola mata, membentuk sistem lensa dengan lensa mata dan berfungsi meneruskan cahaya dari obyek ke retina g. Retina berfungsi sebagai layar tempat terbentuknya bayangan atau obyek yang dilihat. Retina merupakan bagian mata yang penuh sarafsaraf mata yang sangat peka terhadap cahaya. h. Otot siliar berfungsi untuk mengatur lensa. Jika mata melihat benda sangat jauh otot siliar mengendur penuh sehingga lensa mata menjadi pipih. Jika mata melihat benda dekat, otot siliar menegang sehingga lensa mata menjadi lebih cembung i. Saraf optik berfungsi untuk mengirimkan rangsangan ke otak.

Kegiatan 32 : Membangun konsep daya akomodasi mata Bacalah buku fisika kelas X semester 2 atau dari sumber lain mengenai optika mata, kemudian kerjakan tugas di bawah ini dengan sungguh-sungguh!

325


1. Apakah syaratnya agar benda yang kita lihat dapat terlihat dengan jelas oleh mata?

(Benda akan terlihat dengan jelas apabila bayangan benda jatuh tepat pada retina) 2. Gambarkan skema pembentukkan bayangan pada mata ketika orang melihat sebuah benda dengan jelas.


3. Bagaimana sifat bayangan yang terbentuk pada retina?

(Nyata, terbalik, diperkecil) 4. Tetap atau berubahkah jarak bayangan pada mata? Berikan alasannya!

(jarak bayangan tetap, karena jarak antara lensa mata dan retina sebagai layar tetap) 5. Jika jarak bayangan tetap mengapa mata kita dapat melihat benda yang jauhnya berbeda-beda?

(karena lensa mata dapat mengatur kelengkungan lensa sehingga dapat mengatur jarak fokusnya) 6. Jika mula-mula melihat benda yang dekat, kemudian melihat benda yang jauh, supaya dapat melihat dengan jelas bagaimana dengan keadaan lensa matanya?

(lensa mata berubah menjadi lebih pipih)

326


7. Jika mula-mula melihat benda yang jauh, kemudian melihat benda yang dekat supaya dapat melihat dengan jelas bagaimana dengan keadaan lensa matanya?

(lensa mata berubah menjadi lebih cembung) 8. Kalau demikian , bila benda yang dilihat jaraknya berubah-ubah bagaimana lensa matanya supaya bayangannya jatuh tepat pada retina?

(lensa mata harus berubah-ubah kecembungannya) 9. Kemampuan lensa mata untuk berubah itu disebut dengan daya akomodasi mata. Jelaskan kembali daya akomodasi mata!

(daya akomodasi mata adalah kemampuan lensa mata untuk mengubah tingkat kecembungan lensa mata, sehingga jarak fokusya berubah)

Kegiatan 33 : Membangun konsep titik dekat dan titik jauh mata Pada kegiatan sebelumnya, kalian telah mempelajari daya akomodasi mata atau kemampuan lensa mata untuk mengatur jarak fokusnya yaitu dengan mencembung dan memipihnya lensa mata. Kemampuan untuk mencembung dan memipih pada lensa mata ini terbatas sehingga hal ini mengakibatkan jangkauan penglihatan terbatas pula. Pada kegiatan ini kita akan mempelajari konsep titik dekat dan titik jauh mata. Dengan mempelajari kembali optika mata pada bukumu, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan sungguh-sungguh. 1. Ketika jarak benda semakin dekat, bagaimana dengan perubahan lensanya?

(lensa mata semakin cembung) 2. Ketika melihat benda pada jarak d, lensa mata sudah mencapai kecembungan maksimum (tidak dapat mencembung lagi). Apa akibatnya jika benda yang dilihat terletak pada jarak yang lebih kecil dari d?

327


(benda tidak dapat dilihat dengan jelas) 3. Jarak d tersebut disebut dengan titik dekat. Jelaskan apa yang dimaksud dengan titik dekat!

(titik dekat mata adalah jarak benda paling dekat yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas) 4. Ketika jarak benda semakin jauh, bagaimana dengan perubahan lensa matanya?

(lensa mata semakin pipih) 5. Ketika melihat benda pada jarak j, lensa mata sudah dalam keadaan paling pipih (sudah tidak bisa memipih lagi). Apa akibatnya, jika jarak benda lebih jauh dari j?

(benda tidak dapat dilihat dengan jelas) 6. Jarak j tersebut disebut dengan titik jauh. Jelaskan apa yang dimaksud dengan titik jauh!

(titik jauh adalah jarak paling jauh yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas)

Kegiatan 34 : Membangun konsep rabun jauh Orang yang mempunyai penglihatan normal, titik jauhnya berada sangat jauh atau sering disebut di tak berhingga. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini 1. Apa akibatnya bila seseorang mempunyai titik jauh pada jarak tertentu?

(akibatnya orang tersebut tidak bisa melihat benda-benda yang letaknya sangat jauh dengan jelas) 2. Apa akibatnya jika sebuah benda diletakkan lebih jauh dari titik jauhnya?

(akibatnya benda tersebut tidak bisa terlihat dengan jelas)

328


Informasi : Orang yang mengalami gangguan penglihatan demikian disebut dengan rabun jauh 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan rabun jauh!

(rabun jauh adalah gangguan penglihatan dimana orang tersebut tidak bisa melihat benda yang letaknya jauh dengan jelas karena titik jauhnya terlalu dekat atau berada pada jarak tertentu)

Kegiatan 35 : Menggambar jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata yang mengalami rabun jauh Baca buku fisika kelas X semester 2 atau sumber lain mengenai ketidaknormalan mata, kemudian jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Apa yang dialami oleh seseorang yang rabun jauh ketika melihat benda yang jaraknya lebih jauh dari titik jauhnya? Mengapa?

(tidak dapat melihat dengan jelas, karena bayangan benda yang letaknya sangat jauh terbentuk di depan retina) 2. Bagaimana keadaan lensa mata ketika melihat benda yang terletak di titik jauh?

(lensa mata dalam keadaan paling pipih atau tidak bisa lebih pipih lagi) 3. Apa akibatnya bila lensa mata tidak bisa lebih pipih lagi?

(bayangan benda tidak dapat jatuh tepat di retina) 4. Di manakah jatuhnya bayangan benda?

(bayangan jatuh di depan retina) 5. Gambarkan jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata orang yang mengalami rabun jauh itu!

329



Kegiatan 36 : Membangun konsep rabun dekat Orang yang mempunyai penglihatan normal titik dekatnya kurang lebih 25 cm. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Apa akibatnya bila seseorang mempunyai titik dekat pada jarak tertentu?

(akibatnya orang tersebut tidak bisa melihat benda yang terletak pada titik dekat orang normal dengan jelas) 2. Jika seseorang mempunyai titik dekat pada jarak tertentu, apa akibatnya bila sebuah benda diletakkan di titik dekat orang yang mempunyai penglihatan normal?

(akibatnya benda tersebut tidak bisa dilihat dengan jelas) Informasi : Orang yang mengalami gangguan penglihatan seperti itu disebut dengan rabun dekat 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan rabun dekat!

(rabun dekat adalah gangguan penglihatan dimana orang tersebut tidak bisa melihat benda yang terletak di titik dekat orang normal dengan jelas karena titik dekatnya berada pada jarak tertentu atau titik dekatnya terlalu jauh)

Kegiatan 37 : Menggambar jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata yang mengalami rabun dekat Baca buku fisika kelas X semester 2 atau sumber lain mengenai ketidaknormalan mata kemudian jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini!

330


1. Apa yang dialami oleh seseorang yang rabun dekat ketika melihat benda yang terletak pada titik dekat orang yang mempunyai penglihatan normal? Mengapa?

(tidak dapat melihat dengan jelas) 2. Bagaimana keadaan lensa mata ketika melihat benda yang terletak di titik dekat?

(lensa mata dalam keadaan paling cembung, atau tidak bisa lebih cembung lagi) 3. Apa akibatnya bila lensa mata tidak bisa lebih cembung lagi?

(bayangan benda tidak dapat jatuh tepat di retina) 4. Di manakah jatuhnya bayangan benda?

(bayangan jatuh di belakang retina) 5. Gambarkan jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata orang yang mengalami rabun dekat!


KACAMATA Kegiatan 38 : Mencari jenis kacamata bagi orang yang rabun jauh Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1.

Di manakah jatuhnya bayangan benda pada orang yang rabun jauh?

(bayangan jatuh di depan retina)

331


2.

Supaya dapat melihat dengan jelas, bayangannya harus jatuh dimana?

(bayangan harus jatuh tepat di retina) 3.

Perhatikan kembali gambar yang telah kalian buat pada kegiatan 34. Agar bayangan dapat jatuh di retina, bayangannya harus di geser kemana?

(bayangan harus digeser maju ke arah retina) 4.

Untuk menggeser bayangan bagaimana caranya?

(sinar yang masuk ke lensa mata harus di buat menyebar, sehingga bayangannya dapat bergeser maju dan jatuh tepat pada retina) 5.

Lensa apakah yang mempunyai sifat menyebarkan sinar?

(lensa cekung) 6.

Jadi agar bayangan dapat jatuh di retina diperlukan apa?

(kaca mata cekung) 7.

Gambarkan jalannya sinar datang dan sinar bias yang masuk ke mata setelah memakai kacamata!


Kegiatan 39 : Menghitung kuat lensa kacamata yang diperlukan orang yang rabun jauh Kerjakan soal berikut ini dengan sungguh-sungguh! Seorang rabun jauh memiliki titik jauh 100 cm. Setelah jarak 100 cm ia tidak dapat melihat benda-benda dengan jelas. Ia ingin sekali melihat benda-benda

332


yang letaknya sangat jauh dengan jelas. Berapa kuat lensa kacamata yang diperlukan bagi orang yang rabun jauh itu? Permasalahan : Mencari kuat lensa kacamata orang yang mengalami rabun jauh Data : -

Titik jauh = 100 cm = 1 m Jarak benda = tak berhingga (≈)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Kacamata apakah yang diperlukan orang yang mengalami rabun jauh?

(kacamata cekung) 2. Agar orang yang rabun jauh dapat melihat benda yang sangat jauh dengan jelas, dimanakah letak bayangan yang dihasilkan oleh kacamata harus terbentuk?

(bayangan harus terbentuk di titik jauhnya) 3. Negatif atau positifkah jarak bayangannya? Mengapa?

(jarak bayangannya negatif karena bayangannya maya) 4. Dengan menggunakan rumus lensa, hitung berapa jarak fokusnya (f)! 1 1 1 = + f s s' 1 1 1 = + f ≈ − 1m 1 = 0 − 1m , sehingga f = - 1 m f 5. Setelah mengetahui jarak fokus yang diinginkan, dengan menggunakan rumus kuat lensa, hitung kuat lensa (P)!

P=

1 1 = −1 = −1 dioptri − 1m m

333


6. Berikan kesimpulanmu!

Jadi penderita rabun jauh tersebut harus mengenakan kacamata cekung dengan kuat lensa (– 1) dioptri

Kegiatan 40 : Mencari jenis kacamata orang yang rabun dekat Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Di manakah jatuhnya bayangan benda pada orang yang rabun dekat?

(bayangan jatuh di belakang retina) 2. Supaya dapat melihat dengan jelas, bayangannya harus jatuh dimana?

(bayangan harus jatuh tepat di retina) 3. Perhatikan gambar yang kalian buat pada kegiatan 36. Agar bayangan dapat jatuh di retina, bayangannya harus di geser kemana?

(bayangan harus digeser mundur ke arah retina) 4. Untuk menggeser bayangan bagaimana caranya?

(sinar yang masuk ke lensa mata harus di buat lebih mengumpul, sehingga bayangannya dapat bergeser mundur dan jatuh tepat pada retina) 5. Lensa apakah yang mempunyai sifat mengumpulkan sinar?

(lensa cembung) 6. Jadi agar bayangan dapat jatuh di retina diperlukan apa?

(kaca mata cembung) 7. Gambarkan jalannya sinar datang dan sinar bias yang masuk ke mata setelah memakai kacamata!

334



Kegiatan 41 : Menghitung kuat lensa kacamata yang diperlukan orang yang rabun dekat Kerjakan soal berikut ini dengan sungguh-sungguh! Seorang penderita rabun dekat dengan titik dekat 100 cm ingin membaca pada jarak normal 25 cm. Berapa jarak fokus dan kuat lensa yang harus digunakan? Permasalahan : Mencari kuat lensa kacamata orang yang mengalami rabun dekat Data : -

Titik dekat = 100 cm = 1 m Jarak benda = 25 cm = 0,25 m

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Kacamata apakah yang diperlukan oleh orang yang mengalami rabun jauh?

(kacamata cembung) 2. Agar orang yang rabun dekat tersebut dapat melihat tulisan pada jarak baca normal yaitu 25 cm, bayangan yang dibentuk oleh kacamata harus terbentuk di mana?

(bayangan harus terbentuk di titik dekatnya) 3. Negatif atau positifkah jarak bayangannya? Mengapa?

(jarak bayangannya negatif karena bayangannya maya)

335


4. Dengan menggunakan rumus lensa, hitung berapa jarak fokusnya (f)! 1 1 1 = + f s s' 1 1 1 = + f 0,25m − 1m 1 1 1 1 1 = 4 − 1 = 3 = 3 Dioptri, sehingga f = m f m m m 3 5. Setelah mengetahui jarak fokus yang diinginkan, dengan menggunakan rumus kuat lensa, hitung kuat lensanya (P)! P=

1 1 1 = = 3 = 3Dioptri 1 f m m 3

6. Berikan kesimpulanmu! (jadi penderita rabun dekat tersebut harus memakai kacamata cembung dengan kuat lensa 3 dioptri)

LUP Kegiatan 42.1 : Menggunakan lup Tujuan : Dapat mengetahui karakteristik dan fungsi lup Alat dan bahan : Lensa cembung, buku bacaan Langkah kerja : 1. Letakkan buku di atas meja 2. Ambil lensa cembung dan letakkan di atas tulisan pada buku 3. Gerakkan lensa ke atas atau ke bawah 4. Apa yang terjadi pada tulisan jika dilihat dengan menggunakan lensa cembung? ……………………. Informasi : Lensa cembung seperti itu disebut dengan lup

336


5. Jika demikian apakah lup itu dan apa fungsinya? (lup adalah lensa cembung dan berfungsi untuk memperbesar bayangan benda)

Kegiatan 42.2 : Menemukan konsep perbesaran bayangan 1. Perhatikan gambar di bawah ini!

Pada segitiga di atas, berlaku perbandingan AB AC BC = = DE DC EC 2. Perhatikan gambar di bawah ini!

Berdasarkan gambar di atas, tentukan perbandingan (

h' ? h

h' s ' A' B' A' O ) = = = h s AB AO

Informasi : Perbandingan antara tinggi bayangan (h’) dengan tinggi benda (h) atau perbandingan jarak bayangan (s’) dengan jarak benda (s’) disebut dengan h' s' perbesaran bayangan. Persamaan perbesaran bayangan yaitu M = = . h s

337


Kegiatan 42.3 : Menemukan persamaan umum perbesaran angular lup (lensa cembung) Perhatikan gambar di bawah ini!

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 1. Berdasarkan gambar di atas, carilah nilai tan α dan tan β! ( tan α =

AB dan d

tan β =

A' B' ) d

2. Tentukan perbandingan tan β dengan tan α!

A' B' tan β A' B' ( = d = ) AB tan α AB d Informasi : Perbandingan antara sudut penglihatan bayangan dengan menggunakan alat optik (β), dengan sudut penglihatan tanpa menggunakan alat optik (α) disebut dengan perbesaran angular (Ma). 3. Jika demikian, bagaimanakah persamaan umum perbesaran angular lup? ( Ma =

β A' B' = ) α AB

338


Kegiatan 42.4 : Mencari persamaan perbesaran angular lup untuk mata berakomodasi maksimum (cembung maksimum) Jawablah pertanyaan berikut ini! 1. Agar dapat melihat bayangan benda dengan jelas pada saat mata dalam keadaan berakomodasi maksimum, bayangan yang dihasilkan lup harus terbentuk di mana? (bayangan yang dihasilkan lup harus terbentuk di titik dekat) 2. Gambarkan pembentukkan bayangan oleh lup untuk mata yang berakomodasi maksimum. Catatan : Beri lambang d untuk titik dekatnya Jawaban yang diharapkan :

3. Bila tidak menggunakan lup, dimanakah letak benda paling dekat dengan mata harus berada, agar benda tersebut dapat dilihat dengan jelas oleh mata? (benda harus terletak di titik dekatnya) 4. Gambarkan benda yang dilihat oleh mata tanpa lup tersebut! Catatan : Beri lambang d untuk titik dekatnya Jawaban yang diharapkan:

339


5. Carilah persamaan perbesaran angularnya!

A' B' A' B' ( Ma = d = ) AB AB d 6. Berdasarkan persamaan yang telah kalian peroleh pada nomer 5, turunkan persamaan angular yang menyatakan jarak! ( Ma =

A' B' s ' = ) AB s

7. Dari gambar melihat benda dengan menggunakan lup di atas, berapakah jarak bayangannya? Negatif atau positif jarak bayangannya, mengapa? (jarak bayangannya d, nilainya negatif karena bayangannya maya) 8. Dengan menggunakan rumus lensa carilah jarak bendanya (s)? 1 1 1 = + f s s' 1 1 1 = + f s −d 1 1 1 1 1 1 , = + − =− + s f −d s f d 1 d f d+ f df , s= ) = + = s df df df d+ f (

9. Substitusikan jarak bayangan yang telah kalian peroleh pada nomer 7 dan jarak benda yang telah kalian peroleh pada nomer 8, ke dalam persamaan perbesaran angular pada nomer 6! ( Ma =

 d + f )  − dd − df s' −d d d  = , Ma = = −d  + = − −1 = +1 ) df s df df f f  df  d+ f

340


10. Jadi, bagaimana persamaan angular lup untuk mata yang berakomodasi maksimum? ( Ma =

d + 1) f

Kegiatan 42.5 : Mencari persamaan perbesaran angular lup untuk mata tidak berakomodasi Ketika melihat benda dengan menggunakan lup agar mata tidak cepat lelah maka mata tidak perlu berakomodasi. Untuk mencari persamaan perbesaran angular lup untuk mata yang tidak berakomodasi, kerjakan tugas di bawah ini dengan sungguh-sungguh! 1. Agar dapat melihat bayangan benda dengan jelas pada saat mata dalam keadaan tidak berakomodasi, bayangan yang dihasilkan lup harus terbentuk di mana? (Bayangan harus terbentuk di titik jauh) 2. Dimanakah letak titik jauh orang yang mempunyai penglihatan normal? (sangat jauh atau jauh tak berhingga) 3. Di manakah benda harus diletakkan, agar dihasilkan bayangan di tak berhingga? (benda harus diletakkan di titik fokus (F)) 4. Gambarkan sinar datang dan sinar bias benda tersebut!

341



5. Jika tidak menggunakan lup, dimanakah letak benda paling dekat dengan mata harus berada, agar benda tersebut dapat dilihat dengan jelas oleh mata? (benda harus terletak di titik dekatnya) 6. Gambarkan benda yang dilihat oleh mata tersebut! Catatan : Beri lambang d untuk titik dekatnya Jawaban yang diharapkan:

7. Carilah persamaan perbesaran angularnya! AB d β f ( Ma = = = ) α AB f d 8. Jadi bagaimana persamaan perbesaran angular untuk mata yang tidak berakomodasi? (persamaan perbesaran angular lup untuk mata tidak berakomodasi adalah d Ma = ) f

342


MIKROSKOP Kegiatan 43.1 : Mempelajari Mikroskop Baca buku fisika kelas X semester 2 atau dari sumber lain mengenai mikroskop kemudian kerjakan tugas di bawah ini dengan sungguh-sungguh! 1. Sebutkan bagian-bagian mikroskop berikut ini!

(1 lensa okuler; 2 makrometer (pemutar kasar); 3 mikrometer (pemutar halus); 4 revolver; 5 lensa obyektif; 6 pegangan; 7 meja preparat; 8 penjepit preparat; 9 diafragma; 10 cermin) 2. Jelaskan fungsi setiap bagian mikroskop tesebut! (1 Lensa okuler berfungsi untuk memperbesar bayangan. Biasanya terdapat dua buah dengan perbesaran 5 kali dan 10 kali; 2 Lensa obyektif berfungsi untuk memperbesar bayangan. Biasanya terdapat tiga buah dengan perbesaran masing-masing 10 kali, 45 kali, dan 100 kali; 3 Cermin digunakan untuk menerima dan mengarahkan cahaya matahari atau cahaya lampu menuju obyek; 4 Diafragma berfungsi untuk mengatur banyaknya cahaya yang mengenai preparat; 5 Revolver adalah alat pembawa dan pemutar lensa obyektif. Revolver dapat diputar hingga perbesaran lensa yang diinginkan berada pada posisi yang diinginkan; 6 Kaki atau pegangan berfungsi untuk menyangga bagian optik; 7 Meja preparat digunakan untuk meletakkan preparat yang akan diamati; 8 Makrometer digunakan untuk menggerakkan lensa obyektif dan lensa okuler untuk mengatur fokusnya; 9 Mikrometer berfungsi untuk mempertajam optik)

343


Kegiatan 43.2 : Menggunakan mikroskop Tujuan : Membuktikan fungsi mikroskop yang dapat digunakan untuk melihat benda yang berukuran sangat kecil Alat dan bahan : Mikroskop, silet, daun Langkah kegiatan : 1. Potong daun setipis mungkin dengan posisi membujur 2. Letakkan potongan daun tersebut di atas preparat, kemudian letakkan preparat di atas lubang meja preparat 3. Jepit kedua ujung preparat dengan penjepit preparat 4. Arahkan cermin pada sumber cahaya 5. Amati preparat dari lensa okuler dengan menggunakan satu mata, tetapi kedua mata harus tetap terbuka agar tidak cepat lelah 6. Atur makrometer ke arah bawah sehingga lensa obyektif mendekati preparat dan atur mikrometer agar lebih memfokuskan obyek 7. Apakah kalian dapat melihat sel daun dengan jelas dengan menggunakan mikroskop? ……………

Kegiatan 43.3 : Mencari persamaan perbesaran total mikroskop Tujuan : Dapat menemukan persamaan perbesaran total mikroskop Kegiatan 43.3.1 : Mencari persamaan perbesaran lensa obyektif 1. Baca buku fisika mengenai peralatan optik, dan carilah bagan pembentukkan bayangan pada mikroskop, kemudian gambarkan kembali pada lembar di bawah ini!

344


Jawaban yang di harapkan:

2. Berdasarkan gambar yang telah kalian buat di atas, bagaimanakah persamaan perbesaran lensa obyektif? ( M ob =

h'ob s 'ob = ) hob sob

Kegiatan 43.3.2 : Mencari persamaan perbesaran angular lensa okuler mikroskop untuk mata berakomodasi maksimum 1.

Bagaimanakah persamaan umum perbesaran angular lensa okuler? ( M ok =

2.

s'ok ) sok

Agar dapat melihat bayangan benda dengan jelas pada saat mata dalam keadaan berakomodasi maksimum, bayangan yang dihasilkan lensa okuler harus terbentuk di mana? (bayangan yang dihasilkan oleh lensa okuler harus terbentuk di titik dekat)

345


3.

Tunjukkan pada gambar yang telah kalian buat pada kegiatan 38.3.1 di atas jarak bayangannya dan beri lambang d!

4.

Negatif atau positifkah jarak bayangannya? Mengapa? (negatif, karena bayangannya bersifat maya) 5.

Dengan menggunakan rumus lensa, jarak benda dapat dinyatakan dengan sok =

df ok . d + f ok

Turunkan persamaan jarak benda hingga didapatkan persamaan seperti di atas 1 1 1 = + f ok sok s 'ok 1 1 1 = + f ok sok − d 1 1 1 1 1 1 − =− + , = + sok f ok − d sok f ok d 1 d f d + f ok = + ok = , sok df ok df ok df ok df ok sok = ) d + f ok (

6.

Substitusikan jarak bayangan yang telah kalian peroleh pada nomer 3 dan jarak benda yang telah kalian peroleh pada nomer 5 ke dalam persamaan umum perbesaan angular lensa okuler! ( M ok = M ok =

7.

s 'ok , sok

 d + f ok )  − dd − df ok −d d d  = = −d  + =− −1 = + 1) df ok df ok f ok f ok  df ok  df ok d + f ok

Kalau demikian bagaimana persamaan perbesaran angular lensa okuler untuk ( M ok =

mata berakomodasi maksimum?

346

d + 1) f ok


Kegiatan 43.3.3 : Mencari persamaan perbesaran angular lensa okuler mikroskop untuk mata tidak berakomodasi 1.

Di manakah letak bayangan yang dihasilkan lensa okuler agar mata yang tidak berakomodasi dapat melihat bayangannya dengan jelas? (bayangan yang dihasilkan harus terletak di titik jauh )

2.

Dimanakah titik jauh orang yang mempunyai penglihatan normal? (sangat jauh atau tak berhingga)

3.

Dimanakah benda harus di letakkan agar di hasilkan bayangan di tak berhingga? (benda harus di letakkan di titik fokus)

4.

Dengan menggunakan rumus lensa, turunkan persamaan yang menyatakan jarak benda! 1 1 1 1 1 1 1 1 , , sok = f ok ) = + = + , = f ok sok s 'ok f ok sok ≈ f ok sok Gambarkan bagan pembentukkan bayangan pada mikroskop untuk mata yang (

5.

tidak berakomodasi! Jawaban yang diharapkan :

347


6.

Jika tanpa menggunakan mikroskop, dimanakah benda paling dekat dengan mata harus berada, agar benda tersebut dapat dilihat dengan jelas? (benda harus berada di titik dekat)

7.

Gambarkan benda yang dilihat oleh mata tersebut! Catatan : Beri lambang d untuk titik dekatnya Jawaban yang diharapkan:

8.

Turunkan persamaan perbesaran angular lensa okuler pada mikroskop AB f d ) (Mok = ok = AB f ok d

Kesimpulan : Perbesaran total mikroskop adalah hasil kali perbesaran lensa objektif dengan perbesaran lensa okuler. Kalau demikian bagaimanakah persamaan perbesaran total mikroskop untuk : a. Mata berakomodasi maksimum (M =

s' ob d ×( + 1) ) sob f ok

b. Mata tidak berakomodasi (M =

s' ob d ×( )) sob f ok

348


Kegiatan 44 : Mempelajari kamera Carilah informasi dari buku fisika kelas X semester 2 atau dari sumber lain mengenai kamera

kemudian kerjakan tugas di bawah ini dengan sungguh-

sungguh! 1. Sebutkan bagian-bagian kamera pada gambar di bawah ini!

2. Jelaskan fungsi setiap bagian tersebut! (1 lensa berfungsi untuk mengatur jarak bayangan yaitu jarak antara film dengan lensa dengan cara menggerak-gerakkan lensa kameranya; 2 diafragma berfungsi untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk ke kamera; 3 Film berfungsi menangkap bayangan) 3. Carilah perbedaan antara kamera dan mata dengan menjawab pertanyaanpertanyaan di bawah ini! a. Bagaimanakah kamera dan mata memfokuskan bayangan benda? (mata menfokuskan bayangan benda dengan akomodasi mata yaitu kemampuan lensa mata untuk mencembung dan memipihkan lensa

349


matanya, sedangkan kamera memfokuskan bayangannya dengan memaju-mundurkan lensa kameranya) b. Apakah yang berfungsi mengatur intensitas cahaya yang masuk pada mata dan kamera? (yang berfungsi mengatur intensitas cahaya yang masuk ke mata adalah pupil, sedangkan kamera adalah diafragma) c. Di manakah tempat jatuhnya bayangan benda pada mata dan kamera? (jatuhnya bayangan benda pada mata adalah pada retina, sedangkan pada kamera bayangan benda jatuh pada pelat film)

Kegiatan 45 : Mempelajari teori-teori cahaya menurut Newton, Huygens, dan Maxwell Bacalah buku fisika kelas X semester 2 atau sumber lain mengenai teori-teori cahaya, kemudian jawablah pertanyaan–pertanyaan berikut ini! 1. Bagaimanakah definisi cahaya menurut Newton? (Cahaya menurut Newton (1642-1727) terdiri dari partikel-partilkel ringan berukuran sangat kecil yang dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan kecepatan yang sangat tinggi.) 2. Apa yang dapat dibuktikan dari teori partikel Newton? (Teori partikel Newton dapat menjelaskan peristiwa perambatan lurus cahaya, peristiwa pemantulan, dan peristiwa pembiasan) 3. Bagaimanakah peristiwa pembiasan menurut Newton? (Newton mengemukakan gagasannya jika partikel cahaya merambat dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, maka berdasarkan hukum kekekalan momentum kecepatannya akan bertambah besar karena ada gaya tarik menarik antara partikel cahaya dan medium) 4. Bagaimana definisi cahaya menurut Huygens? (Menurut Huygens (1629-1695), cahaya adalah gelombang seperti gelombang bunyi dan gelombang permukaan air. Setiap titik pada bidang gelombang primer(utama) bertindak sebagai anak gelombang sekunder yang

350


kemudian berkembang dengan kelajuan dan frekuensi yang sama dengan gelombang primernya) 5. Siapakah yang menentang teori gelombang Huygens? Apa alasannya? (Newton. Alasannya karena teori gelombang tidak dapat menjelaskan peristiwa perambatan lurus cahaya. Pada zaman itu, gelombang bunyi dan gelombang permukaan air dianggap mewakili sifat gelombang pada umumnya. Newton mengemukakan bahwa gelombang bunyi melentur terhadap rintangan, seperti ketika kita mendengar bunyi mesin mobil sebelum terlihat pada suatu tikungan dan gelombang permukaan air nampak membelok ketika mengenai batang kayu yang mengapung. Hal inilah yang menyebabkan Newton tidak setuju karena teori gelombang tidak dapat menjelaskan peristiwa perambatan lurus cahaya) 6. Apakah gelombang memerlukan medium untuk merambat? (ya) 7. Bagaimanakah Huygens menjelaskan cahaya matahari dan bintang dapat sampai di bumi, padahal antara bumi dan bintang terdapat ruang hampa udara? (Huygens memperkenalkan zat hipotetik (dugaan) bernama eter. Zat ini sangat ringan, tembus pandang dan memenuhi seluruh alam semesta. Eter membuat cahaya yang berasal dari bintang-bintang sampai ke bumi) 8. Apakah ada yang mendukung teori gelombang huygens dan apa alasannya? (Yang mendukung teori gelombang Huygens yaitu a. Thomas Young 1773-1829 dan Agustin Fresnell 1788-1827. Thomas Young dan Agustin Fresnell berhasil membuktikan bahwa cahaya dapat melentur (difraksi) dan berinterferensi. Berbeda pendapat dengan Newton yang menyatakan bahwa cahaya tidak dapat melentur b. Jeans Leon Foulcoult 1819-1868 melakukan eksperimen dan menemukan bahwa cepat rambat cahaya dalam air lebih rendah dibandingkan kecepatannya di udara. Padahal Newton dengan teori emisi partikelnya meramalkan kebalikannya) 9. Bagaimanakah pendapat Maxwell mengenai cahaya? (Menurut Maxwell cahaya dibangkitkan oleh gejala kelistrikkan dan kemagnetan sehingga tergolong gelombang elektomagnetik. Sesuatu yang yang berbeda dengan gelombang bunyi yang tergolong gelombang mekanik. Gelombang elekromagnetik dapat merambat dengan atau tanpa medium dan kecepatan yang amat tinggi bila dibandingkan dengan gelombang bunyi. Gelombang elekromagnetik merambat dengan kecepatan 300.000 km/s)

351


10. Siapakah yang pertama kali menguji hipotesa Maxwell? (Heinrich Herzt) 11. Apa yang ditemukan oleh Herzt? (Hertz (1857-1894) berhasil membuktikan secara eksperimental yang disusun dengan penemuan-penemuan berbagai gelombang yang tergolong gelombang elekromagnetik seperti sinar x, sinar gamma, gelombang mikro, RADAR dan sebagainya) 12. Apakah Maxwell masih menganggap bahwa di antara bumi dan bintang terdapat eter. Apakah eter ini dapat dibuktikan kebenarannya? ( Maxwell masih menganggap diantara bumi dan bintang terdapat eter. Eter tidak dapat dibuktikan keberadaannya ketika eksperimen Michelson dan Morley di tahun 1905 gagal membuktikan keberadaan eter seperti yang diperkirakan keberadaanya oleh Huygen dan Maxwell) Meskipun Maxwell tidak menuntaskan persoalan eter, namun persamaan Maxwell tetap berlaku dan dipergunakan hingga sekarang. Persamaannya memberikan uraian mengenai pembangkitan dan hubungan antara medan listrik dan medan magnetik.

SPEKTRUM GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Kegiatan 46 : Bacalah uraian di bawah ini, kemudian kerjakan tugasnya! Rentang spektrum gelombang elektromagnetik sangat luas. Di bawah ini adalah gambar rentang spektrum gelombang elektromagnetik.

352


1. Berdasarkan gambar tersebut, urutkan rentang spektrum gelombang elektromagnetik dari frekuensi tertinggi ke frekuensi yang terendah! (a. Sinar gamma; b. Sinar X; c. Sinar ultraviolet; d. Cahaya tampak; e. Sinar inframerah; f. Gelombang mikro; g. Gelombang radio) 2. Bacalah buku Marthen Kanginan kelas X semester 2 atau dari sumber lain mengenai rentang spektrum elektromagnetik, dan temukan manfaat masingmasing gelombang yang termasuk dalam rentang spektrum gelombang elektromagnetik! a. Sinar gamma berfungsi untuk memeriksa cacat-cacat pada logam b. Sinar X berfungsi untuk : 1) mengetahui cacat-cacat pada logam, khususnya bagian-bagian yang disambung bersama oleh proses pengelasan 2) menyelidiki barang-barang bawaan ketika berada di terminal bandara 3) mengetahui bagian dalam tubuh manusia dengan sinar X tanpa membedahnya c. Sinar ultraviolet berfungsi untuk : 1) memendarkan barium platina sianida dan menghitamkan pelat foto yang berlapis perak bromida 2) menghasilkan vitamin D yang diperlukan untuk tulang 3) membunuh bakteri dan virus pada peralatan pembedahan pada ruang operasi di rumah sakit d. Cahaya tampak berfungsi dalam penggunaan cahaya (sinar laser) dalam serat optik pada bidang telekomunikasi dan kedokteran e. Sinar inframerah berfungsi untuk : 1) mendeteksi tumbuh-tumbuhan yang tumbuh di bumi secara terinci 2) Diagnosis kesehatan 3) Remote control pada televisi dan peralatan elektronik lainnya 4) Pemanas listrik dalam rumah tangga 5) Mengeringkan cat mobil dengan cepat

353


f. Gelombang mikro berfungsi untuk : 1) untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis dalam oven microwave 2) Pesawat radar untuk mecari jejak sebuah benda 3) untuk mengirimkan gambar dalam siaran langsung televisi g. Gelombang radio berfungsi untuk : 1) saluran radio 2) saluran TV 3) komunikasi satelit 4) telepon

Tugas : 1. Carilah

informasi

mengenai

pengelompokkan

gelombang

berdasarkan panjang gelombang dan frekuensi, serta penggunaannya 2. Carilah informasi mengenai cara kerja oven microwave, dan radar

354

radio


BAB IV ANALISIS KARAKTERISTIK LEMBAR KEGIATAN SISWA

A. Analisis Lembar Kegiatan Siswa Lembar Kegiatan Siswa (LKS) berisi berbagai kegiatan yang akan dilaksanakan dalam proses pembelajaran di kelas. Kegiatan-kegiatan ini meliputi eksperimen, mengolah informasi untuk memecahkan suatu permasalahan fisika, dan mencari sendiri informasi dengan topik tertentu dari berbagai sumber. Analisis

karakteristik

LKS

diselenggarakan

untuk

memprediksi

kompetensi atau konsep yang dapat dibangun sendiri oleh siswa. Apabila LKS dilaksanakan, prediksi konsep atau kompetensi yang dapat dibangun sendiri oleh siswa dapat dilihat dalam tabel di bawah ini : 1. Materi Pokok Suhu dan Kalor Tabel 4.1 Karakteristik Lembar Kegiatan Siswa Materi Pokok Suhu dan Kalor

Konsep yang dibangun sendiri oleh

Kegiatan

siswa dan kompetensi yang muncul 1. Menemukan hubungan antara suhu

9

dan kalor 13

2. Merumuskan sendiri Asas Black 3. Menemukan karakteristik perubahan

15, 16, 17

wujud zat 4. Menemukan pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda pada peristiwa penguapan

355

18

Kerja ilmiah yang terintergrasi


Lanjutan tabel 4.1 Konsep yang dibangun sendiri oleh siswa dan kompetensi yang muncul

Kegiatan


22

5. Menemukan pengaruh kalor terhadap suhu dan wujud benda pada peristiwa pembekuan 6. Menyimpulkan faktor-faktor yang mempengaruhi titik lebur

26

Merumuskan tujuan penelitian, menetapkan

7. Menemukan pengaruh ketidakmurnian terhadap titik didih

27

variabel, menetapkan instrumen yang sesuai

8. Menemukan konsep perpindahan kalor secara konduksi

37

dengan tujuan penelitian, menentukan langkah

9. Mendefinisikan isolator dan konduktor

38

kerja, menggunakan alat ukur dengan teliti,

10. Menyimpulkan faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor secara

39

mengumpulkan data, menganalisis, menarik kesimpulan, tekun, kerja sama

konduksi 11. Menemukan konsep perpindahan kalor secara konveksi

41

12. Menyimpulkan faktor-faktor yang mempengaruhi rambatan kalor secara

42

konveksi 13. Mendefinisikan suhu

2

14. Mengubah skala termometer yang satu menjadi skala termometer yang

4, 5, 6, 7, 8

lain 15. Mendefinisikan sendiri konsep kalor jenis

10

16. Merumuskan sendiri persamaan kalor jenis

11

17. Merumuskan sendiri persamaan kapasitas kalor

12

356



Kegiatan

18. Mendefinisikan sendiri kalor uap dan kalor embun

19

19. Merumuskan sendiri persamaan kalor uap dan kalor embun

20

20. Mendefinisikan kalor lebur dan kalor beku

23

21. Merumuskan sendiri persamaan kalor lebur dan kalor beku

24

22. Merumuskan sendiri persamaan koefisien muai panjang, luas, dan


31, 32, 33 Membaca sendiri, mengolah informasi,

volume 23. Menemukan hubungan antara koefisien muai luas dengan koefisien muai panjang 24. Menemukan hubungan antara koefisien muai volume dengan koefisien muai panjang 25. Merumuskan sendiri persamaan kalor konduksi dan laju kalor konduksi 26. Merumuskan sendiri persamaan kalor konveksi dan laju kalor konveksi 27. Menemukan konsep perpindahan kalor secara radiasi

34

mengkomunikasikan informasi, mengkaji teori, menarik kesimpulan, tekun, bekerja sama

35

41 43

28. Menerapkan Asas Black untuk memecahkan persoalan mencari suhu akhir campuran 29. Menerapkan persamaan kalor uap dan kalor lebur untuk menghitung kalor yang diperlukan untuk mengubah es menjadi uap air 30. Menerapkan koefisien muai volume untuk memecahkan persoalan pemuaian zat cair

357

14 25

Spesifikasi peristiwa, menetapkan masalah utama, mengumpulkan data, menganaliis, realisasi penyelesaian, tekun, bekerja sama

36


2. Materi Pokok Listrik Dinamis Tabel 4.2 Karakteristik Lembar Kegiatan Siswa Materi Pokok Listrik Dinamis Konsep yang dibangun sendiri oleh siswa dan kompetensi yang muncul

Kegiatan

1. Menggunakan amperemeter untuk mengukur arus dalam suatu rangkaian

3, 5

2. Menggunakan voltmeter untuk mengukur beda potensial/tegangan dalam

7, 9


suatu rangkaian 3. Menemukan sendiri konsep isolator dan konduktor

11

4. Menemukan sendiri konsep daya hantar dan hambatan

12

5. Menemukan hubungan antara tegangan, kuat arus, dan hambatan dari

13

beban yang teraliri arus listrik

Merumuskan tujuan penelitian, menetapkan variabel, menetapkan instrumen yang sesuai

6. Menyimpulkan faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat

14

penghantar dan menemukan hubungannya

dengan tujuan penelitian, menentukan langkah kerja, menggunakan alat ukur dengan teliti,

7. Menyimpulkan sifat-sifat rangkaian seri

16

mengumpulkan data, menganalisis, menarik

8. Menyimpulkan sifat-sifat rangkaian paralel

19

kesimpulan, tekun, kerja sama

9. Menyimpukan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi yang

22

dihasilkan arus listrik 10. Merumuskan sendiri Hukum I Kirchhoff

19

11. Merumuskan sendiri Hukum II Kirchhoff

25

358



Kegiatan


1

12. Menemukan sendiri konsep arah arus dalam rangkaian

2, 4, 6, 8

13. Menemukan cara menggunakan alat ukur listrik amperemeter dan voltmeter 14. Merumuskan sendiri kuat arus

10 15, 18

15. Mendefinisikan rangkaian seri dan rangkaian paralel 16. Merumuskan sendiri persamaan energi

23

17. Menemukan hubungan antara daya dan energi listrik

24

18. Menerapkan hukum II Kirchhoff untuk merumuskan persamaan kuat arus

Membaca sendiri, mengolah informasi, mengkomunikasikan informasi, mengkaji teori, menarik kesimpulan, tekun, bekerja sama

26, 28

pada rangkaian sederhana dan rangkaian majemuk dua loop serta menentukan arah arusnya 19. Menemukan persamaan hambatan pengganti pada rangkaian kombinasi

21

20. Menerapkan Hukum II Kirchhoff untuk menentukan kuat dan arah arus

27

pada rangkaian sederhana / satu loop

Spesifikasi peristiwa, menetapkan masalah utama, mengumpulkan data, menganalisis,

21. Menerapkan hukum II Kirchhoff untuk menentukan kuat dan arah arus pada rangkaian majemuk dua loop

359

29

realisasi penyelesaian, tekun, bekerja sama


3. Materi Pokok Gelombang dan Optik Tabel 4.3 Karakteristik lembar kegiatan siswa materi pokok gelombang dan optik Konsep yang dibangun sendiri oleh siswa dan kompetensi yang muncul

Kegiatan

1. Menemukan sendiri hukum Snellius tentang pemantulan

1

2. Menyimpulkan sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar

2


4, 5, 6, 9

Merumuskan tujuan penelitian, menetapkan

4. Menyimpulkan sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung

10, 11

variabel, menetapkan instrumen yang sesuai

5. Mendefinisikan sendiri konsep pembiasan cahaya

14, 15

dengan tujuan penelitian, menentukan langkah

6. Menyimpulkan sifat-sifat cahaya yang dibiaskan oleh lensa cembung

19, 20, 21

kerja, menggunakan alat ukur dengan teliti,

7. Menyimpulkan sifat-sifat cahaya yang dibiaskan oleh lensa cekung

24, 25, 26

mengumpulkan data, menganalisis, menarik

8. Mengenali lup dan mengetahui cara menggunakannya

42

kesimpulan, tekun, kerja sama

9. Mengenali bagian-bagian mikroskop dan mengetahui cara menggunakan

43

3. Menyimpulkan sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung

mikroskop 10. Melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin datar

2

11. Menemukan sendiri konsep sinar istimewa pada cermin cekung

8

Membaca sendiri, mengolah informasi,

12. Melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cekung

9

mengkomunikasikan informasi, mengkaji teori,

13. Menemukan sendiri konsep sinar istimewa pada cermin cembung

12

menarik kesimpulan, tekun, bekerja sama

14. Melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin cembung

13

15. Menemukan sendiri konsep sinar istimewa pada lensa cembung

22

360



Kegiatan

16. Melukis bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung

23

17. Menemukan sendiri konsep sinar istimewa pada lensa cekung

27

18. Melukis bayangan yang dibentuk oleh lensa cekung

28

19. Merumuskan sendiri konsep kuat lensa

30

20. Menemukan konsep daya akomodasi mata, dan titik jauh dan titik dekat

32, 33, 34

21. Menggambar jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata yang rabun

35, 37

jauh dan rabun dekat


Membaca sendiri, mengolah informasi, 34, 36


23. Mengenali bagian-bagian dari kamera dan fungsinya

44


24. Menemukan informasi mengenai teori-teori cahaya menurut Newton,

45

22. Menemukan konsep rabun jauh dan rabun dekat

Huygens, dan Maxwell 25. Menemukan informasi mengenai rentang spektrum gelombang

46

elektromagnetik dan manfaatnya 26. Menemukan hubungan antara jarak fokus dan jari-jari pada cermin

7.2

cekung dan merumuskannya

361


Lanjutan tabel 4.3 Konsep yang dibangun sendiri oleh siswa dan kompetensi yang muncul 27. Menemukan hubungan antara jarak fokus dan jari-jari pada cermin

Kegiatan


11.2

cembung dan merumuskannya 28. Menemukan sendiri konsep indeks bias 29. Menemukan sendiri hukum Snellius tentang pembiasan 30. Menemukan hubungan antara jarak benda,, jarak bayangan, dan jarak

17

Membaca sendiri, mengolah informasi,

18


29


fokus lensa 31. Merumuskan sendiri persamaan perbesaran bayangan pada lup

42

32. Merumuskan sendiri persamaan perbesaran total bayangan mikroskop

43

35. Menerapkan hukum Snellius tentang pemantulan untuk memecahkan soal

3

33. Menerapkan konsep kuat lensa untuk memecahkan masalah menghitung

38, 39

Spesifikasi peristiwa, menetapkan masalah utama, mengumpulkan data, menganalisis,

kuat lensa yang diperlukan oleh orang yang mengalami rabun jauh 34. Menerapkan konsep kuat lensa untuk memecahkan masalah menghitung kuat lensa yang diperlukan oleh orang yang mengalami rabun dekat

362

40, 41

realisasi penyelesaian, tekun, bekerja sama


B. Try Out Try out dilaksanakan untuk mengetahui kesulitan yang muncul dari siswa pada saat pelaksanaan pembelajaran dengan menggunakan disain pembelajaran yang dibuat oleh penulis. Setelah mengetahui kesulitan yang dialami siswa selama proses

pembelajaran, penulis

dapat

memprediksi

kesulitan

dari disain

pembelajaran lain yang telah dirancang sehingga dapat menemukan solusinya. Try out dilaksanakan di SMA Virgo Fidelis Bawen Kabupaten Semarang di kelas X-3 yang berjumlah 34 orang. Karena materi yang di uji cobakan bukan materi semester 1 tetapi semester 2 dan jadwal sekolah yang sudah mendekati tes akhir semester 1, maka pihak sekolah memberikan waktu yang sangat terbatas untuk melakukan try out. Karena keterbatasan waktu ini, penulis mengambil materi pokok gelombang dan optik sub pokok bahasan pemantulan dan pembiasan. Try out dilaksanakan pada tanggal 22 November 2006 dan 29 November 2006 pukul 12.45 – 13.45 WIB. Berikut adalah uraian pelaksanaan try out di SMA Virgo Fidelis Bawen.

Pertemuan 1 Hari

: Rabu, 22 November 2006

Pukul

: 12.45 – 13.45 WIB

Materi pokok

: Gelombang dan optik

Sub-pokok bahasan

: Pemantulan pada cermin datar


Tabel 4.4 Rencana pengajaran pada saat pelaksanaan tryout pertemuan pertama: Kegiatan yang dilakukan Perkenalan, pengantar, penjelasan pelaksanaan eksperimen, membagi peralatan eksperimen dan membagi LKS Mengerjakan LKS kegiatan 1 dan diskusi Mengerjakan LKS kegiatan 2 dan diskusi Mengerjakan LKS kegiatan 3 dan diskusi Jumlah

Waktu 5 menit

20 menit 20 menit 15 menit 60 menit

Pada pertemuan pertama, kegiatan yang dilakukan siswa yaitu eksperimen dan mengerjakan LKS tentang pemantulan. Sebelum melaksanakan eksperimen dan mengerjakan LKS, pertama-tama guru menjelaskan dahulu tentang pelaksanaan kegiatan yang meliputi waktu, alat-alat percobaan yang digunakan, dan menjelaskan bagaimana menggunakannnya. Setelah itu guru membagi kelas menjadi 9 kelompok yang terdiri dari 3 sampai 4 siswa, membagi LKS dan alat eksperimen, dan meminta siswa untuk melaksanakannya. Kegiatan berlangsung dengan baik dan lancar, namun waktu yang diperkirakan oleh guru untuk melaksanaan eksperimen ternyata tidak tercapai sehingga kegiatan dan diskusi untuk kegiatan 3 tidak terlaksana. Walau demikian siswa sudah banyak yang mengerjakan dan terdapat beberapa dari mereka yang mengerjakan soal dengan benar. Jika diskusi untuk kegiatan 3 dapat terlaksana, kemungkinan besar siswa dapat mengerjakan soal aplikasi hukum pemantulan dengan benar. Pada saat pelaksanaan eksperimen dan diskusi, terdapat siswa yang bertanya. Adapun pertanyaan, jumlah siswa/kelompok yang bertanya dan solusi yang diberikan guru adalah sebagai berikut :

364


Kegiatan 1 : Menemukan hukum Snellius tentang pemantulan Tabel 1 Pertanyaan Siswa

Siswa bertanya mengenai cara membuat garis perpanjangan bayangan pada kertas agar benarbenar lurus (langkah kegiatan nomer 8) Siswa bertanya apakah benar sudut datang seperti yang mereka gambarkan

Jumlah siswa/kelompok yang bertanya

Solusi yang diberikan oleh guru kepada kelas

1

Guru memberikan contoh kepada kelas dengan melakukan langkah kegiatan tersebut di hadapan siswa

1

Guru meminta siswa untuk membaca kembali langkah kegiatan 1 nomer 5.

Kegiatan 2 : Mengetahui sifat-sifat bayangan yang dibentuk oleh cermin datar Tabel 2 Pertanyaan Siswa

Siswa bertanya apa yang dimaksud dengan arah menghadap bayangan telapak tangan pada kegiatan 2.1


Solusi yang diberikan oleh guru kepada kelas Guru memberikan pertanyaan arahan sebagai berikut - Jika kalian bercermin, apakah bayangan tangan kananmu juga berada disebelah kanan? (siswa menjawab: tidak) - Jadi bagaimana arah menghadap bayangan telapak tanganmu? (siswa menjawab: “berlawanan dengan arah menghadap telapak tangan. Yang kiri jadi kanan, yang kanan jadi kiri”) Guru menjelaskan dengan memberikan pertanyaan arahan sebagai berikut - Gambar bendanya mana? - Gambar cerminnya mana? - Dari benda buat sinar datang dengan menarik garis dari benda menuju cermin. Jangan buat yang tegak lurus dengan cermin karena garis tegak lurus dengan cermin merupakan apa

2

Siswa bertanya bagaimana membuat sinar datang pada benda yang berjumlah 2 pada kegiatan 2.2 nomer 2 1

365


Lanjutan tabel 2 Pertanyaan Siswa


Solusi yang diberikan oleh guru kepada kelas (siswa menjawab: ”garis normal”) - Buat lagi yang seperti itu tapi tempatnya yang berbeda! Setelah itu guru meminta siswa membaca dan mengikuti langkahlangkah kegiatan selanjutnya

Dari hasil koreksi LKS pada pertemuan I, terlihat bahwa LKS yang dikerjakan oleh siswa pada kegiatan 1 yaitu menemukan hukum Snellius tentang pemantulan sudah dilaksanakan dengan baik. Sebagian besar siswa mengerjakan eksperimen dengan baik dan pertanyaan yang dijawab hampir sesuai dengan jawaban yang diharapkan oleh guru. Pada kegiatan 2 yaitu pada kegiatan 2.1 mengamati bayangan pada cermin datar, sebagian besar siswa juga menjawab sesuai jawaban yang diharapkan. Namun pada kegiatan 2.2 yaitu melukis bayangan yang dibentuk oleh cermin datar, terdapat kesulitan dalam menggambar sinar datang dan sinar pantul dari gambar yang tersedia. Ternyata pertanyaan arahan yang diberikan belum membuat jelas siswa. Salah pengeertian dan ketidakjelasan mengenai cara menggambar bayangan mempengaruhi jawaban atas pertanyaan dan tugas berikutnya. Banyak siswa yang menjawab asal-asalan dan banyak juga yang tidak menggambar dan menjawab. Pada kegiatan 3 yaitu mengerjakan soal latihan, sebagian siswa sudah mengerjakan dengan baik dan benar, sebagian kecil menjawab salah dan ada yang sama sekali belum mengerjakan. Kesulitan yang dialami pada pelaksanaan tryout pada pertemuan pertama yaitu keterbatasan waktu. Akibat keterbatasan waktu ini, diskusi belum terlaksana

366


secara maksimal sehingga kemungkinan terdapat siswa yang belum sungguhsungguh mengerti seluruhnya tentang konsep yang sedang dipelajari. Hal ini terlihat dari banyak siswa yang kesulitan menggambar jalannya sinar datang dan sinar pantul pada pembentukkan bayangan pada cermin datar. Walau demikian, banyak siswa yang dapat mengerjakan soal latihan dengan benar meskipun ada beberapa siswa yang belum mengerjakan sama sekali. Hal ini memperlihatkan bahwa konsep yang dipelajari telah tertanam pada sebagian dari mereka. Jika waktu yang tersedia mencukupi, pasti disain pembelajaran ini mampu membantu siswa dalam membangun sendiri konsep pemantulan yang sedang dipelajari.

a. Pertemuan kedua Hari Pukul Materi pokok Sub-pokok bahasan

: Rabu, 29 November 2006 : 12.45 – 13.45 WIB : Gelombang dan optik : Pembiasan

Tabel 4.5 Rencana pengajaran pada saat pelaksanaan tryout pertemuan kedua : Kegiatan yang dilakukan Pengantar, membagi peralatan eksperimen dan membagi LKS Pelaksanaan kegiatan 1 dan diskusi Pelaksanaan kegiatan 2 dan diskusi Pelaksanaan kegiatan 3 dan diskusi Jumlah

Waktu 5 menit 20 menit 10 menit 25 menit 60 menit

Pada pertemuan kedua, kegiatan yang dilakukan siswa yaitu eksperimen dan mengerjakan LKS tentang pembiasan. Sebelum melaksanakan eksperimen dan mengerjakan LKS, guru menjelaskan dahulu pelaksanaan eksperimen yang meliputi alat-alat yang digunakan dan menjelaskan bagaimana menggunakannnya. Setelah itu guru membagi kelas menjadi 9 kelompok yang terdiri dari 3 sampai 4

367


siswa, kemudian guru membagi LKS dan alat eksperimen dan meminta siswa untuk melaksanakannya. Pada saat awal pelaksanaan eksperimen, guru melihat pekerjaan siswa dan melihat banyak siswa yang salah menggambar. Ternyata siswa tidak jelas mengenai langkah-langkah kegiatan yang ada. Kemudian guru menjelaskan langkah kerja eksperimen kepada kelas semetara siswa menggambar juga. Meskipun sudah mempunyai pengalaman dari pertemuan pertama, guru masih mengalami kesulitan mengenai pembagian waktu kegiatan. Eksperimen dan diskusi untuk kegiatan 3 belum terlaksana dengan maksimal. Namun eksperimen dan diskusi kegiatan 1 dan kegiatan 2 sudah berjalan dengan lancar. Pada pelaksanaan eksperimen dan tugas yang ada dalam LKS terdapat beberapa siswa yang bertanya. Adapun pertanyaan, jumlah siswa/kelompok yang bertanya, dan solusi yang diberikan adalah sebagai berikut: Kegiatan 1 : Membangun konsep pembiasan cahaya Tabel 1 Pertanyaan Siswa

Siswa bertanya apakah syarat cahaya mengalami pembiasan?



1

Guru memberikan pertanyaan arahan sebagai berikut : - Pada waktu kalian melakukan percobaan, ketika kalian melepaskan kaca dari atas kertas apakah garis a dan c segaris? (Siswa menjawab: “tidak”) - Jika tidak ada kaca, dan kalian diminta membuat garis lurus dari a ke c apakah kalian akan membuatnya membelok/tidak lurus? (siswa menjawab: “ tidak”) - Jadi apa syaratnya cahaya mengalami pembiasan?

368


Lanjutan tabel 1 Pertanyaan Siswa

Siswa bertanya apakah benar pembiasan terjadi di kertas?


Solusi yang diberikan oleh guru kepada kelas (Siswa menjawab: “Jika cahaya mengenai kaca”) - Apakah pembiasan hanya terjadi di kaca? (Siswa menjawab: “Tidak” - Jadi apa syaratnya cahaya mengalami pembiasan? (Siswa menjawab: “Jika mengenai benda bening tembus cahaya) Guru menjelaskan dengan pertanyaan arahan sebagai berikut : - Peristiwa pembiasan itu bagaimana? (siswa menjawab: “pembelokkan cahaya”) - Pada gambarmu, dimana sinar dibelokkan? - (siswa menjawab: “pada garis I dan garis II”) - Garis tersebut merupakan apa? (“Siswa menjawab: bidang batas antara kaca dan udara”) - Jadi pembiasan terjadi di mana? (Siswa menjawab: “pada bidang batas dua benda”)

1

Kegiatan 2 : Mengenal istilah-istilah dalam pembiasan Tabel 2 : Pertanyaan Siswa

Siswa bertanya bagaimana menggambar garis normal Siswa menunjukkan gambar mereka dan menanyakan apakah benar seperti yang mereka gambarkan

Jumlah siswa/kelompok yang bertanya 1


Guru meminta membaca kegiatan 2 nomer 2 1

Guru meminta siswa untuk membaca kegiatan 2 nomer 2 dan 3 kemudian guru menginformasikan untuk memberi keterangan atas garis/sinar yang mereka buat

369


Kegiatan 3.1 : Membangun indeks bias medium Tabel 3 : Pertanyaan Siswa

Siswa bertanya mengenai letak sudut datang dan sudut bias

Jumlah Solusi yang diberikan oleh guru siswa/kelompok kepada kelas yang bertanya 1 Guru meminta mereka untuk melihat kembali gambar yang mereka buat pada kegiatan 2. Setelah itu guru meminta siswa untuk menunjukkan sudut datang dan bias kepada siswa. (siswa salah menunjukkan) Guru bertanya kepada kelompok lain apakah benar seperti yang ditunjukkan oleh temannya. (siswa lain menjawab: “sudut datang dan sudut bias terbentuk diantara sinar datang dengan garis normal dan sudut bias terletak diantara sinar bias dan garis normal”) Guru menanyakan apakah sudah jelas dan siswa menjawab jelas.

Dari hasil koreksi LKS pada pertemuan II, terlihat bahwa LKS yang dikerjakan oleh siswa pada kegiatan 1 yaitu membangun konsep pembiasan cahaya, sudah terlaksana dengan baik. Sebagian besar siswa mengerjakan eksperimen dengan baik dan pertanyaan yang dijawab hampir semuanya benar. Kesimpulan yang diberikan mengenai pembiasanpun sebagian besar sudah benar, dan sebagian lagi kurang sempurna. Pada kegiatan 2 yaitu mengenal istilah-istilah dalam pembiasan, siswa juga mengerjakan tugas sesuai dengan yang diharapkan namun masih banyak siswa yang belum lengkap menamai istilah-istilah yang ada dalam pembiasan. Pada kegiatan 3 yaitu membangun indeks bias medium, dari hasil koreksi terlihat bahwa sebagian besar siswa dalam melakukan percobaan dengan tidak sungguh-sungguh. Dari data yang mereka ambil terlihat sangat

370


meragukan. Hanya satu kelompok yang dapat dipastikan melakukan percobaan dengan sungguh-sungguh. Kelompok tersebut menjawab sesuai dengan jawaban yang diharapkan oleh guru, namun dalam penerapan dalam medium lain yaitu pada tugas kegiatan 3 nomer 12, mereka belum bisa mengerjakan. Kesulitan yang dialami selama tryout pada pertemuan kedua yaitu keterbatasan waktu sehingga diskusi kurang maksimal khususnya pada kegiatan 3. Selain itu terdapat peraturan yang tidak memperbolehkan siswa menggunakan kalkulator pada saat pelajaran sehingga kegiatan 3 tidak terlaksana dengan lancar, mengingat bahwa kegiatan 3 eksperimen membutuhkan kalkulator untuk menghitung sinus sudut datang dan sudut bias. Pada waktu itu kalkulator yang tersedia hanya satu yaitu milik guru.

Kesimpulan Try out Pada saat melakukan eksperimen, siswa masih sangat membutuhkan bimbingan. Oleh karena itu kehadiran guru sangat diperlukan sekali untuk mengarahkan siswa agar sampai pada konsep yang dibangun. LKS yang diberikan kepada siswa membuat siswa aktif dalam proses pembelajaran. Siswa terlihat gembira dan bersemangat dengan cara belajar melalui eksperimen. Perkiraan waktu terselesaikannya satu kegiatan oleh guru ternyata tidak tercapai. Hal ini menjadi masukkan bagi guru agar lebih memperhatikan waktu pada pelaksanaan pembelajaran yang akan dilakukan kelak.

371


BAB V PREDIKSI KESULITAN PERTANYAAN DAN USAHA MENGATASINYA

Berdasarkan Try Out, ternyata terdapat pertanyaan dan tugas yang tidak dapat dijawab langsung oleh siswa dan untuk mengerjakan dan menjawabnya perlu bantuan guru. Oleh karena itu materi lain yang belum diuji cobakan perlu diantisipasi adanya pertanyaan-pertanyaan dan tugas yang kemungkinan juga tidak dapat dijawab langsung. Agar pembelajaran berlangsung baik sesuai yang diharapkan, guru perlu menyiapkan bantuan berupa pertanyaan-pertanyaan pengarah untuk digunakan sewaktu-waktu. Pertanyaan-pertanyaan dan tugas pengarahnya adalah sebagai berikut :

1. Pokok Bahasan Suhu dan Kalor Kegiatan 5 : Mengubah Skala Termometer Celcius menjadi Skala Reamur Pertanyaan nomer 5 : Kalau begitu, bagaimana persamaan untuk mengubah skala termometer celcius ke termometer reamur? Setelah itu hitunglah suhu dalam derajat celcius tersebut ke dalam derajat suhu reamur! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah kedua termometer digunakan untuk mengukur suhu air yang sama? 2. Kalau begitu apakah jawaban nomer 2 dan nomer 3 sama bagiannya dan dapat dibandingkan? 3. Bandingkan kedua persamaan tersebut dan hitunglah suhunya dalam derajat reamur!

372


Kegiatan 7 : Mengubah Skala Termometer Celcius menjadi Skala Fahrenheit Pertanyaan nomer 8 : Apakah nilai x pada perhitungan di atas, sudah menunjukkan angka yang sebenarnya? Mengapa bisa demikian dan berapa angka yang sebenarnya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Berapa skala terendah skala termometer fahrenheit? 2. Apakah nilai yang telah kalian dapatkan dihitung dari skala terendah termometer fahrenheit atau dari skala termometer penyesuaian? 3. Berapa angka yang harus ditambahkan pada hasil perhitunganmu agar angkanya merupakan angka dari skala yang sebenarnya pada termometer fahrenheit?

Kegiatan 8 : Mengubah Skala Termometer Fahrenheit menjadi Skala Celcius Pertanyaan nomer 8 : Ubahlah skala Fahrenheit menjadi Celcius dengan mengisi tabel berikut ini! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Dari manakah angka 90 yang telah kalian dapatkan pada soal-soal di atas? 2. Kalau begitu bila diketahui skala suhu termometer celcius, maka skala suhu tersebut harus diapakan terlebih dahulu? 3. Pada tabel diketahui suhu dalam skala celcius. Untuk memperoleh persamaan tuliskan pengurangnya juga!

Kegiatan 9 : Mencari Hubungan antara Suhu dan Kalor Pertanyaan nomer 3 : Mana yang menerima energi, air panas atau air biasa, dan diterima dari mana?

373


Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Energi apakah yang berpindah pada percobaan tersebut? 2. Air dalam bejana yang mana yang suhunya mengalami kenaikan? 3. Air yang suhunya naik tersebut menerima atau melepas energi? 4. Kalau begitu air mana yang menerima energi? Dan diperoleh dari mana? Pertanyaan nomer 4 : Mana yang melepas energi, air panas atau air biasa, dan dilepas ke mana? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Air dalam bejana manakah yang suhunya mengalami penurunan? 2. Kalau begitu air dalam bejana mana yang melepas energi dan dilepas kemana? Pertanyaan nomer 7 : Nyatakan perbedaan antara suhu dan kalor! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Pelajari kembali informasi pada nomer 2 dan nomer 6!

Kegiatan 13 : Menunjukkan Asas Black melalui percobaan Pertanyaan nomer 8 : Hitung kalor yang dilepas! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Setelah dicampur, air yang mana yang melepas kalor? Air hangat atau air es? 2. Dengan menggunakan persamaan kalor (Q) yang telah kalian pelajari pada kegiatan 11, hitung kalor yang dilepas air tersebut! Pertanyaan nomer 9 : Hitung kalor yang diserap! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 2. Setelah dicampur, air yang mana yang menyerap kalor? Air hangat atau air es? 3. Hitung kalor yang diserap!

374


Kegiatan 21 : Mengamati Perubahan Suhu dan Kalor pada Peristiwa Peleburan Pertanyaan nomer 4 : Kalau begitu parafin menyerap kalor atau melepas kalor? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apabila parafin dipanaskan bagaimana dengan suhunya? 2. Jika suhunya naik, parafin menyerap kalor atau melepas kalor? Pertanyaan nomer 7 : Jika demikian selama melebur kalor yang diberikan digunakan untuk apa? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 2.

Peristiwa perubahan apa saja yang terjadi pada saat parafin melebur?

3.

Kalau begitu kalor yang diberikan digunakan untuk apa?

Kegiatan 26 : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi titik lebur Percobaan 1 : Menyelidiki pengaruh tekanan terhadap titik lebur Pertanyaan nomer 2 : Pada suhu ruangan tempat percobaan kalian, bagaimanakah perbandingan titik lebur kedua balok es tersebut? Peristiwa manakah yang menunjukkan perbandingan tersebut? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Carilah jawabnya dengan mencari informasi pada buku fisikamu! Pertanyaan nomer 5 : Pada percobaan di atas, kawat berbeban melalui balok es tanpa memotong balok menjadi 2 bagian. Jelaskan mengapa bisa demikian! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Carilah jawabnya dengan mencari informasi pada buku fisikamu!

375


Kegiatan 28 : Percobaan pemuaian zat padat Pertanyaan nomer 2 : Mengapa dapat terjadi peristiwa tersebut? Apa penyebabnya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apa yang terjadi pada gotri? 2. Jika gotri didiamkan saja apakah gotri dapat memuai? 3. Kalau begitu apa yang menyebabkan gotri memuai?

Kegiatan 31a : Mencari persamaan koefisien muai panjang zat padat Pertanyaan nomer 3 : Berapakah pertambahan panjang tiap satuan panjang awal logam? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Bagilah pertambahan panjang pada nomer 2 dengan kenaikkan suhu pada nomer 3! Pertanyaan nomer 4 : Berapakah pertambahan panjang persatuan panjang awal untuk setiap kenaikan suhu? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Bagilah nilai yang telah kalian dapat dari nomer 3 dengan panjang awal!

Kegiatan37 : Percobaan untuk membangun konsep perpindahan kalor secara konduksi Pertanyaan nomer 8 : Perpindahan kalor tersebut disebut dengan konduksi. Nyatakan perpindahan kalor secara konduksi dengan kata-katamu sendiri ! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apa yang mengakibatkan lilin pada ujung logam mencair? 2. Melewati apakah kalor sehingga sampai ke ujung logam?

376


3. Apakah perpindahan kalor tersebut disertai dengan perpindahan partikelpartikel logam? 4. Perpindahan kalor seperti itu disebut dengan perpindahan kalor secara konduksi. Nyatakan perpindahan kalor secara konduksi dengan kata-katamu sendiri!

Kegiatan 41 : Percobaan untuk membangun konsep perpindahan kalor secara konveksi Pertanyaan nomer 11 : Peristiwa perpindahan tersebut disebut dengan konveksi. Nyatakanlah konveksi dengan kata-katamu sendiri! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah ada perubahan suhu pada air di sebelah kiri yang terdapat termometernya? 2. Lihatlah gula yang ada pada percobaanmu ketika dipanaskan 3. Apakah gula berpindah ke tempat air yang terdapat termometernya? 4. Kalau begitu apakah perpindahan kalor disertai dengan perpindahan partikel? 5. Nyatakan definisi perpindahan kalor secara konveksi!

2. Pokok Bahasan Listrik Dinamis Kegiatan 3 : Cara memasang amperemeter dalam rangkaian Pertanyaan nomer 3 : Merupakan ujung apakah titik p dan Q? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Baca kembali kegiatan 1! Pertanyaan nomer 7 : Tuliskan langkah-langkah memasang amperemeter pada rangkaian arus searah!

377


Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah rangkaian harus diputus dahulu jika akan memasang amperemeter? 2. Dimanakah kutub-kutub amperemeter dipasangkan? 3. Bagaimana pemasangan kutub-kutub amperemeter dengan ujung-ujung beban pada rangkaian yang akan diukur kuat arusnya? 4. Bila pemasangan amperemeter sudah benar ke manakah arah menyimpangnya jarum? 5. Kalau begitu, tuliskan langkah-langkah memasang amperemeter!

Kegiatan 7 : Cara memasang voltmeter dalam rangkaian Pertanyaan nomer 7 : Berdasarkan percobaan di atas tuliskan langkah-langkah memasang voltmeter! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah untuk memasang voltmeter rangkaian harus diputus dahulu? 2. Dimanakah kutub-kutub voltmeter dipasang? 3. Bagaimana pemasangan kutub-kutub voltmeter dengan ujung-ujung beban yang akan diukur beda potensialnya? 4. Bila pemasangan voltmeter sudah benar, kemana jarum akan menyimpang? 5. Tuliskan langkah-langkah memasang voltmeter!

Kegiatan 12 : Menemukan konsep daya hantar dan hambatan Pertanyaan nomer 6 : Dari kedua lampu mana yang mempunyai daya hantar lebih besar? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Dari percobaan, mana yang kuat arusnya lebih besar?

378


2. Lampu yang mengalirkan arus lebih besar tersebut yang mempunyai daya hantar yang lebih besar. Kalau begitu lampu yang mana yang mempunyai daya hantar yang lebih besar? Pertanyaan nomer 7 : Dari kedua lampu mana yang mempunyai hambatan yang lebih besar? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Dari percobaan mana yang kuat arusnya lebih kecil? 2. Lampu yang mengalirkan arus lebih kecil tersebut mempunyai hambatan yang lebih besar. Kalau begitu, lampu mana yang memunyai hambatan lebih besar?

Kegiatan 14 .1 : Menyelidiki pengaruh panjang kawat terhadap hambatan kawat Pertanyaan nomer 4 : Bagaimana pengaruh panjang kawat pada hambatannya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat pada tabel data kolom panjang kawat dan hambatan (V/I)! 2. Jika kawat semakin panjang bagaimana hambatannya (V/I)?

Kegiatan 14.2 : Menyelidiki pengaruh penampang kawat terhadap hambatan kawat Pertanyaan nomer 5 : Bagaimana pengaruh penampang kawat pada hambatannya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat data pada kolom penampang kawat dan kolom hambatan (V/I)! 2. Jika penampang kawat semakin luas bagaimana dengan hambatannya?

Kegiatan 14.3 : Menyelidiki pengaruh jenis kawat terhadap hambatan kawat Pertanyaan nomer 6 : Pengaruh jenis kawat pada besarnya hambatan dinyatakan dengan hambatan jenis yang diberi simbol ρ. Hambatan kawat (R) sebanding

379


dengan hambatan jenis. Kalau begitu, dari kedua kawat tersebut manakah yang mempunyai hambatan jenis lebih besar? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat data hasil percobaanmu! 2. Dari kedua jenis kawat, kawat manakah yang mempunyai hambatan lebih besar? 3. Bagaimana hubungan antara hambatan dengan hambat jenis? 4. Kalau begitu, kawat mana yang mempunyai hambat jenis paling besar?

Kegiatan 16 : Menyelidiki sifat-sifat rangkaian seri Pertanyaan nomer 10 : Dari percobaan di atas berikan kesimpulanmu mengenai sifat-sifat rangkaian seri Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Sifat-sifat rangkaian seri merupakan jawaban dari nomer 6, 7, 8 dan nomer 9. Untuk menjawab pertanyaan nomer 10, ringkaslah jawaban dari nomer-nomer tersebut!

Kegiatan 17 : Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian seri dengan hambatan pengganti Pertanyaan nomer 1 : Tuliskan pertanyaan yang menyatakan hubungan antara Vs, VAB, dan VBC! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Pelajari kembali sifat-sifat rangkaian seri pada kegiatan 16 nomer 8 dan nomer 9! Pertanyaan nomer 2 : Dengan menggunakan hukum Ohm, tuliskan persamaan VAB, dan VBC. Setelah itu substitusikan ke dalam persamaan nomer 1! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah :

380


1. Tuliskan kembali persamaan yang menyatakan hukum Ohm! 2. Pelajari sifat-sifat rangkaian seri pada kegiatan 16. Apakah arus pada rangkaian seri di mana-mana sama? 3. Lihat gambar! Apa nama arus yang mengalir dalam rangkaian? 4. Lihat gambar! Pada VAB dan VBC apa nama hambatannya? 5. Substitusikan nilai arus dan hambatan pada persamaan nomer 1 (hukum Ohm)

Kegiatan 19 : Menyelidiki sifat-sifat rangkaian paralel Pertanyaan nomer 9 : Dari percobaan di atas berikan kesimpulanmu! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Sifat-sifat rangkaian paralel merupakan jawaban dari nomer 3, 4, 5, 6, 7, dan 8. Untuk menjawab pertanyaan nomer 10, ringkaslah jawaban dari nomer-nomer tersebut!

Kegiatan 20 : Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian paralel dengan hambatan pengganti Pertanyaan nomer 1 : Tuliskan persamaan yang menyatakan hubungan antara Ia, I1, I2, dan I3! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Pelajari kembali hukum I Kircchoff pada kegiatan 19 nomer 9!

Kegiatan 22 : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi yang dihasilkan arus listrik Pertanyaan nomer 2 : Kenaikan suhu air dihasilkan oleh energi listrik yang diubah menjadi energi kalor. Kalau begitu, apa yang menentukan energi yang dihasilkan arus listrik? Bagaimana pengaruhnya?

381


Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat data hasil percobaan! 2. Apa yang mempengaruhi kenaikkan suhu? 3. Kalau begitu jika baterai yang digunakan tambah banyak, bagaimana pengaruhnya terhadap suhu? Pertanyaan nomer 3 : Dari percobaan ke 2, untuk kuat arus yang sama dan beda potensial yang kurang lebih sama, apa yang mempengaruhi energi yang dihasilkan arus lisrik? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat data pada percobaan 2! 2. Perhatikan kolom waktu lamanya arus mengalir dengan kolom kenaikkan suhu 3. Apa yang mempengaruhi kenaikkan suhu? Bagaimana hubungannya?

Kegiatan 27 : Menentukan persamaan rangkaian dengan menggunakan hukum II Kircchoff Pertanyaan nomer 1 : Pada gambar di atas bagaimana tanda V1, IR1, IR2, V2, dan IR3? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Baca dan pelajari kembali ketentuanketentuan yang ada pada uraian sebelumnya!

3. Pokok Bahasan Gelombang dan Optik Kegiatan 1 : Menemukan hukum pemantulan pada cermin (Hukum Snellius tentang pemantulan) Pertanyaan nomer 3 : Tuliskan kesimpulanmu mengenai sifat-sifat pemantulan cahaya!

382


Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Sifat-sifat pemantulan cahaya merupakan jawaban dari nomer 1 dan nomer 2 dan dikenal dengan hukum Snellius tentang pemantulan. Tuliskan kembali sifat-sifat pemantulan cahaya tersebut!

Kegiatan 2.1 : Mengamati bayangan maya pada cermin datar Pertanyaan nomer 6 : Bayangan dengan sifat-sifat seperti di atas disebut dengan bayangan maya. Kalau begitu nyatakan bayangan maya Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Dari jawaban nomer 2 sampai 5, buatlah menjadi satu kalimat pernyataan. Pernyataan tersebut merupakan sifat-sifat dari bayangan maya. Kalau demikian, nyatakanlah bayangan maya!

Kegiatan 2.2 : Menentukan jalannya sinar pada pembentukkan bayangan pada cermin datar Pertanyaan nomer 9 : Kalau begitu, bagaimana bayangan terbentuk? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Dimanakah sinar pantul berpotongan? 2. Pelajari nomer 8. Titik potong tersebut merupakan apa? 3. Kalau begitu, bagaimana bayangan terbentuk?

Kegiatan 4.2 : Mendefinisikan bayangan nyata Pertanyaan nomer 2 : Dimanakah perpotongan sinar pantul pada kegiatan 4.1 terjadi? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat kembali percobaan pada kegiatan 4.2

383


2. Bagaimanakah bayangan terbentuk? 3. Dimanakah bayangan matahari terbentuk? 4. Kalau begitu, dimana perpotongan sinar pantul terjadi? Di depan atau di dalam cermin?

Kegiatan 8 : Membangun konsep sinar istimewa pada cermin cekung Pertanyaan nomer 1 : Kemanakah sinar-sinar sejajar dipantulkan? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah bayangan itu? 2. Di manakah bayangan matahari terbentuk? 3. Tempat bayangan matahari terbentuk disebut apa? 4. Jadi kemanakah sinar-sinar sejajar tersebut dipantulkan? Pertanyaan nomer 3 : Jika sinar datang melewati titik pusat kelengkungan cermin, kemanakah sinar pantulnya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Pelajari Hukum Snellius tentang penamtulan pada kegiatan 1 2. Setelah mengerti hukum Snellius, ikutilah perintah selanjutnya!

Kegiatan 12 : Membangun konsep sinar istimewa pada cermin cembung Pertanyaan nomer 1 : Kemanakah sinar-sinar sejajar yang jatuh pada cermin cembung dipantulkan? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah bayangan itu? 2. Di manakah bayangan matahari terbentuk? 3. Tempat bayangan matahari terbentuk disebut apa?

384


4. Jadi kemanakah sinar-sinar sejajar tersebut dipantulkan?

Kegiatan 15 : Membangun konsep pembiasan cahaya Pertanyaan nomer 9a : Kapan cahaya mengalami pembiasan? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah pembiasan itu? 2. Jika sinar melewati udara, sebagai contoh jika kamu menyalakan baterai pada malam hari, apakah sinar lampu baterai terlihat membelok? 3. Pelajari percobaan yang baru saja kalian lakukan. Kapan garis/sinar membelok? Pertanyaan nomer 9b : Di mana pembiasan terjadi? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Pada gambarmu, di mana sinar dibelokkan? 2. Gasis tersebut merupakan apa? 3. Jadi pembiasan terjadi di mana?

Kegiatan 17.2 : Mencari persamaan indeks bias kaca terhadap air Pertanyaan nomer 3 : Nyatakan persamaan yang telah kalian temukan pada nomer 2 dengan na! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Pelajari informasi pada nomer 12! nua dapat ditulis dengan persamaan yang bagaimana? 2. Dari persamaan tersebut tuliskan persamaan na!

Kegiatan 18 : Menyelidiki sifat-sifat pembiasan (Hukum Snellius tentang pembiasan)

385


Pertanyaan nomer 3 : Berdasarkan soal di atas dan penyelesaiannya, berikan kesimpulanmu mengenai sinar datang dan sinar bias! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Dari soal, besar manakah indeks bias udara dengan indeks bias kaca? 2. Dari jawabanmu, bagaimana perbandingan sudut datang dengan sudut bias? Besar manakah antara sudut datang dan sudur bias? 3. Berdasarkan jawaban nomer 1 dan nomer 2, berikan kesimpulanmu dengan mencari hubungan antara indeks bias medium dengan sudut datang dan sudut bias!

Kegiatan 22 : Membangun konsep sinar istimewa pada lensa cembung Pertanyaan nomer 1a : Bagaimana jalannya sinar matahari yang jatuh pada permukaan lensa? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Pelajari kembali kegiatan 12

Kegiatan 32 : Membangun konsep daya akomodasi mata Pertanyaan nomer 4 : Tetap atau berubahkan jarak bayangan pada mata? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Berubahkah jarak lensa mata dengan retina? 2. Kalau begiatu tetap atau berubahkah jarak bayangan pada mata? Pertanyaan nomer 5 : Jika jarak bayangan pada mata tetap, mengapa mata kita dapat melihat benda yang jauhnya berbeda-beda? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Apakah lensa mata dapat berubah kelengkungannya?

386


2. Jika berubah kelengkungannya, apakah jarak fokusnya juga berubah? 3. Kalau begitu mengapa mata dapat melihat benda yang jauhnya berbeda-beda? Pertanyaan nomer 9 : Kemampuan lensa mata untuk berubah itu disebut dengan daya akomodasi mata Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Lihat kembali jawaban nomer 6 dan 7

Kegiatan 35 : Menggambar jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata yang mengalami rabun jauh Pertanyaan nomer 2 : Bagaimana keadaan lensa mata ketika melihat benda yang terletak di titik jauh? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Pelajari kegiatan 33 2. Semakin pipih atau semakin cembungkah bila mata melihat benda yang letaknya semakin jauh? 3. Bila benda terletak pada tempat paling jauh yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas, bagaimana dengan keadaan lensa matanya?

Kegiatan 37 : Menggambar jalannya sinar datang dan sinar bias pada mata yang mengalami rabun dekat Pertanyaan nomer 2 : Bagaimana keadaan lensa mata ketika meihat benda yang terletak di titik dekat? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Semakin pipih atau semakin cembungkah bila mata melihat benda yang letaknya semakin dekat?

387


2. Bila benda terletak pada tempat yang paling dekat yang masih dapat dilihat oleh mata dengan jelas, bagaimana dengan keadaan lensa matanya?

Kegiatan 38 : Mencari jenis kacamata orang yang rabun jauh Pertanyaan nomer 4 : Untuk menggeser bayangan (agar maju ke arah retina) bagaimana caranya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Agar sinar biasnya maju, sinar yang masuk ke mata harus di buat menyebar atau mengumpul? 2. Bila dibuat mengumpul, bayangannya jatuh ke depan atau kebelakang? 3. Bila dibuat menyebar, bayangannya jatuh ke depan atau ke belakang? 4. Kalau begitu sinar yang masuk ke mata harus dibuat menyebar atau mengumpul?

Kegiatan 40 : Mencari jenis kaca mata orang yang rabun dekat Pertanyaan nomer 4 : Untuk menggeser bayangan (agar mundur ke arah retina) bagaimana caranya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Agar sinar biasnya mundur ke arah retina, sinar yang masuk ke mata harus di buat menyebar atau mengumpul? 2. Bila dibuat mengumpul, bayangannya jatuh ke depan atau kebelakang? 3. Bila dibuat menyebar, bayangannya jatuh ke depan atau ke belakang? 4. Kalau begitu sinar yang masuk ke mata harus dibuat menyebar atau mengumpul?

388


Kegiatan 42.4 : Mencari perbesaran angular lup untuk mata yang berakomodasi maksimum Pertanyaan nomer 2 : Gambarkan pembentukkan bayangan oleh lup untuk mata berakomodasi maksimum Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Lihat gambar b pada kegiatan 42.3! Pertanyaan nomer 3 : Bila tidak menggunakan lup, di manakah letak benda paling dekat dengan mata harus berada, agar benda tersebut dapat dilihat dengan jelas oleh mata? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Baca dan pelajari kembali kegiatan 33 tentang titik jauh dan titik dekat! Pertanyaan nomer 5 : Carilah perbesaran angularnya! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Pelajari kembali kegiatan 42.3 mengenai perbesaran angular Pertanyaan nomer 6 : Berdasarkan persamaan yang telah kalian peroleh dari nomer 5, turunkan persamaan angular yang menyatakan jarak Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat gambar pada nomer 2 2. Pelajari kembali kegiatan 42.2! Dari persamaan pada nomer 5, munculkan faktor jarak benda (s) dan jarak bayangan (s’) Pertanyaan nomer 7 : Dari gambar melihat benda dengan menggunakan lup, berapakah jarak bayangannya? Negatif atau positifkah jarak bayangannya? Mengapa? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah :

389


1. Lihat gambar 2! 2. Dari gambar, berapa jarak bayangannya? 3. Bayangannya nyata atau maya? Alasannya apa? 4. Kalau begitu negatif atau positifkah jarak bayangannya? Pertanyaan nomer 8 : Dengan menggunakan rumus lensa, carilah jarak bendanya! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Tuliskan persamaan lensa! 2. Substitusikan jarak bayangan yang telah kalian peroleh pada nomer 7 pada persamaan lensa! 3. Cari persamaan jarak bendanya (s)!

Kegiatan 42.5 : Mencari persamaan perbesaran angular lup untuk mata tidak berakomodasi Pertanyaan nomer 1 : Agar dapat melihat bayangan benda dengan jelas pada saat mata dalam keadaan tidak berakomodasi bayangan yang dihasilkan lup harus terbentuk dimana? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Pelajari kegiatan 33 mengenai titik jauh dan titik dekat! Pertanyaan nomer 3 : Di manakah benda harus diletakkan agar dihasilkan bayangan di tak berhingga? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Carilah jawabnya pada buku fisikamu. Baca mengenai lup! 2. Gambarlah perbesaran bayangan benda bila benda diletakkan di titik fokus (F)!

390


Kegiatan 43.3.2 : Mencari persamaan perbesaran angular lensa okuler mikroskop untuk mata berakomodasi maksimum Pertanyaan nomer 2 : Agar dapat melihat bayangan dengan jelas pada saat mata dalam keadaan berakomodasi maksimum, bayangan yang dihasilkan lensa okuler harus terbentuk di mana? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : Pelajari kegiatan 33 mengenai titik jauh dan titik dekat! Pertanyaan nomer 4 : Negatif atau positifkah jarak bayangannya? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Lihat gambar! 2. Bayangan yang terbentuk dari lensa okuler nyata atau maya? Berikan alasannya! 3. Kalau begitu negatif atau positifkah jarak bayangannya? Pertanyaan nomer 6 : Turunkan persamaan jarak benda hingga didapatkan persamaan seperti di atas! Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Bagaimanakah persamaan lensa (okuler)? 2. Substitusikan persamaan pada nomer 5 ke dalam persamaan lensa!

Kegiatan 43.3.3 : Mencari persamaan perbesaran angular lensa okuler mikroskop untuk mata tidak berakomodasi Pertanyaan nomer 1 : Di manakah letak bayangan yang dihasilkan lensa okuler agar mata yang tidak berakomodasi dapat melihat bayangan dengan jelas? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah :

391


Pelajari kegiatan 33 mengenai titik jauh dan titik dekat! Pertanyaan nomer 3 : Di manakah benda harus diletakkan agar di hasilkan bayangan di tak berhingga? Alternatif pertanyaan/perintah pengarah : 1. Cari pada buku fisikamu mengenai mikroskop! 2. Gambarkan bayangan benda jika benda diletakkan di titik fokus (F)! 3. Kalau begitu benda harus diletakkan di mana agar dihasilkan bayangan di tak berhingga?

392


BAB VI PETUNJUK PELAKSANAAN

Petunjuk pelaksanaan berikut ini merupakan pedoman untuk dibaca terlebih dahulu oleh siapa saja yang akan menggunakan LKS hasil rancangan yang ada. Adapaun uraian petunjuk pelaksanaan adalah sebagai berikut 1. LKS yang disusun bukan dimaksudkan sebagai modul yang dikerjakan sendiri oleh siswa tanpa bantuan guru. Tidak juga sebagai pengganti guru, tetapi dimaksudkan sebagai media pembelajaran. Kehadiran guru sangat diperlukan untuk mengarahkan siswa bila mengalami kesulitan melakukan tugas atau menjawab pertanyaan, serta mendiskusikan kebenaran jawaban siswa hingga menghasilkan konsep yang akan dibangun. 2. Pola umum kegiatan dalam LKS yang dirancang adalah masalah, percobaan/demonstrasi untuk memperoleh data, analisis data, menarik kesimpulan, dan penerapan konsep. Data yang diperoleh dapat berupa data kuantitatif ataupun kualitatif. 3. Analisis dilakukan dengan bantuan pertanyaan-pertanyaan bertahap yang harus dijawab siswa. Ini dimaksudkan untuk menjamin terbangunnya konsep yang telah ditetapkan. 4. Pertanyaan-pertanyaan yang ada dalam LKS harus dijawab siswa secara bertahap. Jawaban pertanyaan yang diperlukan untuk melakukan kegiatan atau menjawab pertanyaan selanjutnya harus didiskusikan terlebih dahulu hingga menghasilkan kesimpulan yang benar. Hal ini dikarenakan kesimpulan yang

393


telah didapat diperlukan untuk melakukan kegiatan dan menjawab pertanyaan selanjutnya. 5. Agar proses pembelajaran mendekati proses ilmiah, sebaiknya setiap kali membangun suatu konsep atau kompetensi diawali dengan masalah yang relevan. Masalah dapat ditulis dalam LKS yaitu pada awal kegiatan, atau dapat disampaikan secara lisan, ditulis dalam papan tulis, ditayangkan dengan menggunakan OHP (Over Head Proyektor). Perlu kreativitas guru dalam mencari dan merumuskan sendiri masalah-masalah yang relevan karena hanya sebagian LKS yang dirancang ini yang sudah diawali dengan masalahmasalah yang relevan tersebut. 6. Dalam LKS terdapat informasi yang disampaikan oleh guru. Ada dua informasi yaitu : a. Informasi yang bersifat pemberian nama hukum, nama satuan, istilah nama. Informasi seperti itu dapat ditulis dalam LKS b. Informasi yang berupa idealisisasi menuju pada diperolehnya hubungan kuantitatif hasil percobaan. Informasi-informasi seperti itu sebaiknya disampaikan secara lisan saat proses pembelajaran. Penyampaiannya dilakukan sesuai urutan kegiatan dalam LKS. Dalam LKS yang dirancang, informasi tersebut dicetak dengan satu spasi. Informasi tersebut tidak ditulis dalam LKS yang dibagikan kepada siswa. LKS yang dibagikan kepada siswa dapat dilihat pada lampiran 7. Bila diperlukan pertanyaan-pertanyaan yang disusun dalam LKS dapat dikembangkan ataupun diganti dengan pertanyaan yang lebih baik, dan lebih

394


mengarah. Oleh karena itu bagi siapa saja yang akan menggunakan LKS ini sebagai media pembelajaran dapat mengembangkan pertanyaan-pertanyaan yang ada. 8. Untuk pertanyaan-pertanyaan yang konseptual terutama yang berkaitan dengan menarik kesimpulan, guru harus tahu jawaban benar yang diharapkan. Hal ini penting agar guru dapat mengetahui apakah jawaban siswa benar, salah, kurang tepat, kurang lengkap, sehingga guru dapat mengarahkan sampai pada jawaban yang diharapkan dan sampai pada konsep yang dibangun. Dalam rancangan ini jawaban pertanyaan konseptual tersebut dicetak dengan huruf miring. Jawaban tersebut tidak ditulis pada LKS yang dibagikan kepada siswa. 9. Alat atau media pada LKS yang dirancang Pada LKS yang telah dirancang, terdapat dua macam kegiatan yaitu melakukan percobaan atau demonstrasi dan melakukan tugas yang berupa menjawab pertanyaan-pertanyaan, mengerjakan soal latihan, dan mencari artikel. Dalam pelaksanaannya apabila siswa mengalami kesulitan untuk melakukan tugas, guru dapat mengatasinya dengan memberikan pertanyaanpertanyaan dan tugas pengarahnya. Pertanyaan dan tugas pengarah tersebut dapat dilihat pada bab sebelumnya yaitu pada prediksi kesulitan pertanyaan dan usaha mengatasinya. Untuk kegiatan melakukan percobaan, bila dalam pelaksanaan kegiatan jumlah alat-alat di laboratorium sekolah cukup banyak, atau kemungkinan siswa sendiri dapat menyediakan alat-alat yang dibutuhkan,

395


siswa dapat melakukan eksperimen. Dalam eksperimen guru dapat membagi siswa dalam kelompok-kelompok, baik dalam kelompok kecil yang terdiri dari dua atau tiga siswa ataupun dalam kelompok besar yang terdiri dari empat sampai lima orang. Pembagian kelompok tersebut tergantung dari jumlah alat yang tersedia atau yang dimiliki laboratorium sekolah. Bila sekolah hanya memiliki satu perangkat alat praktikum saja, sehingga tidak memungkinkan untuk dilakukan eksperimen, maka guru dapat mengatasinya dengan melakukan demonstrasi. Dalam demonstrasi guru dapat meminta salah satu siswa atau beberapa siswa untuk memperagakan percobaan. Guru mengarahkan, membimbing siswa atau memberikan petunjuk pelaksanaan demonstrasi. Bila sekolah tidak mempunyai alat percobaan yang diperlukan sama sekali dan usaha guru sendiri untuk menghadirkan peralatan tersebut tidak tercapai, sehingga tidak memungkinkan dilaksanakannya eksperimen ataupun demonstrasi, maka agar kegitan pembelajaran dapat terlaksana sesuai dengan prinsip

pembelajaran menurut KBK khususnya kegiatan melakukan

percobaan, guru dapat menyajikan data-data percobaan yang sudah pernah dilaksanakan sebelumnya pada kegiatan-kegiatan dalam desain yang sudah dirancang. Pada LKS yang dirancang, alat dan bahan percobaan yang diperlukan adalah sebagai berikut a. Materi Pokok Suhu dan Kalor 1) Alat-alat percobaan :

396


Bejana tempat air, gelas kimia, termometer, pembakar spiritus, penyangga kaki tiga, stopwatch, labu. 2) Bahan-bahan percobaan : Air biasa, air panas, air es, aquades (air murni), bongkahan/batangan es, parafin, gula, garam, alkohol, minyak kelapa, lilin, gula batu, gotri (butiran logam), beberapa (batang/kawat) logam (tembaga, besi, aluminium), dan batang (stick) kayu kecil Pada materi pokok suhu dan kalor, sebagian besar kegiatannya berupa melakukan percobaan. Semua alat dan bahan percobaan yang diperlukan di atas sangat mudah untuk didapatkan dan kemungkinan besar sekolah memilikinya. Kalaupun sekolah tidak memilikinya, untuk menghadirkan peralatan dan bahan tersebut secara pribadi dipastikan bisa. Karena peralatan dan bahan percobaan sangat mudah untuk didapatkan, maka semua percobaan pada materi pokok suhu dan kalor ini dapat dilaksanakan. b. Materi Pokok Listrik Dinamis 1) Alat-alat percobaan Amperemeter, voltmeter, lampu, kabel, saklar, stopwatch, termometer, logam pemanas (heater), osiloskop, 2) Bahan-bahan percobaan Baterai, kawat nikelin, seng, kawat tembaga, penggaris kayu, penggaris plastik, uang logam, karet, air

397


Pada LKS materi pokok Listrik Dinamis, alat dan bahan percobaan sebagian besar tersedia di sekolah. Kegiatan yang kemungkinan tidak dapat terlaksana karena peralatannya kemungkinan tidak semua sekolah memilikinya yaitu kegiatan 30, melihat bentuk grafik tegangan DC (Dirrect Current) dan tegangan AC (Alternating Current). Alat dan bahan yang diperlukan yaitu 4 buah baterai, lampu, dan osiloskop. Alat yang kemungkinan sekolah tidak memilikinya yaitu osiloskop. Agar tujuan dari kegiatan ini dapat tercapai, guru dapat menyediakan gambar osiloskop, gambar rangkaian yang harus dirangkai, gambar tombol-tombol pada osiloskop yang perlu diatur, dan gambar grafik DC dan AC yang dihasilkan oleh osiloskop. c. Materi Pokok Gelombang dan Optik 1) Alat-alat percobaan Cermin datar, cermin cekung, cermin cembung, kaca planparalel, lensa cembung, lensa cekung, lup, mikroskop, sumber cahaya (sinar laser), layar, gabus/kardus 2) Bahan-bahan percobaan Jarum, kertas, jangka, busur derajat, penggaris, air susu Semua peralatan yang diperlukan untuk percobaan pada materi pokok Gelombang dan Optik sederhana sangat mudah untuk didapatkan. Sekolah kemungkinan besar sudah mempunyai peralatan tersebut. Oleh karena itu semua percobaan yang ada dalam LKS gelombang optik semua dapat dilaksanakan.

398


10. Pada LKS yang telah disusun, penerapan konsep belum dilakukan pada setiap konsep yang dibangun. Sangat baik bila penerapan konsep dilakukan atau dikaji pada setiap konsep yang dibangun. 11. Pada LKS ini ada materi yang sebenarnya dapat disampaikan dengan metode ceramah yaitu pada materi pokok gelombang dan optik, pada sub pokok bahasan teori-teori cahaya, dan gelombang elektromagnetik, tetapi tidak dilakukan. Ceramah diganti dengan tugas mencari uraian tersebut dalam buku. Penulis tidak bermaksud menyampaikan bahwa metode ceramah tidak baik dan harus dihilangkan. Membaca sendiri mempunyai aspek positif yaitu a) siswa maju dengan kemampuan dan kecepatannya sendiri, b) ada kesempatan lebih luas lagi dalam mencermati informasi, dan 3) kesempatan lebih banyak bagi guru untuk membantu siswa yang mengalami kesulitan. 12. Bila dalam pembelajaran, waktu yang diperlukan untuk melaksanakan semua kegiatan dalam LKS ternyata tidak mencukupi, maka kegiatan yang ada dalam LKS dapat tidak semua dilaksanakan. Guru dapat memilih kegiatan mana yang akan dilaksanakan sesuai dengan waktu yang tersedia dan yang paling tepat

dengan

materi

yang

sedang

dipelajari.

Dapat

juga

dengan

menyederhanakan kegiatan yaitu dengan menyederhanakan pertanyaanpertanyaan yang ada dalam LKS. Alternatif yang lain misalnya dalam suatu kegiatan terdapat kegiatan merangkai alat, rangkaian tidak dibuat saat demonstrasi/eksperimen dilakukan, tetapi dibuat sebelumnya dan siswa tinggal melaksanakannya sehingga dapat menghemat waktu.

399


13. Penulis tidak berpretensi bahwa hasil rancangan ini merupakan hasil rancangan terbaik. Oleh karena itu dapat dikembangkan sendiri. Hasil rancangan ini hanya merupakan salah satu model pembelajaran yang dapat dipilih. Untuk kompetensi dan materi pokok tertentu, apabila guru menemukan cara atau model lain yang lebih baik dan lebih efektif, tetapi bukan sekedar lebih mudah pelaksanaannya, guru dapat menggunakan model lain tersebut.

400


BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan Bila rancangan LKS ini digunakan sebagai media pembelajaran, maka pembelajaran yang terjadi akan sesuai dengan filsafat konstruktivisme yaitu siswa membangun sendiri pengetahuannya. Guru berperan dalam membimbing dan mengarahkan siswa agar proses membangun pengetahuan tersebut dapat berjalan dengan lancar, dan dapat benar-benar terbangun dan tertanam dalam diri siswa. Rancangan kegiatan yang ada dalam LKS mendekati pola kerja ilmiah yang diawali dengan permasalahan, percobaan/demonstrasi untuk memperoleh data, analisis data, menarik kesimpulan, dan penerapan konsep. Analisis data dilakukan dengan bantuan pertanyaan-pertanyaan yang harus dijawab oleh siswa dan jawaban siswa harus benar sesuai dengan jawaban yang diharapkan sehingga dapat dihasilkan kesimpulan yang benar pula. Dari LKS yang telah di Try Out kan, ternyata pertanyaan-pertanyaan yang ada dalam analisis data tidak dapat dijawab oleh siswa secara langsung. Siswa memerlukan pertanyaan/perintah pengarah sehingga siswa dapat menjawab pertanyaan sesuai dengan yang diharapkan. Guru perlu mempersiapkan alternatif pertanyaan/perintah

pengarah tersebut. Dari pelaksanaan Try Out secara

langsung, terlihat bahwa pembelajaran dengan cara eksperimen dapat membuat siswa aktif dan senang.

401


B. Saran-saran 1. Penulis menyarankan bila pengguna akan mengembangkan LKS hasil rancangan ini sebagai media pembelajaran, sebaiknya disesuaikan dengan situasi dan kondisi siswa serta sekolah. Pengguna harus mengetahui dengan sungguh-sungguh, antara kegiatan yang dapat dilaksanakan dan kegiatan yang tidak dapat dilaksanakan di sekolah, dan siap dengan alternatif bantuannya. 2. Bila dalam pembelajaran, waktu yang diperlukan untuk melaksanakan semua kegiatan dalam LKS ternyata tidak mencukupi, maka kegiatan yang ada dalam LKS dapat tidak semua dilaksanakan. Pengguna dapat memilih kegiatan mana yang akan dilaksanakan sesuai dengan waktu yang tersedia. 3. Sebelum melaksanakan kegiatan dalam LKS, sangat penting bagi siswa untuk menguasai kegiatan prasyarat. Oleh karena itu guru perlu membuat alat evaluasi yang berupa pre tes dan post tes.

402


DAFTAR PUSTAKA

Budi, Kartika Fr.Y., 2001, Berbagai Strategi Untuk Melibatkan Siswa Secara Aktif Dalam Proses Pembelajaran Fisika di SMU Efektivitasnya, dan Sikap Mereka pada Strategi tersebut, Widya Dharma, Th XI, No.2

Budi, Kartika Fr.Y., dan Soekartadiredja., 1995, Buku Teks Generasi Baru Fisika SLTP dipermudahkan 1, Widya Utama, Jakarta

Budi, Kartika Fr.Y., 2000, Mengoptimalkan Aspek Dalam Pembelajaran Fisika, Widya Dharma, Th XI, No.1

Budi, Kartika Fr.Y., 1992, Pemahaman Konsep Gaya dan Beberapa Salah Konsepsi yang Terjadi, Widya Dharma, Th III, No.1

Budi, Kartika Fr.Y., 2006, Teks Utama SMP Fisika 9, Terbitan Pertama, Widya Utama, Jakarta

Kemp, E, Jerold., 1969, Instructional Design, Belmont, CA: Fearen pitman Publisher, Inc

Marthen, Kanginan., 2003, Fisika SMU Kelas X Semester 2, Erlangga, Jakarta

Mulyasa, E., 2002, Kurikulum Berbasis Kompetensi, PT Remaja Rosdakarya, Bandung

Richardson, John.S., 1957, Science Teaching in Secondary School, Engglewood Cliffs, Nf Prentice-Hall, Inc, The Ohio State University, USA

Santoso, Edi., 1995, Buku Teks Generasi Baru Fisika SLTP Dipermudahkan 2, Widya Utama, Jakarta Sarkim, T., 1998, Pendekatan Sains-Teknologi-Masyarakat, Widya Dharma, Th VIII, No.2

403


Subagyo, J, SJ., Atmadi, A., Damanik, A., Rohandi, R., Sinaradi, F., Adi, K, SJ., dkk., 2000, Petunjuk Praktikum Fisika Dasar I dan II, Universitaas Sanata Dharma, Yogyakarta

Subianto,. 1998, Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam, Departemen P & K, Jakarta

Suparno, Paul., 1998, Filsafat Konstruktivisme Dalam Pendidikan, Kanisius, Jakarta

Suparno, Paul., 1996, Konstruktivisme Dalam Pendidikan Sains dan Matematik, Widya Dharma, Th VII, No. 1

Tipler, Paul.A., 2001, Fisika untuk Sains dan Teknik, Erlangga, Jakarta

Winasti, Ari., dan Erawati, Dwi., 2005, Buku Kerja Sains Fisika 2B, Esis, Jakarta

Winasti, Ari., dan Erawati, Dwi., 2005, Buku Kerja Sains Fisika 3A, Esis, Jakarta

Anonim,.

2003, Guru Perlu Perangkat Pembelajaran KBK, http://www.kompas.com/kompas_cetak/0304/07/ jatim / 242343.htm

Anonim., 2003, Kurikulum 2004 Standar Kompetensi, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta

404


LAMPIRAN

405


Lampiran 1 LEMBAR KEGIATAN SISWA

f. Kompetensi Dasar 1) Merangkai alat ukur listrik, menggunakannya secara baik dan benar dalam rangkaian listrik 2) Memformulasikan besaran-besaran listrik ke dalam bentuk persamaan 3) Mengidentifikasikan penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari g. Indikator 1) Membedakan jenis dan fungsi alat ukur listrik 2) Menjelaskan cara membaca dan memasang alat ukur tegangan 3) Menggunakan amperemeter dan voltmeter dalam rangkaian 4) Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi besar hambatan suatu penghantar 5) Menjelaskan besaran arah kuat arus listrik dalam rangkaian sederana (satu loop) 6) Menjelaskan tegangan yang tertera pada alat listrik dan mampu menghitung energi dan daya yang terpakai pada alat listrik 7) Menentukan kuat arus pada rangkaian majemuk dua loop*) 8) Menentukan kuat arus pada rangkaian majemuk lebih dari dua loop*) 9) Membedakan tegangan DC dan tegangan AC dalam bentuk grafik misalnya yang dihasilkan osiloskopMenjelaskan bentuk rangkaian AC yang digunakan dalam rumah-rumah 10) Menunjukkan penerapan listrik AC dan DC dalam kehidupan sehari-hari h. Materi Pokok

:

LISTRIK DINAMIS

i. Petunjuk Umum Untuk mempelajari pokok bahasan ini, anda akan melakukan banyak kegiatan. Kegiatan-kegiatan tersebut antara lain: melakukan percobaan, mengumpulkan data, menganalisis data, menarik kesimpulan, mengerjakan soal latihan, mempelajari sendiri suatu uraian, mempelajari sendiri contoh soal, mencoba merumuskan sendiri suatu pengertian atau hukum, dan lain sebagainya. Apakah tujuan tersebut akan dapat dicapai sangat ditentukan oleh kemauan dan kesungguhan kalian dalam melakukan kegiatan-kegiatan tersebut. Oleh karena itu lakukan kegiatan dalam LKS ini dengan sungguh-sungguh.

406


j. Kegiatan Belajar ALAT UKUR LISTRIK Kegiatan 1 : Memahami konsep arah arus dalam rangkaian Perhatikan gambar rangkaian berikut ini ! L1 A

L2 C B

D

Jika kita memperhatikan sebuah baterai, kutub positif dan negatif pada baterai ditandai dengan tanda (+) dan (-). Sedangkan titik positif dan negatif pada beban ditentukan berdasarkan arah arus. Dalam rangkaian di luar baterai, arah arus dari kutub (+) menuju kutub (-) baterai. Pada beban, arus mengalir dari ujung (+) menuju ujung (-). Misalnya pada lampu L1, karena arus mengalir dari titik A ke titik B, maka A merupakan titik (+) dan B merupakan titik (-). Jika rangkaian kita putus di mana saja maka tidak ada arus yang mengalir sehingga lampu menjadi padam dan hanya ada kutub negatif dan positif baterai.

Kegiatan 2 : Bacalah uraian mengenai Amperemeter berikut ini ! Amperemeter atau ameter adalah alat yang dipakai untuk mengetahui besarnya arus listrik dalam rangkaian. Ada 2 jenis amperemeter yaitu amperemeter arus searah dan amperemeter arus bolak-balik. Simbol ampermeter dalam rangkaian : A + Untuk arus searah, amperemeter dipasang secara seri dengan komponen listrik yang akan diukur dan pemasangan kutub-kutubnya tidak boleh terbalik. Kutub positif harus dihubungkan dengan kutub positif dan kutub negatif harus dihubungkan dengan kutub negatif. Jika cara memasang amperemeter sudah benar, maka jarum akan menyimpang ke kanan.

Kegiatan 3 : Cara memasang amperemeter dalam rangkaian Tujuan : Dapat memasang amperemeter dalam rangkaian dengan benar Alat dan Bahan : 2 buah lampu, baterai, kabel, ampermeter tanpa batas ukur Langkah kegiatan : 8. Buat rangkaian lampu seperti gambar di bawah ini!

407


L

L

1

2

9. Lepaskan kabel diantara lampu L1dan L2 seperti gambar di bawah ini!

10. Merupakan ujung apakah titik P dan Q? .................................................................................................................................... 11. Pasang amperemeter yang ada dihadapan kalian di titik P dan Q. Ingat jangan sampai terbalik kutub-kutubnya. 12. Apakah jarum amperemeter menyimpang? Ke arah mana jarum menyimpang? .................................................................................................................................... 13. Kalau begitu, apakah cara memasangnya sudah benar? Jika belum ulangi kembali hingga benar! .................................................................................................................................... 14. Dari percobaan di atas, tuliskan langkah-langkah memasang amperemeter pada rangkaian arus searah! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 4 : Pelajarilah uraian berikut ini ! Ada berbagai jenis amperemeter yang biasa digunakan. Ada amperemeter yang menjadi satu bagian dengan voltmeter dan ohmeter, alat ini biasa disebut multimeter. Berikut gambar amperemeter yang sering kita jumpai dalam laboratorium

408


Amperemeter dengan lebih dari satu batas ukur

Amperemeter dengan satu batas ukur

Amperemeter ada yang memiliki satu batas ukur dan ada yang memiliki lebih dari satu batas ukur. Batas ukur adalah nilai yang paling tinggi yang boleh diukur. Bila nilai yang diukur melebihi batas ukurnya, ada 2 kemungkinan yang akan terjadi yaitu hasil pengukuran tidak terbaca dan yang kedua amperemeter rusak. Jadi apabila akan mengukur kuat arus, perkirakan dahulu nilainya, kemudian batas ukur dipilih diatas nilai perkiraan supaya amperemeter aman. Apabila tidak dapat memperkirakan kuatnya, pilih saja batas ukur yang paling besar. Kalau belum terbaca, perkecil batas ukurnya sampai kuat arus terbaca.

Skala yang ditunjukkan oleh jarum pada saat pengukuran, belum merupakan nilai kuat arusnya. Cara membaca kuat arus yang diukur yaitu : AngkaYangDitunjukJarum I= × BatasUkur SkalaTerbesar

Kegiatan 5 : Cara membaca kuat arus yang tertera dalam amperemeter Dengan menggunakan amperemeter yang mempunyai batas ukur yang telah tersedia di hadapan kalian dan dengan memperhatikan ketentuan pemilihan batas ukur pada kegiatan 4, ulangilah kegiatan memasang amperemeter pada kegiatan 3! 5. Ukurlah kuat arus yang mengalir melalui L! L1 L2

409


6. Berapa batas ukur yang kalian pilih? .................................................................................................................................... 7. Berapa skala yang ditunjukkan oleh jarum amperemeter? .................................................................................................................................... 8. Berapa kuat arus yang melewati lampu L1! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Tugas : Tentukan hasil pengamatan yang ditunjukkan oleh amperemeter berikut ini!

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 5. Berapa batas ukurnya? .................................................................................................................................... 6. Berapa skala yang ditunjukkan oleh jarum amperemeter? .................................................................................................................................... 7. Berapa skala terbesarnya? .................................................................................................................................... 8. Berapa arus yang mengalir dalam rangkaian? .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 6 : Bacalah uraian mengenai Voltmeter berikut ini Voltmeter adalah alat yang dipakai untuk mengukur beda potensial atau tegangan antara dua terminal beban atau dua kutub sumber dalam sebuah rangkaian listrik. Simbol voltmeter dalam rangkaian yaitu : +

-V

410


Ada 2 jenis voltmeter yaitu voltmeter arus searah dan voltmeter arus bolak-balik. Pada voltmeter arus searah, voltmeter dipasang paralel dengan ujungujung beban yang akan diukur beda potensialnya. Seperti halnya amperemeter, pemasangan terminalnya juga tidak boleh terbalik. Terminal positif harus dihubungkan dengan kutub positif dan terminal negatif harus dihubungkan dengan terminal negatif. (Ketentuan arah arus telah kalian pelajari pada kegiatan 1) Pada voltmeter arus bolak-balik, memasangnya boleh terbalik. Jika pemasangan voltmeter telah benar maka jarum akan menyimpang ke kanan

Kegiatan 7 : Cara memasang voltmeter dalam rangkaian Tujuan : Dapat memasang amperemeter dalam rangkaian dengan benar Alat dan bahan : 2 buah lampu, baterai, kabel, voltemeter tanpa batas ukur Langkah kegiatan : 1. Buat rangkaian seperti di bawah ini! L1 A

L2 B

C D

2. Pelajari kembali arah arus pada kegiatan 1! Dalam lampu L1 pada rangkaian di atas, arus mengalir dari mana ke mana? ........................................................................................................................ 3. Jika demikian merupakan titik apakah A dan merupakan titik apakah B? ........................................................................................................................ 4. Pasang voltmeter di ujung A dan di ujung B. Ingat jangan sampai kutubkutubnya terbalik! 5. Apakah jarum menyimpang ? Ke arah mana jarum menyimpang? ........................................................................................................................ 6. Jika demikian apakah pemasangan voltmeternya sudah benar? Jika belum, uilangi kembali hingga benar ! ........................................................................................................................ 7. Berdasarkan percobaan di atas, tuliskan langkah-langkah memasang voltmeter!

411


........................................................................................................................ ........................................................................................................................

Kegiatan 8 : Bacalah uraian berikut ini Ada berbagai macam voltmeter. Berikut ini adalah gambar voltmeter yang sering kita jumpai di laboratorium.

Seperti halnya amperemeter, voltmeter juga ada yang memiliki satu batas ukur dan ada yang memiliki lebih dari satu batas ukur. Batas ukur adalah nilai beda potensial paling tinggi yang boleh diukur. Penggunaan batas ukur pada voltmeter sama dengan amperemeter. Jika akan melakukan pengukuran, perkirakan dulu nilainya. Kemudian batas ukur dipilih diatas nilai perkiraan supaya voltmeter aman. Jika tidak dapat memperkirakan nilai beda potensialnya, pilih batas ukur terbesar. Jika belum terbaca perkecil batas ukurnya hingga terbaca. Cara membaca beda potensial yang diukur yaitu AngkaYangDitunjukJarum V = × BatasUkur SkalaTerbesar

Kegiatan 9 : Cara membaca beda potensial atau tegangan yang tertera dalam voltmeter Dengan menggunakan voltmeter yang memiliki batas ukur yang telah tersedia di hadapan kalian dan dengan memperhatikan ketentuan pemilihan batas ukur pada kegiatan 8, ulangi kembali kegiatan memasang voltmeter pada kegiatan tujuh. 5. Ukurlah beda potensial lampu L1! L1 A

L2 B

C D

412


6. Berapa batas ukur yang kalian pilih? .................................................................................................................................... 7. Berapa skala yang ditunjukkan oleh jarum? .................................................................................................................................... 8. Berapa beda potensial yang terukur pada lampu L1! .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Tugas : Tunjukkan hasil pengukuran yang ditunjukkan Voltmeter berikut ini!

Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 5. Berapa batas ukurnya? ........................................................................................................................ 6. Berapa skala yang ditunjukkan oleh voltmeter? ........................................................................................................................ 7. Berapa skala terbesarnya? ........................................................................................................................ 8. Hitung berapa beda potensialnya! ........................................................................................................................

BESARAN-BESARAN LISTRIK Kegiatan 10 : Membangun konsep Kuat Arus Bacalah uraian berikut ini, kemudian kerjakan tugasnya! Pada kegiatan 5, kalian telah mempelajari bagaimana cara menghitung kuat arus yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk pada amperemeter. Apabila amperemeter terpasang pada rangkaian listrik dan jarum menunjukkan angka tertentu, maka dalam rangkaian tersebut terdapat arus listrik.

413


Kuat arus adalah jumlah muatan yang mengalir melalui penampang kawat tiap detik. Satuan kuat arus yaitu ampere Bila selama t detik besar muatan yang mengalir melalui penampang kawat adalah q, tuliskan persamaan kuat arus I! ........................................................................................................................

Kegiatan 11 : Membangun konsep Konduktor dan Isolator, Tujuan : Dapat menjelaskan pengertian konduktor dan isolator Alat dan Bahan : Amperemeeter, seng, kawat nikelin, kawat tembaga, penggaris kayu, penggaris plastik, uang logam, karet, baterai, lampu senter Langkah kegiatan : 5. Buat rangkaian seperti pada gambar di bawah ini

6. 7.

Tutup saklar, amati apakah lampu menyala dan ada arus yang mengalir. Lepaskan kawat di titik P, kemudian pasanglah berbagai macam bahan yang tersedia. Perhatikan apakah lampu menyala atau padam dan amperemeter menunjukkan ada arus atau tidak.

8.

Masukkan data hasil percobaanmu pada tabel ! Keadaan Lampu No Nama Benda Menyala Padam 1 2 3 4 5 6 7

Arus Ada Tidak

6. Tuliskan benda-benda apa saja yang tidak dapat menghantarkan arus listrik! ....................................................................................................................................

414


6.

Materi tersebut dinamakan isolator. Definisikanlah isolator dengan katakatamu sendiri! .................................................................................................................................... 7. Tuliskan benda-benda apa saja yang dapat menghantarkan arus listrik! .................................................................................................................................... 8. Materi tersebut dinamakan konduktor. Definisikan konduktor dengan katakatamu sendiri! .................................................................................................................................... Kegiatan 12 : Melakukan percobaan untuk memahami pengertian daya hantar dan hambatan

Tujuan : Memahami pengertian daya hantar dan hambatan Alat dan bahan : 2 buah baterai, 2 buah lampu senter 6 volt dengan spesifikasi/ukuran yang berbeda, kabel, dan amperemeter. Langkah percobaan : 9. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini. Ingat baik-baik bagaimana memasang amperemeter arus searah dalam rangkaian, jangan sampai kutubkutubnya terbalik.

10. Bila rangkaian sudah benar, yaitu lampu menyala, ukur kuat arusnya dan masukkan datanya dalam tabel. 11. Lakukan hal yang sama untuk lampu yang spesifikasi/ukurannya lain 12. Masukkan data pada tabel berikut ini! No. Jenis lampu Kuat arus (A) 1. 2. 13. Samakah kuat arus dalam berbagai lampu tersebut? ........................................................................................................................ 14. Kemampuan penghantar menghantarkan arus dinyatakan dengan suatu besaran yang disebut daya hantar (konduktivitas {K}). Dari kedua lampu tersebut, mana yang mempunyai daya hantar lebih besar? ............................................................................................................................. . 15. Kebalikan dari daya hantar adalah hambatan (resistansi {R}). Hambatan menyatakan sukar mudahnya penghantar menghantarkan arus listrik. Dari kedua lampu tersebut mana yang mempunyai hambatan lebih besar? .............................................................................................................................

415


16. Jika demikian, dari kedua lampu tersebut mana yang mempunyai daya hantar dan hambatan yang lebih besar? Dan mana yang memiliki daya hantar dan hambatan lebih kecil ?

Kegiatan 13 : Percobaan untuk menyelidiki hubungan antara tegangan, kuat arus, dan hambatan dari suatu beban yang teraliri arus Tujuan : Dapat menjelaskan hubungan antara kuat arus, tegangan dan hambatan Alat dan bahan : 4 buah baterai, amperemeter, voltmeter, lampu, saklar dan kabel Langkah kegiatan : 11. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini. Pertama-tama gunakan 1 buah baterai

12. Tutup saklar. Telah bekerjakah rangkaiannya? Kalau belum periksalah hubungannya sampai rangakaiannya bekerja dan catat kuat arus dan tegangannya! 13. Bukalah saklarnya, kemudian pasang 2 baterai pada rangkaian itu. Catat kuat arus dan tegangannya! 14. Ulangi lagi percobaan tersebut dengan menggunakan 3 dan 4 buah baterai. 15. Masukkan data hasil pekerjaanmu ke dalam tabel berikut ini ! Jumlah Tegangan Kuat arus Tegangan/Kuat arus baterai (V) (I) Volt/Ampere 1 2 3 4 16. Untuk setiap percobaan bagilah tegangan dengan kuat arusnya. Kemudian masukkan datanya dalam tabel yang ada!

416


17. Nilai bagi tegangan dengan kuat arus disebut dengan hambatan atau resistansi (R). Jika tegangan diberi lambang V dan kuat arus I, tuliskan persamaan hambatan R! .................................................................................................................................... 18. Bagaimanakah hasil bagi tegangan dengan kuat arus ? Berubah-ubah atau tetap ? ............................................................................................................................. . 19. Bila berubah, bagaimana perubahannya, besar atau kecil ? ........................................................................................................................... Informasi : Bila perbedaannya berarti, nilai hambatan yang sebenarnya memang berubah seiring dengan perubahan beda potensial dan kuat arusnya. Bila perbedaan hambatan sangat kecil, maka nilai R sebenarnya tetap sehingga grafik V vs I berupa garis lurus. Perbedaannya mungkin karena ketelitian alat dan pembacaan skala. Untuk hambatan tetap, maka : V R= = konstan I Hubungan ini disebut dengan hukum Ohm 20. Gambarkan grafik V vs I !

Kegiatan 14 : Menyelidiki faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar dan menemukan hubungannya. Pada kegiatan ini kalian akan melakukan 3 percobaan yaitu percobaan untuk menyelidiki pengaruh panjang kawat, penampang kawat, dan jenis kawat terhadap hambatannya. Lakukanlah percobaan ini dengan sungguh-sungguh!

417


Tujuan : Dapat menemukan faktor-faktor yang menentukan hambatan sepotong kawat penghantar serta hubungannya.

Percobaan 14.1 : Menyelidiki pengaruh panjang kawat terhadap hambatan kawat Alat dan bahan : 2 potong kawat nikel dengan penampang dan jenis yang sama, tetapi panjangnya berbeda. Kawat 1 = 10 cm, kawat 2 = 20 cm, amperemeter, voltmeter Langkah kerja : 7. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini, dan pasang kawat di titik A dan B !

8. Telitilah apakah rangkaian sudah benar. Setelah itu tutuplah saklar, kemudian bacalah tegangan dan kuat arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! 9. Setelah data tercatat, ganti kawat 1 dengan kawat 2. Setelah terpasang tutup saklar dan catat tegangan dan kuat arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! Panjang kawat V I V/I 10 cm

.....

......

.......

20 cm

......

......

.......

10. Bagaimana pengaruh panjang kawat pada hambatannya ? ............................................................................................................................. . 11. Jika demikian apakah panjang kawat berbanding lurus atau berbanding terbalik dengan hambatan ? ............................................................................................................................. . 12. Jika panjang diberi simbol L, dan hambatan R, tuliskan hubungan tersebut dengan lambang yang ada !

418


............................................................................................................................. .

Percobaan 14.2 : Menyelidiki pengaruh penampang kawat terhadap hambatan kawat Alat dan bahan : 2 potong kawat nikel dengan panjang dan jenis sama tetapi penampangnya berbeda (A1 < A2), voltmeter, amperemeter Langkah kerja : 8. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini dan pasang kawat di antara titik A dan B !

9. Teliti kembali apakah rangkaian sudah benar, kemudian tutup saklar. 10. Baca tegangan dan kuat arusnya, kemudian masukkan datanya dalam tabel! 11. Ganti kawat dengan A1 dengan A2. Setelah terpasang dengan benar tutup saklar kemudian catat tegangan dan arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! Penampang V I V/I kawat A1

.....

......

.......

A2

......

......

.......

12. Bagaimana pengaruh penampang kawat pada hambatannya? ............................................................................................................................. . 13. Jika demikian, apakah penampang kawat berbanding lurus atau berbanding terbalik dengan hambatan? ............................................................................................................................. . 14. Jika penampang kawat diberi lambang A dan hambatan R, tuliskan hubungan tersebut dengan lambang-lambang yang ada!

419


............................................................................................................................. .

Percobaan 14.3 : Menyelidiki pengaruh jenis kawat terhadap hambatan kawat Alat dan bahan : kawat nikel dan kawat berbahan seng dengan panjang dan penampang sama, amperemeter, voltmeter Langkah kerja : 2. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini!

7. Teliti kembali apakah rangkaian sudah benar, kemudian tutup saklar. 8. Baca tegangan dan kuat arusnya, kemudian masukkan datanya dalam tabel! 9. Ganti kawat nikel dengan kawat seng. Setelah terpasang dengan benar tutup saklar kemudian catat tegangan dan arusnya. Masukkan datanya dalam tabel! Jenis kawat V I V/I Seng

.....

......

.......

Nikel

......

......

.......

10. Kawat mana yang mempunyai hambatan lebih besar? ............................................................................................................................. . 11. Pengaruh jenis kawat pada besarnya hambatan dinyatakan dengan hambatan jenis yang diberi simbol ρ. Hambatan kawat (R) sebanding dengan hambatan jenis (ρ). Jika demikian dari kedua kawat tersebut manakah yang mempunyai hambatan jenis lebih besar? ............................................................................................................................. .

Kesimpulan :

420


• Secara keseluruhan faktor apa saja yang mempengaruhi hambatan kawat? ............................................................................................................................. . • Tuliskan kembali pengaruh faktor-faktor tersebut pada hambatannya! ............................................................................................................................. . ............................................................................................................................. . ............................................................................................................................. . • Ketiga hubungan tersebut dapat dinyatakan menjadi satu persamaan yaitu L R=ρ A

Kegiatan 15 : Menemukan konsep rangkaian seri Perhatikan rangkaian yang terdiri dari tiga beban berikut !

L2

L1 A

B

L3 C

D

Bila kalian berjalan dari titik A menuju titik D, melalui L1, L2, dan L3 hanya ada satu jalan. Itu berarti L1, L2, dan L3 hanya membentuk satu jalan arus. Rangkaian yang terdiri dari dua beban atau lebih yang hanya membentuk satu jalan arus disebut rangkaian seri. Nyatakan dengan kalimat kalian sendiri pengertian rangkaian seri! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 16 : Menyelidiki sifat-sifat rangkaian seri Tujuan : Dapat menyimpulkan sifat-sifat rangkaian seri Alat dan bahan : Baterai, amperemeter, tiga lampu atau tiga resistor, kabel Langkah kerja : 11. Susun rangkaian berikut, sampai salah satu lampu atau semua lampu menyala.

421


L2

L1 B

A

L3 C

D

12. Lepaskan salah satu lampu. Bagaimana lampu yang lain? ............... 13. Pasang kembali lampu. Kemudian ukur kuat arus berturut-turut I1 (antara baterai dan L1), I2 (antara L1 dan L2), I3 (antara L2 dan L3), dan I4 (antara L3 dan baterai)

14. Masukkan data dalam tabel! No. Jenis Arus Kuat arus (ampere) 1.

I1

........

2.

I2

........

3.

I3

.......

4.

I4

.......

15. Ukur beda potensial lampu : VAB, VBC, VCD, dan VAD. Masukkan datanya dalam tabel! Nilai beda potensial No. Beda potensial (Volt) 1.

VAB

........

2.

VBC

........

3.

VCD

.......

4.

VAD

.......

16. Apa yang terjadi pada rangkaian bila rangkaian terputus pada salah satu bagian? .................................................................................................................................... 17. Bagaimana nilai kuat arus pada keempat tempat dalam rangkaian tersebut? .................................................................................................................................... 18. Jumlahkan nilai beda potensial VAB, VBC, VCD! ....................................................................................................................................

422


19. Bandingkan penjumlahan tersebut dengan VAD. Bagaimana nilainya? Sama atau jauh berbeda? .................................................................................................................................... 20. Dari percobaan di atas berikan kesimpulan tentang sifat-sifat rangkaian seri! ....................................................................................................................................

Kegiatan 17 : Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian seri dengan hambatan pengganti Pelajarilah penjelasan berikut ini!

(a)

(b)

Beberapa hambatan yang tersusun secara seri dapat diganti dengan sebuah hambatan pengganti. Pada gambar di atas, R1 dan R2 dapat diganti dengan hambatan pengganti Rp. Bila rangkaian diganti dengan hambatan pengganti, maka I yang mengalir pada kedua rangkaian harus sama. Bagaimanakah cara mencari nilai Rp. Untuk itu jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 7. Pada rangkaian (a) Dengan mempelajari kembali sifat-sifat rangkaian seri pada kegiatan 16, tuliskan persamaan yang menyatakan hubungan antara Vs, VAB, dan VBC! .................................................................................................................................... 8. Dengan menggunakan hukum Ohm, tuliskan persamaan VAB dan VBC.! .................................................................................................................................... 9. Substitusikan VAB dan VBC ke dalam persamaan yang telah kalian peroleh pada nomer 1!

423


.................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 10. Pada rangkaian (b) Dengan menggunakan hukum Ohm, tuliskan persamaan Vs! .................................................................................................................................... 11. Carilah nilai hambatan pengganti Rp! .................................................................................................................................... 12. Bila dalam rangkaian terdapat R1, R2, R3, sampai dengan Rn yang tersusun secara seri, bagaimana persamaan hambatan penggantinya? ....................................................................................................................................

Kegiatan 18 : Menemukan konsep rangkaian paralel Perhatikan gambar di bawah ini!

Bila kalian berjalan mengikuti arus yang melalui L1, maka setelah sampai di titik cabang arus itu bercabang melalui L2 dan L3. Akan tetapi arus itu kembali bergabung di titik temu. Rangkaian yang memiliki sifat seperti itu disebut rangkaian paralel. Nyatakan dengan kalimatmu sendiri pengertian rangkaian paralel! .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 19 : Menyelidiki sifat-sifat rangkaian paralel Tujuan : Dapat menyimpulkan sifat-sifat rangkaian paralel Alat dan Bahan : 2 lampu senter atau 2 buah resistor, 4 baterai, kabel penghubung, voltmeter dan amperemeter Langkah kerja : 10. Buat rangkaian seperti di bawah ini!

424


11. Tutup saklar. Apakah kedua lampu menyala? ................................................................................ ................................................... 12. Ambil salah satu lampu. Apakah lampu yang lain mati? ................................................................................................................................... 13. Pasang kembali lampu, kemudian ukur beda potensial lampu L1, L2, dan beda potensial titik AB seperti yang digambarkan di bawah ini !

14. Bagaimana nilai beda potensial di ketiga tempat tersebut? .................................................................................................................................... 15. Ukurlah kuat arus ( I ) yaitu yang masuk ke titik A, seperti pada gambar di bawah ini!

16. Ukur kuat arus yang melalui L1 dan L2!

425


17. Bandingkan nilai I dengan nilai ( I1 + I2 ). Bagaimana nilainya? Sama, hampir sama, atau jauh berbeda? ……………………………………………………………………………………… 18. Jika dilakukan dengan sangat teliti, maka akan didapatkan I = (I1 + I2), yang berarti jumlah arus yang melalui titik cabang sama dengan yang meninggalkan cabang. Persamaan ini disebut dengan hukum titik cabang atau hukum I Kirchhoff Kegiatan 20 : Mengganti beberapa hambatan pada rangkaian paralel dengan hambatan pengganti

(a)

(b)

Hambatan yang terangkai secara paralel juga dapat diganti dengan sebuah hambatan pengganti. Untuk mengganti beberapa hambatan dengan hambatan pengganti, arus I yang mengalir pada kedua rangkaian harus sama. Bagaimana cara menghitung nilai hambatan pengganti. Untuk itu jawablah pertanyaanpertanyaan berikut ini ! 6. Pada rangkaian (a) Dengan menggunakan hukum I Kirchhoff, tuliskan persamaan yang menyatakan hubungan antara Ia, I1, I2, dan I3! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 7. Dengan mempelajari kembali sifat-sifat rangkaian paralel pada kegiatan 19, gantilah persamaan Ia di atas dengan menggunakan hukum Ohm!

426


.................................................................................................................................... 8. Pada rangkaian (b) Dengan menggunakan hukum Ohm carilah persamaan Ib! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 9. Hitung nilai hambatan penggantinya (Rp)! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 10. Bila dalam rangkaian terdapat R1, R2, R3, sampai dengan Rn yang tersusun secara paralel, bagaimana persamaan 1/Rp nya? .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

Kegiatan 21 : Mencari hambatan pengganti pada rangkaian kombinasi. Pelajarilah penjelasan berikut ini! Rangkaian kombinasi adalah rangkaian yang merupakan kombinasi dari rangkaian seri dan rangkaian paralel. Tidak ada satu persamaan yang berlaku untuk semua kemungkinan rangkaian kombinasi. Yang berlaku adalah pada bagian yang berupa rangkaian seri: Rp = R1 + R2 + R3 + .... + Rn. Sedangkan bagian yang berupa rangkaian paralel berlaku: 1/Rp = 1/R2 + 1/R2 + 1/R3 + .... + 1/Rn. Perhatikan gambar di bawah ini, kemudian carilah nilai hambatan penggantinya!

Diketahui : R1, R7 = 10 ohm, dan R2, R3, R4, R5, R6 = 5 ohm Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini ! 10. Pada gambar di atas, hambatan manakah yang tersusun secara seri? Berikan alasanmu! .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 11. Jika demikian hitunglah hambatan pengganti yang tersusun seri tersebut! .................................................................................................................................... 12. Gambarkan rangkaian penggantinya!

427


13. Dari gambar rangkaian di atas, adakah yang tersusun secara seri atau secara paralel? Berikan alasanmu! .................................................................................................................................... 14. Hitung nilai hambatan penggantinya! .................................................................................................................................... 15. Gambarkan rangkaian penggantinya!

16. Dari gambar di atas adakah yang tersusun secara seri atau secara paralel? Jika demikian hitunglah nilai hambatan penggantinya? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 17. Gambarkan rangkaian penggantinya!

18. Jadi berapakah nilai hambatan penggantinya? ....................................................................................................................................

Kegiatan 22 : Menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi yang dihasilkan arus listrik Tujuan : Menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi yang dihasilkan arus listrik Alat dan bahan : bejana, 4 buah baterai, termometer, voltmeter, kabel, termometer, stopwatch atau jam, air dingin, logam pemanas Langkah kegiatan :

428


Percobaan 1 : 10. Masukkan air dingin ke dalam bejana. 11. Susun rangkaian seperti gambar di atas. Mula-mula gunakan 1 baterai 12. Sebagai persiapan tutup saklar dan amati apakah ada arus dan beda potensial dalam rangkaian. Bila ada bukalah saklar 13. Ukur suhu awal dalam bejana 14. Tutup saklar dan secara bersamaan hidupkan stopwatch 15. Setelah 1 menit, ukur kuat arus, beda potensial, dan suhu air 16. Ganti air dalam bejana dengan air dingin dengan volume yang sama dengan percobaan sebelumnya 17. Ulangi langkah 1 sampai dengan langkah 7 dengan 2 baterai, 3 baterai, dan 4 baterai 18. Tulis data pengukuranmu ke dalam tabel berikut Jumlah baterai

Tegangan (Volt)

Kuat arus (Ampere)

Suhu awal (0C)

1 2 3 4

Waktu (menit)

Suhu akhir (0C)

Selisih suhu (∆T, 0C)

1 1 1 1

Percobaan 2 : Langkah kerja : 4. Masukkan air dingin ke dalam bejana 5. Susun rangkaian seperti pada gambar, dan gunakan 4 buah baterai. 6. Setiap 1 menit, catat kuat arus, beda potensial, dan suhu air. Masukkan datanya dalam tabel berikut ini! Kuat arus (ampere)

Beda potensial (Volt)

Menit ke 1 2 3 4

Waktu lamanya arus mengalir (menit) 1 1 1 1

Suhu air (0C)

Kenaikkan suhu (0C)

Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini! 5. Dari percobaan 1, dalam waktu yang sama apa yang menentukan kenaikan suhu air?

429


.................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 6. Kenaikkan suhu air dihasilkan oleh energi listrik yang diubah menjadi energi kalor. Jika demikian apa yang menentukan energi yang dihasilkan arus listrik? Bagaimana pengaruhnya? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 7. Dari percobaan ke 2. Untuk kuat arus yang sama dan beda potensial yang kurang lebih sama, apa yang mempengaruhi energi yang dihasilkan arus listrik? Bagaimana pengaruhnya? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... 8. Dari percobaan 1 dan 2, faktor apa saja yang menentukan besarnya energi yang dihasilkan arus listrik? Bagaimana pengaruhnya? .................................................................................................................................... Kegiatan 23 : Bacalah uraian berikut ini ! Pada abad ke-19 James Prescott Joule, seorang fisikawan Inggris melakukan pengukuran besarnya energi yang dihasilkan arus listrik (W) yang di ubah menjadi energi kalor (Q). Berdasarkan eksperimen yang dilakukannya, ia menyimpulkan bahwa arus listrik (I) yang dihasilkan sebanding dengan waktu lamanya arus mengalir (t). Ketiga hubungan tersebut dapat ditulis dengan satu hubungan yaitu : W=VIt Karena V = I R, ubahlah persamaan di atas! ................................................................................................................................... Carilah satuan energi (W)! .................................................................................................................................... Satuan energi juga disebut joule Bila energi yang dihasilkan arus listrik semuanya diubah menjadi energi kalor (Q) maka Q=VIt Karena V = I R, ubahlah persamaan di atas! .................................................................................................................................... Satuan energi kalor yang umumnya dipakai adalah kalori. 1 joule = 0, 24 kalori

Latihan soal : Sebuah lampu yang hambatannya 1000 ohm dinyalakan selama 2 jam pada beda potensial 220 volt. Berapa joulekah energi listrik yang telah diubah menjadi energi kalor dan berapa kalorikah enegi panas yang dibangkitkan oleh lampu pijar tersebut? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... ....................................................................................................................................

430


Kegiatan 24 : Menemukan hubungan antara daya dan energi listrik Bacalah uraian berikut ini, kemudian kerjakan tugasnya ! Setiap alat yang menggunakan energi listrik, misalnya lampu, setrika, solder, mixer, hair dryer, TV, radio memiliki spesifikasi. Spesifikasi menunjukkan beda potensial dan daya yang diperlukan atau dihasilkan, dalam keadaan beroperasi normal. Lampu 220 volt-40 watt artinya bila dipasang pada beda potensial 220 volt, lampu menghasilkan daya sebesar 40 watt, dalam keadaan itu lampu menyala normal. Pompa listrik 220 volt-150 watt artinya untuk dapat beroperasi normal pompa air memerlukan sumber yang beda potensialnya 220 volt, dalam kondisi itu pompa mengkonsumsi atau menggunakan daya sebesar 150 watt. Daya atau power didefinisikan sebagai banyaknya energi yang dihasilkan persatuan waktu. Jika arus listrik menghasilkan energi W selama t detik, tuliskan persamaan daya (P)! .................................................................................................................................... Tuliskan kembali persamaan energi W pada kegiatan 23! ................................................................................................................................... Substitusikan persamaan energi W ke persamaan daya (P)! .................................................................................................................................... Carilah satuan daya (P)! ....................................................................................................................................

Latihan soal : 3. Lampu yang hambatannya 440 ohm dinyalakan pada sumber yang beda potensialnya 220 volt. Berapa watt daya yang dikonsumsi? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... Dari soal nomer 2. Bila lampu menyala selama 10 jam, berapa joule energi 4. listrik yang dipergunakan? .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... .................................................................................................................................... Kegiatan 25: Menemukan Konsep Hukum II Kirchhoff Lakukanlah percobaan berikut ini dengan sungguh-sungguh! Tujuan : Dapat menemukan konsep Hukum II Kirchhoff Alat dan Bahan : 4 buah batu baterai, 2 buah resistor, kabel, voltmeter Langkah kegiatan : 5. Buatlah rangkaian seperti dibawah ini!

431


6.

7.

Ukur tegangan VAB, VCD, VEF, dan VGH. Ujung yang disebutkan pertama dihubungkan dengan terminal positif voltmeter. Apabila pada waktu pengukuran jarum voltmeter menyimpang kekiri, maka voltmeter perlu dibalik dan berilah tanda negatif pada nilai tegangan tersebut! Masukkan datanya pada tabel dan isilah titik-titik berikut ini!

VAB ……

8.

VEF ……

VCD = IR1 ……

VGH = IR2 ……

Jumlahkan VAB, VEF, IR1, dan IR2. Berapakah nilainya? ………………………………………………………………………………… ……..………………………………………………………………………....... Bila percobaan dilakukan dengan menggunakan voltmeter yang sangat teliti, akan didapatkan (VAB + VCD + IR1 + IR2) = 0. Secara umum ditulis ∑V + ∑IR = 0. Persamaan ini ditemukan pertama kali oleh Kirchhoff dan diberi nama Hukum II Kirchhoff. Hukum ini dapat dipergunakan untuk mencari arus dalam rangkaian tertutup.

Kegiatan 26 : Cara menentukan persamaan pada rangkaian dengan menggunakan Hukum II Kirchhoff Pelajarilah uraian di bawah ini!

Pelajarilah langkah-langkah menentukan persamaaan rangkaian di bawah ini!

432


Langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan arah arus secara bebas. Arah arus dapat dipilih searah atau berlawanan dengan arah jarum jam. Lintasan penjumlahan diambil sama dengan arah arus

•

Terapkan hukum II Kirchhoff dengan ketentuan sebagai berikut : o Bila arah I searah dengan lintasan, I diberi tanda positif (+), bila berlawanan diberi tanda negatif (-) o Bila yang dijumpai pertama kali pada sumber titik positif, maka V sumber diberi tanda positif. Sebaliknya bila yang dijumpai pertama kali titik negatif, maka V sumber diberi tanda negatif Pada rangkaian di atas, apabila arah lintasan arus dan penjumlahan kita tentukan searah jarum jam.

1. Pada gambar di atas, bagaimana tandaV1, IR1, IR2, V2, dan IR3? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 2. Dengan menggunakan hukum II kirchhoff, carilah persamaan rangkaiannya! ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………..

Kegiatan 27 : Menentukan kuat dan arah arus pada rangkaian sederhana/ satu loop ( loop=rangkaian tertutup )

433


Diketahui V1 = 3 volt, V2 = 12 volt, V3 = 9 volt. R1, R2, R3 = 10 ohm Tentukan kuat dan arah arus rangkaian di bawah ini!

4. Arah arus dan lintasan penjumlahan telah ditentukan searah jarum jam, bagaimana tanda V1, IR1, IR2, V2, IR3, dan V3? ………………………………………………………………………………… 5. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan rangkaiannya! ………………………………………………………………………………… 6. Dari persamaan tersebut hitunglah nilai I! ………………………………………………………………………………… 7. Positif atau negatifkah nilai I? Bila positif, maka arah arus sesuai dengan arah lintasan yang telah ditentukan. Bila negatif, maka arah arus berlawanan dengan arah yang telah ditentukan. Jika demikian kemanakah arah lintasannya? …………………………………………………………………………………

Latihan : Tentukan kuat arus dan arah arusnya!

Diketahui V1 = 3 volt, V2 = 12 volt, V3 = 6 volt. R1, R2, R3, R4 = 10 ohm ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………....

Kegiatan 28 : Mencari persamaan rangkaian majemuk dua loop dengan menggunakan hukum II Kirchhoff

434


Langkah-langkah untuk menentukan persamaan rangkaian majemuk dua loop : Seperti halnya pada rangkaian loop tunggal, untuk menentukan persamaan rangkaian majemuk dua loop, langkah pertama yang harus dilakukan adalah menentukan arah arus pada kedua loop. Arah arus dapat ditentukan searah atau berlawanan arah dengan arah putaran jarum jam Lintasan penjumlahan searah dengan arah arus. Terapkan hukum II Kirchhoff pada setiap loop dengan ketentuan seperti pada rangkaian loop tunggal pada kegiatan 28 Pada rangkaian di atas apabila arah arus ditetapkan searah dengan putaran jarum jam

a. Pada loop I: 4. Perhatikan R2 cabang AB pada loop I. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Jika demikian bagaimana tanda arus-arus tersebut? (lihat kembali ketentuan-ketentuan pada kegiatan 28) ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 5. Bagaimana tanda I1R1, V1, I1R2, I2R2, dan V3? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 6. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop I! ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b. Pada loop II : 4. Perhatikan R2 pada cabang AB pada loop II. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Jika demikian bagaimana tanda arus-arus tersebut? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 5. Bagaimana tanda V2, I2R3, V3, I2R2, dan I1R3? …………………………………………………………………………………

435


………………………………………………………………………………… 6. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop II! ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Kegiatan 29 : Menentukan kuat dan arah arus pada rangkaian majemuk dua loop

Diketahui : V1 = 3 volt, V2 = 6 volt, V3 = 3 volt, R1=R2= R3 = 10 ohm Apabila arah lintasan arus pada kedua loop dipilih searah jarum jam!

a. Pada loop I 4. Perhatikan R2 pada loop I rangkaian di atas. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Tuliskan tanda arus-arus tersebut? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 5. Bagaimana tanda I1R1, V1, I1R2, I2R2, dan V3? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 6. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop I! ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… b. Pada loop II 11. Perhatikan R2 pada loop II rangkaian di atas. Ada berapa arus yang mengalir pada R2? Bagaimana arahnya? Tuliskan tanda arus-arus tersebut! ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 12. Bagaimana tanda V2, I2R3, V3, I2R2, dan I1R3? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 13. Dengan menggunakan hukum II Kirchhoff, carilah persamaan loop II!

436


………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 14. Eliminasikan persamaan-persamaan yang diperoleh pada loop I dan II, dan carilah nilai masing-masing I! ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………............ 15. Positif atau negatifkah nilai I? Bila positif, maka arah arus sesuai dengan arah lintasan yang telah ditentukan. Bila negatif, maka arah arus berlawanan dengan arah yang telah ditentukan. Jika demikian kemanakah arah lintasannya? ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………

Latihan : Tentukan kuat dan arah arusnya! Diketahui : V1 = 3 volt, V2 = 6 volt V3 = 3 volt, V4 = 6 volt R1, R2, R3, R4, R5, = 10 ohm

…………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………….... ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

TEGANGAN DC DAN TEGANGAN AC Kegiatan 30 : Membedakan tegangan DC dan tegangan AC Lakukanlah percobaan ini dengan sungguh-sungguh! Tujuan : Dapat melihat bentuk grafik tegangan Direct Current=searah (DC) dan tegangan Alternating Current=Bolak-balik (AC) pada osiloskop Alat dan bahan : 4 buah baterai, lampu, osiloskop Langkah Kegiatan :

437


Sebelum kalian dapat melihat grafik tegangan DC dan AC dalam osiloskop, pertama kali kalian harus mengetahui dahulu bagaimana cara menggunakan osiloskop. Berikut adalah cara penggunaan osiloskop • Sebelum osiloskop dihidupkan tombol yang ada perlu diatur sebagai berikut : - Volt/Div : Pada nilai yang tertinggi, variabel volt/div pada posisi CAL - Time/Div : Pada 5 ms, variabel time/div pada posisi CAL - Switch AC, gnd, DC : Pada posisi AC bila untuk mengukur tegangan AC. Pada posisi DC bila untuk mengukur tegangan DC - Polarity : Pada posisi Norm - Mode : Pada posisi CH 1 : Pada posisi Norm - Trigger - Slope : Pada posisi + - Level : Pada posisi auto fix - Sweep mode : Pada posisi auto - Coupling : Pada posisi AC atau pada posisi DC - Source : Pada posisi Int (x-y) • Setelah mengatur tombol-tombol di atas, tekan tombol power, maka lampu indikator akan menyala dan layar akan tampil garis. • Dengan mengatur tombol intensity, buatlah garis-garis yang tampil di layar cukup jelas • Dengan tombol fokus buatlah agar garisnya menjadi tajam tidak kabur • Aturah posisi garis agar berada di tengah layar, dengan mengatur tombol position horisontal dan vertikal, dan atur trace rotation • Lakukan langkah-langkah berikut ini Percobaan 1 : Melihat grafik tegangan DC 5. Susun rangkaian seperti berikut!

6. Hubungkan terminal tegangan osiloskop dengan ujung-ujung baterai. Sebelumnya teliti kembali apakah kutub-kutubnya sudah terpasang dengan benar atau belum

438


7. Gambarkan grafik sesuai dengan yang ditampilkan di layar osiloskop!

8. Berapa nilainya dan bagaimana nilainya? ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Percobaan 2 : Melihat grafik tegangan AC 4. Hubungkan kedua lubang stop kontak yang ada di laboratorium ke terminal osiloskop. Pemasangan kabel terminal osiloskop tidak memperhatikan polaritas titiknya. Jadi pemasangannya sembarang

5.

Gambarkan grafik sesuai dengan tampilan yang ada di layar osiloskop!

439


6.

Berapa nilainya dan bagaimana nilainya? Catatan : Nilainya adalah tinggi dari puncak atas dan puncak bawah grafik ……………………………………………………………………………… Informasi : Grafik pada percobaan 1 adalah tampilan tegangan DC dan pada percobaan 2 adalah tampilan grafik tegangan AC. Dari kedua percobaan tersebut, berikan kesimpulanmu! ...…………….……………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

Tugas : 4. Carilah contoh sebanyak-banyaknya peralatan yang menggunakan suplai listrik DC dan AC! 5. Apa yang dimaksud dengan rectifier, apa kegunaannya dan berilah contohnya! 6. Carilah kelebihan dan kelemahan listrik DC dan AC! Kegiatan 31 : Mempelajari bentuk rangkaian AC yang digunakan dalam rumah-rumah Apakah kalian pernah berpikir bagaimana rangkaian listrik dalam rumahmu? Menurutmu tersusun seri atau paralelkah rangkaian listrik dalam rumahmu? Berikan alasan atas jawabanmu! ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Di bawah ini adalah gambar dua jalur listrik dari PLN yang menuju ke rumah-rumah. Dalam rumah tersebut terdapat 3 ruangan yang di dalamnya terdapat beberapa peralatan listrik. Berdasarkan rangkaian listrik dalam rumah tangga yang telah kalian jawab pada awal kegiatan, gambarkan rangkaiannya dengan melengkapi bagan pengawatan berikut ini!

440


Tugas : Buatlah bagan pengawatan listrik rumahmu!

441


442


Lampiran 3 DOKUMENTASI TRY OUT Pertemuan I :

Pertemuan ke II :

443

DISAIN PEMBELAJARAN FISIKA YANG KONSTRUKTIVISTIK YANG MENDUKUNG PELAKSANAAN KURIKULUM BERBASIS KOMPETENSI SEKOLAH MENENGAH ATAS KELAS X SEMESTER 2

Recommend Documents