PENGARUH ALAT PERAGA MEDAN MAGNET (APMM) TERHADAP HASIL BELAJAR SISWA PADA KONSEP MEDAN MAGNET (Kuasi Eksperimen di SMA Negeri 4 Kota Serang)
Skripsi Diajukan Kepada Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan
OLEH: NOVITA SRI WULLAN NIM 1112016300014
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2017 M / 1438 H
i
ii
iii
ABSTRAK
NOVITA SRI WULLAN, NIM. 1112016300014. Pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) Terhadap Hasil Belajar Siswa pada Konsep Medan Magnet. Skripsi Program Studi Pendidikan Fisika Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, 2017. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet dan mengetahui respon siswa terhadap Alat Peraga Medan Magnet (APMM) yang digunakan dalam pembelajaran fisika. Penelitian ini dilaksanakan di SMA Negeri 4 Kota Serang. Kelas eksperimen dalam penelitian ini adalah kelas XII IPA 2 dan kelas kontrol adalah kelas XII IPA 1. Penelitian ini berlangsung pada bulan November 2016. Metode penelitian yang digunakan adalah kuasi eksperimen dengan desain nonequivalent control group design dan penentuan sampel dalam penelitian ini berdasarkan teknik purposive sampling. Instrumen yang digunakan adalah instrumen tes berupa tes objektif pilihan ganda dan instrumen nontes berupa angket respon siswa dan lembar observasi kegiatan guru dan siswa. Data hasil instrumen tes dianalisis secara kuantitatif, sedangkan data hasil instrumen nontes dianalisis secara kuantitatif, menghasilkan data berupa persentase yang kemudian dikonversi menjadi data kualitatif. Berdasarkan analisis data tes, disimpulkan bahwa terdapat pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. Hal tersebut didasarkan pada hasil uji hipotesis dengan menggunakan uji-t terhadap data posttest. Hasilnya adalah nilai thitung sebesar 2,41 dan nilai ttabel sebesar 1,996. Hal ini menunjukkan bahwa thitung> ttabel, sehingga Ho ditolak dan Ha diterima. Selain itu, rata-rata hasil belajar siswa kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan rata-rata hasil belajar siswa kelas kontrol. Pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) unggul pada jenjang kognitif C1 (mengingat), C2 (memahami), C3 (menerapkan), C4 (menganalisis), dan C5 (mengevaluasi). Respon siswa terhadap pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) berada dalam kategori baik dan hasil observasi kegiatan guru dan siswa selama pembelajaran berada dalam kategori baik sekali. Kata Kunci : Alat Peraga Medan Magnet (APMM), Hasil Belajar, Angket, Lembar Observasi, Medan Magnet.
iv
ABSTRACT
NOVITA SRI WULLAN, NIM. 1112016300014. The Influence of Magnetic Field Props (APMM) on Learning Outcomes of Student on The Magnetic Field Concept. Undergraduate Thesis of Physics Education Program, Science Education Department, Faculty of Tarbiya and Teachers Training, Syarif Hidayatullah State Islamic University Jakarta, 2017. This research aims to determine the influence of Magnetic Field Props (APMM) on learning outcomes of students on the magnetic field concept and to determine students’ response to Magnetic Field Props (APMM) used in learning physics. This research did at state high school 4 of Serang City. The experiment class in this research is XII science 2, while the control class is XII science 1. The research took place in November 2016. The method used in this research is a quasi experimental with nonequivalent control group design and technique of sampling is purposive sampling. The instrument used are objectives test in multiple choice form and nontest instrument which is student questionnaire responses and observation sheet of student and teacher activity. The result of the test instruments data were analyzed in quantitative, while the result of non-test instruments data were analyzed in quantitative, produce data in the percentage form, and then converted into qualitative data. Based on the analysis of the test data, it is concluded that there is the influence of Magnetic Field Props (APMM) on learning outcomes of students on magnetic field concept. It is based on the result of hypothesis testing using t-test on posttest data, showed that value of tcount is 2,411 and value of ttable is 1,996. This showed that tcount is higher than ttable, so Ho is rejected and Ha is accepted. In addition, the average student learning outcomes experimental class is higher than the average student learning outcomes control class. Learning using Magnetic Field Props (APMM) superior in improving cognitive level of C1 (recalling), C2 (comprehend), C3 (apply), C4 (analyze), and C5 (evaluate). The result of student questionnaire responses to the use Magnetic Field Props (APMM) are in good category and the result of observation sheets of student’s and teacher’s activity are in very good category. Keyword
: Magnetic Field Props (APMM), Learning Outcomes, Questionnaire, Observation Sheet, Magnetic Field
v
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah swt. yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, serta nikmat yang tidak pernah putus untuk hamba-hamba-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah kepada Nabi Muhammad saw., kepada keluarganya, para sahabat, dan para pengikutnya yang senantiasa berada dalam lindungan Allah swt. Atas Ridho-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap Hasil Belajar Siswa pada Konsep Medan Magnet”. Apresiasi dan terimakasih disampaikan kepada semua pihak yang telah berpartisipasi dalam penulisan skripsi ini. Terimakasih yang terdalam penulis sampaikan kepada kedua orang tua, Bapak Haerulloh dan Ibu Suryati yang telah memberikan segalanya sehingga penulis sampai pada titik ini. Selain itu, secara khusus apresiasi dan terimakasih penulis sampaikan kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Dede Rosyada, MA, selaku Rektor UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 2. Bapak Prof. Dr. Ahmad Thib Raya, MA, selaku Dekan Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 3. Ibu Baiq Hana Susanti, M.Sc, selaku Ketua Jurusan Pendidikan IPA Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. 4. Bapak Dwi Nanto, Ph.D, selaku Ketua Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, sekaligus pembimbing dan pemberi inspirasi dalam pembuatan skripsi ini. 5. Ibu Ai Nurlela, M.Si, selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan saran dan arahan kepada penulis selama proses perkuliahan. 6. Ibu Diah Mulhayatiah, M.Pd, selaku dosen pembimbing terbaik yang Allah berikan kepada penulis, yang telah meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran demi terselesaikannya skripsi ini. 7. Seluruh dosen, staff, dan karyawan FITK UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, khususnya Program Studi Pendidikan Fisika yang telah memberikan ilmu pengetahuan, pemahaman, dan pelayanan selama proses perkuliahan.
vi
8. Bapak Drs. Ade Suparman, M.Pd selaku Kepala SMA Negeri 4 Kota Serang yang telah memberikan izin penelitian kepada penulis. 9. Bapak Asep Rohendi, S.Si, selaku guru mata pelajaran fisika kelas XII SMA Negeri 4 Kota Serang yang telah membimbing penulis selama penelitian berlangsung. 10. Dewan guru, staff, karyawan, dan siswa-siswi SMA Negeri 4 Kota Serang yang telah memberikan bantuan kepada penulis selama penelitian. 11. Adik-adik tercinta, Aji Nisfullah dan Salis Aliyuwida yang telah memberikan semangat yang tiada henti kepada penulis. 12. Alfian, yang selalu memberikan semangat, bantuan pikiran, tenaga, maupun materi, dan menerima keluh kesah penulis selama penulisan skripsi ini. 13. Sahabat-sahabat KPK 81, Linda, Iik, Ira, Wiwik, Yuli, Indri, Yuni, dan Siti yang telah menemani perjalanan penulis selama kuliah dan selalu menghibur saat “galau” menghampiri penulis. 14. Sahabat-sahabat seperjuangan Pendidikan Fisika 2012, terimakasih sudah menjadi keluarga yang selalu ceria dan memiliki mimpi yang sama, kaka kelas dan adik kelas Pendidikan Fisika yang telah memberikan bantuan, inspirasi, dan motivasi. 15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, demi kesempurnaan penulisan selanjutnya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca. Akhir kata penulis ucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan skripsi ini, semoga apa yang telah dihasilkan dapat bermanfaat dan berguna bagi kita semua.
Jakarta, Maret 2017
Penulis
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... i SURAT PERNYATAAN KARYA SENDIRI .............................................. ii ABSTRAK ...................................................................................................... iv ABSTRACT ..................................................................................................... v KATA PENGANTAR .................................................................................... vi DAFTAR ISI ................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xv
BAB I
PENDAHULUAN ........................................................................ 1 A. Latar Belakang Masalah .......................................................... 1 B. Identifikasi Masalah ................................................................ 5 C. Pembatasan Masalah ............................................................... 5 D. Rumusan Masalah ................................................................... 6 E. Tujuan Penelitian .................................................................... 6 F. Manfaat Penelitian .................................................................. 6
BAB II
KAJIAN TEORITIS, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS ........................................................................ 7 A. Kajian Teoritis ......................................................................... 7 1. Media Pembelajaran .......................................................... 7 a. Pengertian Media Pembelajaran .................................. 7 b. Fungsi dan Manfaat Media Pembelajaran ................... 8 c. Jenis-jenis Media Pembelajaran .................................. 9 d. Prinsip Pemilihan Media Pembelajaran ...................... 11 2. Alat Peraga ........................................................................ 12 a. Pengertian Alat Peraga ................................................ 12 b. Macam-macam Alat Peraga ........................................ 13
viii
c. Syarat-syarat Pembuatan Alat Peraga ......................... 15 d. Fungsi Alat Peraga ...................................................... 15 e. Kelebihan dan Kekurangan Pembelajaran Menggunakan Alat Peraga .................................................................. 16 3. Alat Peraga Medan Magnet (APMM) ............................... 17 a. Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus............ 18 b. Gaya Lorentz ............................................................... 19 c. Motor Listrik Sederhana ............................................. 20 4. Belajar dan Hasil Belajar .................................................. 20 a. Pengertian Belajar ....................................................... 20 b. Pengertian Hasil Belajar .............................................. 22 c. Faktor yang Mempengaruhi Hasil Belajar .................. 25 5. Kajian Konsep Medan Magnet ......................................... 26 a. Karakteristik Konsep ................................................... 26 b. SK-KD Medan Magnet ............................................... 26 c. Peta Konsep Medan Magnet ....................................... 27 d. Materi Medan Magnet ................................................. 28 B. Hasil Penelitian yang Relevan ................................................ 34 C. Kerangka Berpikir ................................................................... 36 D. Hipotesis Penelitian................................................................. 38
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN ................................................ 39 A. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................. 39 B. Metode Penelitian.................................................................... 39 C. Prosedur Penelitian.................................................................. 39 D. Desain Penelitian ..................................................................... 41 E. Variabel Penelitian .................................................................. 41 F. Populasi dan Sampel ............................................................... 42 G. Teknik Pengumpulan Data ...................................................... 42 H. Instrumen Penelitian................................................................ 43 1. Instrumen Tes .................................................................... 43
ix
2. Instrumen Nontes .............................................................. 46 I. Kalibrasi Instrumen ................................................................. 47 1. Validitas ............................................................................ 47 2. Reliabilitas ........................................................................ 48 3. Taraf Kesukaran ................................................................ 49 4. Daya Pembeda................................................................... 50 J. Teknik Analisis Data ............................................................... 51 1. Teknik Analisis Data Tes .................................................. 52 a. Uji Prasyarat ................................................................ 52 1) Uji Normalitas ....................................................... 52 2) Uji Homogenitas ................................................... 53 b. Uji Hipotesis ............................................................... 54 1) Data Normal dan Homogen .................................. 54 2) Data Normal dan Tidak Homogen ........................ 55 3) Data Tidak Terdistribusi Normal .......................... 56 2. Teknik Analisis Data Nontes ............................................ 57 a. Angket Respon Siswa ................................................. 57 b. Lembar Observasi Aktivitas Guru dan Siswa ............. 57 K. Hipotesis Statistik ................................................................... 58
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ......................... 59 A. Hasil Penelitian ....................................................................... 59 1. Hasil Pretest ...................................................................... 59 2. Hasil Posttest..................................................................... 61 3. Rekapitulasi Hasil Belajar ................................................. 63 a. Nilai Rata-rata ............................................................. 63 b. Data Hasil Pretest dan Posttest ................................... 63 c. Kemampuan Kognitif Siswa ....................................... 65 d. Hasil Belajar Siswa pada Sub Konsep ........................ 67 4. Hasil Analisis Data Tes ..................................................... 69 a. Uji Prasyarat Analisis Statistik.................................... 69
x
1) Uji Normalitas ....................................................... 69 2) Uji Homogenitas ................................................... 70 b. Uji Hipotesis ............................................................... 71 5. Hasil Analisis Data Nontes ............................................... 72 a. Angket Respon Siswa ................................................. 72 b. Lembar Observasi Aktivitas Guru dan Siswa ............. 73 B. Pembahasan Hasil Penelitian .................................................. 74
BAB V
PENUTUP .................................................................................... 81 A. Kesimpulan ............................................................................. 81 B. Saran ........................................................................................ 81
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 82
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Contoh Solid Model ................................................................. 14
Gambar 2.2
Contoh Cross Section Model .................................................... 14
Gambar 2.3
Contoh Working Model ............................................................ 14
Gambar 2.4
Alat Perga Medan Magnet (APMM) ........................................ 17
Gambar 2.5
APMM Arah Medan Magnet.................................................... 18
Gambar 2.6
APMM Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus ............ 19
Gambar 2.7
APMM Gaya Lorentz .............................................................. 19
Gambar 2.8
APMM Motor Listrik Sederhana.............................................. 20
Gambar 2.9
Peta Konsep Medan Magnet ..................................................... 27
Gambar 2.10 Percobaan Oerstad .................................................................... 28 Gambar 2.11 Kaidah Tangan Kanan .............................................................. 29 Gambar 2.12 Prinsip Kerja Galvanometer ..................................................... 32 Gambar 2.13 Prinsip Kerja Motor Listrik ...................................................... 33 Gambar 2.14 Bagian-bagian Pengeras Suara ................................................. 33 Gambar 2.15 Kerangka Berpikir .................................................................... 38 Gambar 3.1
Tahapan Porsedur Penelitian .................................................... 40
Gambar 4.1
Diagram Distribusi Frekuensi Hasil Pretest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen .............................................................. 59
Gambar 4.2
Diagram Distribusi Frekuensi Hasil Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen .............................................................. 61
Gambar 4.3
Diagram Nilai Rata-rata Kelas Kontrol dan Eksperimen ......... 63
Gambar 4.4
Diagram Persentase Jenjang Kognitif Hasil Pretest dan Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen .................. 65
Gambar 4.5
Diagram Peningkatan Hasil Belajar Siswa Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen .............................................................. 66
Gambar 4.6
Diagram Persentase Hasil Belajar Siswa Per Subkonsep ......... 67
Gambar 4.7
Diagram Persentase Peningkatan Per Sub Konsep ................... 68
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Nonequivalent Control Group Design .......................................... 41 Tabel 3.2 Kisi-kisi Instrumen Tes ................................................................. 43 Tabel 3.3 Kisi-kisi Angket Respon Siswa ..................................................... 46 Tabel 3.4 Interpretasi Koefisien Korelasi...................................................... 47 Tabel 3.5 Hasil Uji Validitas Instrumen Tes ................................................. 48 Tabel 3.6 Interpretsi Kriteria Reliabilitas Instrumen..................................... 49 Tabel 3.7 Interpretasi Tingkat Kesukaran ..................................................... 50 Tabel 3.8 Hasil Taraf Kesukaran Instrumen Tes ........................................... 50 Tabel 3.9 Interpretasi Indeks Diskriminasi Butir Soal .................................. 51 Tabel 3.10 Hasil Uji Daya Pembeda Instrumen Tes ....................................... 51 Tabel 3.11 Kategori Uji Normalitas ................................................................ 53 Tabel 3.12 Kategori Homogenitas Uji F ......................................................... 54 Tabel 3.13 Skor Angket Respon Siswa ........................................................... 57 Tabel 3.14 Kriteria Penilaian Angket dan Lembar Observasi......................... 58 Tabel 4.1 Ukuran Pemusatan dan Penyebaran Data Hasil Pretest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ........................................... 60 Tabel 4.2 Ukuran Pemusatan dan Penyebaran Data Hasil Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ........................................... 62 Tabel 4.3 Rekapitulasi Data Hasil Pretest dan Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ................................................................... 64 Tabel 4.4 Hasil Uji Normalitas Data Pretest-Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ................................................................... 69 Tabel 4.5 Hasil Uji Homogenitas Data Pretest-Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen ................................................................... 70 Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Uji Hipotesis .................................................... 71
xiii
Tabel 4.7 Hasil Angket Respon Siswa Terhadap Alat Peraga Medan Magnet (APMM)............................................................... 72 Tabel 4.8 Hasil Lembar Observasi Aktivitas Guru ....................................... 73 Tabel 4.9 Hasil Lembar Observasi Aktivitas Siswa ...................................... 73
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A Perangkat Pembelajaran................................................... 87 1. RPP Kelas Eksperimen .................................................. 88 2. RPP Kelas Kontrol ......................................................... 123 3. LKS Kelas Eksperimen .................................................. 141 4. LKS Kelas Kontrol ........................................................ 156
LAMPIRAN B Instrumen Penelitian ......................................................... 165 1. Instrumen Tes ................................................................ 166 a. Kisi-kisi Instrumen Tes ............................................ 166 b. Instrumen Tes .......................................................... 168 2. Analisis Hasil Uji Coba Instrumen Tes ......................... 207 a. Soal Uji Coba Instrumen Tes ................................... 207 b. Analisis Instrumen Tes ............................................ 218 c. Soal Instrumen Tes Penelitian ................................. 228 d. Kunci Jawaban Instrumen Penelitian ....................... 235 3. Instrumen Nontes ........................................................... 236 a. Kisi-kisi Instrumen Nontes ...................................... 236 b. Angket ...................................................................... 237 c. Lembar Observasi .................................................... 239
LAMPIRAN C Analisis Data Hasil Penelitian........................................... 243 1. Hasil Pretest ................................................................... 244 2. Hasil Posttest ................................................................. 251 3. Uji Normalitas Hasil Pretest .......................................... 258 a. Uji Normalitas Hasil Pretest Kelas Kontrol ............ 258 b. Uji Normalitas Hasil Pretest Kelas Eksperimen ...... 260 4. Uji Normalitas Hasil Posttest ........................................ 262 a. Uji Normalitas Hasil Posttest Kelas Kontrol ........... 262 b. Uji Normalitas Hasil Posttest Kelas Eksperimen .... 264
xv
5. Uji Homogenitas Hasil Pretest ...................................... 266 6. Uji Homogenitas Hasil Posttest ..................................... 269 7. Uji Hipotesis Hasil Pretest ............................................ 272 8. Uji Hipotesis Hasil Posttest ........................................... 275 9. Data Hasil Angket Respon Siswa .................................. 278 10. Data Hasil Lembar Observasi Aktivitas Guru dan Siswa ....................................................................... 280 11. Data Persentase Ranah Kognitif .................................... 284 12. Data Persentase Sub Konsep.......................................... 292
LAMPIRAN D Alat Peraga Medan Magnet (APMM) ............................. 300 1. Panduan Penggunaan APMM ........................................ 301 2. Validasi Ahli .................................................................. 310
LAMPIRAN E Surat-surat Penelitian ....................................................... 316 1. Surat Permohonan Izin Penelitian.................................. 317 2. Surat Keterangan Penelitian........................................... 318 3. Lembar Uji Referensi ..................................................... 319 4. Daftar Riwayat Hidup .................................................... 330
xvi
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Fisika merupakan ilmu yang bertujuan untuk mendidik siswa agar dapat berpikir logis, rasional, kritis, memiliki sifat objektif, dan disiplin dalam menyelesaikan permasalahan baik dalam bidang fisika, bidang lain, maupun dalam kehidupan sehari-hari.1 Fisika menjadi satu diantara ilmu yang penting untuk dipelajari siswa, khususnya pada jurusan IPA, karena pembelajaran fisika memenuhi pengetahuan dasar yang dimiliki semua manusia yaitu membaca, menulis, dan berhitung. Tetapi, pada kenyataannya masih banyak siswa yang memiliki motivasi rendah untuk mempelajari fisika karena materi fisika merupakan materi yang abstrak dan bersifat matematis. Hal ini ditunjukkan oleh hasil wawancara penulis dengan guru fisika kelas XII SMAN 4 Kota Serang bahwa sedikit sekali siswa yang berminat dan antusias dalam mempelajari fisika. Lemahnya motivasi belajar fisika siswa dikarenakan kurangnya pemahaman siswa tentang pentingnya mempelajari fisika dan kurangnya variasi dalam pembelajaran fisika. Sebagian besar pola pembelajaran masih bersifat transmisif, yaitu guru mentransfer konsep-konsep secara langsung kepada siswa. Siswa menyerap pengetahuan yang diberikan oleh guru ataupun yang didapat dari buku pelajaran secara pasif.2 Pembelajaran yang monoton dan berlangsung satu arah ini akan berakibat pada menurunnya semangat belajar siswa.3 Selain itu, pembelajaran seperti ini akan membuat siswa merasa kesulitan dalam memahami konsep-konsep fisika, terutama konsep fisika yang abstrak, seperti konsep medan magnet.
Agus Eko Purwanto, dkk., “Studi Perbandingan Hasil Belajar Siswa Menggunakan Media Phet Simulations dengan Alat Peraga pada Pokok Bahasan Listrik Magnet di Kelas IX SMPN 12 Kabupaten Tebo”, Jurnal EduFisika, Vol. 01 No. 01, Juni 2016, h. 22. 2 Trianto, Mendesain Model Pembelajaran Inovatif-Progresif: Konsep, Landasan, dan Implementasinya Pada Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan, (Jakarta: Kencana, 2013), Cet. ke-6, h. 18. 3 Gancang Saroja, dkk., “Pemanfaatan Alat Peraga untuk Proses Pembelajaran Fisika di SLTA”, Jurnal ERUDIO, Journal of Educational Innovation, Vol. 2, No. 2, Desember 2014, h. 1. 1
1
2
Menurut Salpan, materi medan magnet merupakan materi yang sulit karena tingkat kompleksitasnya tinggi dan penuh abstrak.4 Selain itu, Erwan juga mengatakan hal yang serupa dengan Salpan, bahwa siswa sangat sulit memahami konsep-konsep fisika yang berkaitan dengan medan magnet karena harus membayangkan medan magnet yang tidak terlihat.5 Penjelasan arah medan magnet memerlukan pengamatan gejala alam dan fenomena nyata agar siswa dapat memahami materi dengan baik.6 Jika pembelajaran konvensional yang masih bersifat transmisif terus-menerus dilakukan pada konsep-konsep fisika yang abstrak, maka akan menyebabkan rendahnya hasil belajar siswa. Menurut hasil wawancara penulis dengan guru fisika kelas XII SMA Negeri 4 Kota Serang, hasil belajar fisika siswa kelas XII SMA Negeri 4 Kota Serang juga masih tergolong rendah. Hasil belajar siswa yang rendah pada konsep medan magnet akan berdampak negatif bagi siswa, karena konsep medan magnet merupakan konsep yang penting dikuasai oleh siswa. Konsep ini menjadi dasar untuk beberapa konsep lain seperti induksi Faraday, teknologi digital, dan gelombang elektromganetik. Konsep medan magnet juga dapat menjadi bekal pengetahuan bagi siswa karena banyak penerapan medan magnet di kehidupan sehari-hari seperti kipas angin, mesin cuci, alat ukur listrik, dan lain-lain. Oleh karena itu, diperlukan suatu media pembelajaran yang digunakan untuk mengatasi keabstrakan materi medan magnet sehingga hasil belajar siswa meningkat. Media sebagai alat bantu dalam proses belajar mengajar merupakan suatu kenyataan yang tidak dapat dipungkiri, karena banyak manfaat yang didapat jika mengajar menggunakan media.7 Tanpa bantuan media, materi pelajaran sukar untuk dicerna dan dipahami oleh setiap siswa, terutama materi yang kompleks atau
4
Salpan, Pembelajaran Fisika dengan Metode Demonstrasi Menggunakan Alat Peraga dan Media Interaktif Berbasis Komputer Ditinjau dari Tingkat Berpikir Abstrak dan Kemampuan Matematika, (Tesis Pendidikan Sains Pascasarjana Universitas Sebelas Maret, 2011), h. 7. 5 Erwan Afriyanto, “Pengembangan Media Pembelajaran Alat Peraga pada Materi Hukum Biot Savart di SMA Negeri 1 Prambanan Klaten”, JRKPF UAD, Vol.2 No.1, April 2015, h. 21. 6 Gancang Saroja, Op. cit., h. 2. 7 Syaiful Bahri Djamarah dan Aswan Zain, Strategi Belajar Mengajar (Edisi Revisi), (Jakarta: Rineka Cipta, 2010), h. 121.
3
abstrak. Media pembelajaran dapat digunakan untuk memperjelas penyajian pesan agar tidak terlalu bersifat verbalitas, mengatasi keterbatasan ruang, waktu dan daya indera, mengatasi sikap pasif siswa, dan memberikan pengalaman belajar yang seragam kepada siswa.8 Manfaat dari penggunaan media ini diharapkan mampu menarik perhatian siswa dan memudahkan siswa dalam memahami materi. Penggunaan media disadari oleh banyak praktisi pendidikan sangat membantu aktivitas proses pembelajaran baik di dalam maupun di luar kelas, terutama
membantu
peningkatan
prestasi
belajar
siswa.
Tetapi,
pada
implementasinya tidak banyak guru yang memanfaatkan media dalam proses pembelajarannya. Hal ini disebabkan oleh keterbatasan media pembelajaran di sekolah dan lemahnya kemampuan guru menciptakan media tersebut.9 Hal ini juga yang terjadi pada pembelajaran fisika di kelas XII SMAN 4 Kota Serang. Kurangnya sarana prasarana dan media pembelajaran yang menunjang seperti media digital dan alat peraga yang sesuai standar membuat pembelajaran fisika menjadi membosankan dan tidak disukai siswa. Pemerintah telah memberikan paket bantuan alat peraga IPA untuk memudahkan kegiatan praktikum serta penataran guru-guru IPA. Tetapi, fakta di lapangan menunjukkan bahwa tidak semua sekolah memperoleh paket bantuan alat peraga tersebut.10 Beberapa sekolah masih belum memiliki sarana alat peraga dan laboratorium yang lengkap. Anggota Komisi V DPRD Banten Suryadi Endarman mengatakan bahwa alat peraga untuk memenuhi skill siswa di Banten sangat minim.11 Hal ini juga didukung oleh hasil wawancara penulis dengan guru fisika kelas XII SMAN 4 Kota Serang bahwa penggunaan laboratorium di SMAN 4 Kota Serang masih kurang optimal karena peralatan yang terdapat di laboratorium
8
Arief S. Sadiman, dkk., Media Pendidikan: Pengertian, Pengembangan, dan Pemanfaatannya”, (Jakarta: Raja Grafindo Persada, 2007), h. 17-18. 9 Yudhi Munadi, Media Pembelajaran: Sebuah Pendekatan Baru, (Jakarta: Gaung Persada Press, 2010), Cet. ke-3, h. 2. 10 Maliasih, dkk., “Pengembangan Alat Peraga KIT Hidrostatis Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Tekanan Zat Cair Pada Siswa SMP”, Unnes Physics Education Journal (UPEJ), Vol. 4 No. 3, h. 2. 11 Administrator Radar Banten, “Alat Peraga Pendidikan Sangat Diperlukan”, diakses dari http://www.radarbanten.co.id/alat-peraga-pendidikan-sangat-diperlukan/ pada tanggal 19 Januari 2017 pukul 09:54 WIB.
4
kurang lengkap dan sudah tidak sesuai standar. Upaya memenuhi kebutuhan alat peraga di sekolah mengalami banyak kendala. Kendala dana merupakan persoalan klasik yang biasanya sukar untuk diatasi. Oleh karena itu, guru sebagai fasilitator harus berfikir kreatif dan inovatif untuk mengatasi masalah ini. Guru harus dapat menciptakan alat peraga sederhana yang murah tetapi dapat digunakan untuk menunjang pembelajaran siswa. Alat peraga yang efektif bukan ditentukan oleh mahal atau murahnya alat peraga yang digunakan, tetapi tergantung pada kesesuaian dengan materi serta kondisi siswa. Penggunaan alat peraga akan membantu memudahkan siswa untuk memahami suatu konsep.12 Alat peraga dapat dijadikan sebagai visualisasi konsepkonsep abstrak agar mudah dipahami oleh siswa dan menjadi solusi alternatif untuk menarik perhatian siswa selama proses pembelajaran. Selain itu, alat peraga untuk konsep medan magnet dapat dibuat dengan mudah dengan bahan yang sederhana seperti kawat tembaga, tetapi masih jarang dibuat dan dimanfaatkan oleh guru untuk pembelajaran fisika di sekolah. Terdapat beberapa hasil penelitian penggunaan alat peraga fisika sebagai media pembelajaran, satu diantaranya dikemukakan oleh Nora Apriliza yang menyimpulkan bahwa pemanfaatan alat peraga pada materi Getaran memiliki dampak positif dalam meningkatkan minat dan hasil belajar siswa yang ditandai dengan peningkatan ketercapaian hasil belajar dalam setiap siklus.13 Hal ini menunjukkan penggunaan alat peraga fisika dalam pembelajaran dapat meminimalisisasi keabstrakan materi sehingga siswa dapat memahami materi dengan baik. Alat peraga yang digunakan pada penelitian ini yaitu Alat Peraga Medan Magnet (APMM). APMM merupakan alat peraga sederhana yang dapat menunjukkan fenomena munculnya medan magnet di sekitar penghantar berarus listrik dan gaya magnet yang dihasilkan oleh penghantar berarus listrik yang diletakkan pada medan magnet. APMM terbuat dari alat dan bahan yang mudah 12
Afriyanto, loc. cit. Nora Apriliza, “Upaya Meningkatkan Minat dan Hasil Belajar Siswa Melalui Pemanfaatan Alat Peraga Berupa Bandul dan Statif Pada Materi Getaran di Kelas VIII.2 SMP Negeri 3 Pemulutan”, Jurnal Inovasi dan Pembelajaran Fisika, Vol. 2 No. 1, Mei 2015, h. 76. 13
5
ditemukan seperti kawat tembaga, lempengan alumunium, akrilik, kompas, dan baterai, sehingga mudah dan murah untuk dibuat. APMM mudah untuk dioperasikan oleh siswa karena sudah dirangkai sedemikian rupa sehingga siswa hanya perlu menyusun alat-alat yang diperlukan untuk melakukan pengamatan. Selain itu, APMM juga mudah untuk diduplikasi oleh guru sebagai media pembelajaran fisika di sekolah. Penggunaan APMM ini diharapkan dapat memberikan dampak positif terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. Berdasarkan uraian di atas, maka penulis memiliki gagasan untuk melakukan penelitian dengan judul “Pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) Terhadap Hasil Belajar Siswa pada Konsep Medan Magnet”.
B. Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan, dapat diidentifikasi beberapa masalah terkait dengan judul penelitian, yaitu: 1. Pembelajaran fisika cenderung bersifat monoton dan tidak bervariasi. 2. Konsep medan magnet merupakan konsep fisika yang abstrak. 3. Hasil belajar fisika siswa masih tergolong rendah. 4. Ketersediaan alat peraga pendidikan di sekolah masih terbatas.
C. Pembatasan Masalah Berhubung aspek yang berkaitan dengan penelitian ini cukup kompleks, dan untuk lebih memfokuskan pembahasannya, maka dilakukan pembatasan masalah sebagai berikut: 1. Hasil belajar fisika yang dimaksud adalah hasil tes kognitif berdasarkan taksonomi Bloom yang sudah direvisi oleh Anderson dan Krathwohl. Ranah kognitif yang akan diukur dalam penelitian ini adalah C1 (mengingat), C2 (memahami), C3 (menerapkan), C4 (menganalisis), C5 (mengevaluasi), dan C6 (mencipta). 2. Untuk mengatasi masalah hasil belajar fisika pada konsep medan magnet digunakan alat peraga yaitu Alat Peraga Medan Magnet (APMM). APMM
6
merupakan alat peraga sederhana yang digunakan untuk menunjukkan fenomena medan magnet dan gaya magnet yang muncul di sekitar penghantar berarus listrik, tetapi tidak digunakan untuk mengukur nilai dari medan magnet dan gaya magnet tersebut.
D. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah dan identifikasi masalah yang telah dipaparkan, penulis ajukan perumusan masalah sebagai berikut: 1. Apakah terdapat pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet? 2. Bagaimana respon siswa terhadap Alat Peraga Medan Magnet (APMM) yang digunakan dalam pembelajaran fisika pada konsep medan magnet?
E. Tujuan Penelitian Berdasarkan permasalahan yang telah dirumuskan, maka penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. 2. Mengetahui respon siswa terhadap Alat Peraga Medan Magnet (APMM) yang digunakan dalam pembelajaran fisika pada konsep medan magnet
F. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat bagi segenap pihak yang terlibat. Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini antara lain: 1. Memberikan informasi mengenai pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa. 2. Memudahkan siswa dalam memahami konsep medan magnet yang abstrak. 3. Meningkatkan keterampilan guru dalam memilih media pembelajaran yang dapat digunakan pada pembelajaran fisika agar pembelajaran dapat berkualitas.
BAB II KAJIAN TEORITIS, KERANGKA BERPIKIR, DAN HIPOTESIS A. Kajian Teoritis 1. Media Pembelajaran a. Pengertian Media Pembelajaran Secara umum media merupakan kata jamak dari “medium”, yang berarti “perantara” atau “pengantar”.1 Kata Media dalam Bahasa Arab disebut wasail bentuk jama’ dari wasilah yakni sinonim al-wasth yang artinya “tengah”. Kata “tengah” itu sendiri artinya berada di antara dua sisi, maka disebut juga sebagai “perantara” atau yang mengantarai kedua sisi tersebut.2 Media adalah alat bantu apa saja yang dapat dijadikan sebagai penyalur pesan guna mencapai tujuan pengajaran.3 Jadi, yang dimaksud dengan media adalah segala sesuatu yang dapat digunakan untuk menyalurkan pesan dari pengirim ke penerima. Media dapat dijadikan sebagai alat bantu dalam proses belajar mengajar. Sebagai alat bantu, media memiliki fungsi untuk membantu tercapainya tujuan pengajaran. Media yang digunakan pada proses pembelajaran akan membantu siswa menjadi lebih aktif sehingga dapat menghasilkan proses dan hasil belajar yang lebih baik dibandingkan dengan pembelajaran tanpa menggunaka media.4 Menurut Yudhi Munadi, media pembelajaran dapat dipahami sebagai segala sesuatu yang dapat menyampaikan dan menyalurkan pesan dari sumber secara terencana sehingga tercipta lingkungan belajar yang kondusif dimana penerimanya dapat melakukan proses belajar secara efisien dan efektif.5 Media pembelajaran dapat diartikan sempit dan luas. Media pembelajaran dalam arti sempit yaitu hanya 1
Wina Sanjaya, Strategi Pembelajaran Berorientasi Standar Porses Pendidikan, (Jakarta: Kencana, 2008), h. 163. 2 Yudhi Munadi, Media Pembelajaran: Sebuah Pendekatan Baru, (Jakarta: Gaung Persada, 2010), Cet. ke-3, h.6. 3 Syaiful Bahri Djamarah dan Aswan Zain. Strategi Belajar Mengajar, (Jakarta: Rineka Cipta, 2010), h. 121. 4 Ibid., h. 122. 5 Yudhi Munadi, Op. cit., h.7-8.
7
8
meliputi media yang dapat digunakan secara efektif dalam proses pembelajaran. Sedangkan dalam arti luas, media pembelajaran meliputi seluruh media yang digunakan dalam proses pembelajaran, baik media yang kompleks seperti media elektronik, maupun media yang sederhana seperti gambar buatan guru.6 Media pembelajaran terdiri atas dua unsur, yaitu perangkat keras (hardware) berupa peralatan atau sarana yang digunakan untuk menyajikan pesan atau informasi kepada siswa dan perangkat lunak (software) berupa pesan yang akan disampaikan oleh guru kepada siswa.7 Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa media pembelajaran merupakan segala sesuatu yang dapat membantu guru dalam menyampaikan materi kepada siswa sehingga tercipta suasana belajar yang kondusif dan tujuan pembelajaran dapat tercapai dengan baik.
b. Fungsi dan Manfaat Media Pembelajaran Secara umum, fungsi media pembelajaran dibagi menjadi dua, yaitu sebagai alat bantu dan sarana komunikasi. Media pembelajaran berfungsi sebagai alat bantu agar dapat memperjelas materi yang disampaikan guru kepada siswa. Selain itu, media pembelajaran berfungsi sebagai sarana komunikasi dan interaksi antara siswa dengan guru, serta interaksi antara siswa dengan media tersebut.8 Media pembelajaran memiliki beberapa fungsi sebagai berikut:9 1) Sebagai sumber belajar, yakni sebagai segala macam sumber yang ada di luar diri seseorang dan memudahkan terjadinya proses belajar. 2) Fungsi Semantik, yakni kemampuan sebuah media dalam menambah perbendaharaan kata yang makna atau maksudnya benar-benar dipahami siswa.
6
Trianto, Mendesain Model Pembelajaran Inovatif-Progresif: Konsep, Landasan, dan Implementasinya pada Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP), (Jakarta: Kencana, 2013), Edisi Pertama, Cet. ke-6, h. 234. 7 Dina Indriana, Ragam Alat Bantu Media Pengajaran, (Jogjakarta: Diva Press, 2011), Cet. ke-1, h. 21. 8 Dewi Salma dan Eveline Siregar, Mozaik Teknologi Pendidikan, (Jakarta: Kencana, 2007), Edisi Pertama, Cet. ke-2, h. 6-7. 9 Yudhi Munadi, Op. cit, h. 37-48.
9
3) Fungsi Manipulatif, yakni dapat mengatasi batas-batas ruang dan waktu serta mengatasi keterbatasan inderawi. 4) Fungsi Psikologis a) Fungsi anastesi, yakni media pembelajaran dapat meningkatkan perhatian (attention) siswa terhadap materi ajar. b) Fungsi afektif, yakni menggugah perasaan, emosi, dan tingkat penerimaan atau penolakan siswa terhadap sesuatu. c) Fungsi kognitif, siswa yang belajar melalui media pembelajaran akan memperoleh dan menggunakan bentuk-bentuk representasi yang mewakili objek-objek yang dihadapi, baik objek itu berupa orang, benda, atau peristiwa. d) Fungsi
imajinatif,
media
pembelajaran
dapat
meningkatkan
dan
mengembangkan imajinasi siswa. e) Fungsi motivasi, media dapat berfungsi sebagai pendorong siswa untuk melakukan kegiatan belajar sehingga tujuan pembelajaran dapat tercapai. 5) Fungsi Sosio-kultural, media pembelajaran dapat mengatasi hambatan sosiokultural antarperserta komunikasi pembelajaran, karena media pembelajaran memilik
kemampuan
dalam
memberikan
rangsangan
yang
sama,
mempersamakan pengalaman, dan menimbulkan persepsi yang sama. Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa secara garis besar media pembelajaran berfungsi untuk memperjelas pesan yang disampaikan oleh guru kepada siswa, mengatasi keterbatasan ruang, waktu, tenaga, dan daya indera, memberikan gairah belajar, memungkinan siswa untuk belajar mandiri, dan memberikan rangsangan yang sama kepada semua siswa.10 c. Jenis-jenis Media Pembelajaran Terdapat lima jenis media yang dapat digunakan dalam pembelajaran, yaitu:11 1) Media Visual, media yang hanya dapat dilihat dengan menggunakan indera penglihatan yang terdiri atas media yang dapat diproyeksikan dan media yang 10 Rudi Susilana dan Cepi Riyana, Media Pembelajaran: Hakikat, Pengembangan, Pemanfaatan, dan Penilaian, (Bandung: Wacana Prima, 2009), h. 9. 11 Rusman, Belajar dan Pembelajaran Berbasis Komputer: Mengembangkan Profesionalisme Guru Abad 21, (Bandung: Alfabeta, 2013), h. 143.
10
tidak dapat diproyeksikan yang biasanya berupa gambar diam atau gambar bergerak. 2) Media Audio, media yang mengandung pesan dalam bentuk auditif yang dapat merangsang pikiran, perasaan, perhatian dan kemauan siswa untuk mempelajari bahan ajar. 3) Media Audio-Visual, media yang merupakan kombinasi audio dan visual (media pandang-dengar). 4) Kelompook Media Penyaji, Donald T.Tosti dan John R.Ball mengemukakan bahwa media kelompok penyaji ini dikelompokkan dalam tujuh jenis, yaitu: a) Kelompok kesatu: grafis, bahan cetak, dan gambar diam b) Kelompok kedua: media proyeksi diam c) Kelompok ketiga: media audio d) Kelompok keempat: media audio-visual diam e) Kelompok kelima: media gambar hidup/film f) Kelompok keenam: media televisi g) Kelompok ketujuh: multimedia 5) Media objek dan media interaktif berbasis komputer. Media objek merupakan media tiga dimensi yang menyampaikan informasi tidak dalam bentuk penyajian, melainkan melalui ciri fisiknya sendiri seperti ukurannya, bentuknya, beratnya, susunannya, warnanya, fungsinya, dan sebagainya. Media ini dibagi menjadi dua kelompok, yaitu media objek sebenarnya dan media objek pengganti. Sementara itu, media interaktif berbasis komputer adalah media yang menuntut siswa untuk berinteraksi selain melihat maupun mendengarkan. Berdasarkan uraian di atas, alat peraga merupakan jenis media objek, dan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) termasuk ke dalam media objek pengganti yang digunakan untuk membantu siswa mengamati fenomena medan magnet dan gaya magnet di sekitar penghantar berarus secara lebih nyata. Menurut Wina
11
Sanjaya, mempelajari objek tiruan (pengganti) sangat besar manfaatnya terutama untuk menghindari terjadinya verbalisme.12
d. Prinsip Pemlilihan Media Pembelajaran Media merupakan salah satu sarana yang berguna untuk meningkatkan kegiatan proses belajar mengajar. Media terdiri atas berbagai macam, karena beranekaragamnya media tersebut, maka masing-masing media mempunyai karakteristik yang berbeda-beda. Oleh karena itu, memilih media pembelajaran perlu dilakukan dengan cermat dan tepat agar dapat digunakan secara maksimal. Drs. Sudriman dalam Syaiful Bahri mengemukakan beberapa prinsip pemilihan media pembelajaran yang dibagi dalam tiga ketegori sebagai berikut:13 1) Tujuan pemilihan Memilih media yang akan digunakan harus berdasarkan maksud dan tujuan pemilihan yang jelas, misalnya kepada siapa media ini akan disampaikan dan untuk apa media ini digunakan. Tujuan pemilihan ini berkaitan dengan kemampuan berbagai media. 2) Karakteristik media pembelajaran Setiap media mempunyai karakteristik tertentu, baik dilihat dari manfaatnya, cara pembuatannya, maupun cara penggunaannya. Guru harus dapat memahami karakteristik yang dilimiliki oleh media yang akan digunakan agar penggunaan media pembelajaran dapat bervariasi dan sesuai dengan materi yang akan diajarkan. 3) Alternatif pemilihan media Guru harus dapat menentukan pilihan media mana yang akan digunakan apabila terdapat media yang dapat dibandingkan untuk mengajar konsep yang sama.
12 13
Wina Sanjaya, Op. cit., h. 166. Syaiful Bahri Djamarah dan Aswan Zain. Op. cit., h. 126-127.
12
Selain prinsip pemilihan media pembelajaran yang telah diuraikan di atas, agar media pembelajaran benar-benar digunakan untuk membelajarkan siswa, maka harus memperhatikan prinsip-prinsip pemilihan media pembelajaran berikut:14 1) Media yang akan digunakan oleh guru harus sesuai dan diarahkan untuk mencapai tujuan pembelajaran. Tujuan pembelajaran menjadi sorotan utama dalam pemilihan media, karena media yang digunakan akan menentukan tercapai dan tidaknya tujuan pembelajaran dengan baik. 2) Media yang akan digunakan harus sesuai dengan materi pembelajaran. Artinya, media pembelajaran yang digunakan harus sesuai dengan karakteristik materi yang akan diajarkan, karena setiap materi memiliki karakteristik yang berbeda satu sama lain. 3) Media pembelajaran harus sesuai dengan minat, kebutuhan, dan kondisi siswa. Setiap siswa memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Guru harus dapat menyesuaikan media pembelajaran yang akan digunakan dengan kondisi siswa. 4) Media yang akan digunakan harus memerhatikan efektivitas dan efisisensi. Media yang digunakan tidak harus mahal dan bagus, tetapi harus efektif dan efisien dalam penggunaannya. 5) Media yang digunakan harus sesuai dengan kemampuan guru dalam mengoperasikannya. Hal ini sangat penting untuk diperhatikan, karena gurulah yang akan membimbing siswa untuk menggunakan media tersebut.
2. Alat Peraga a. Pengertian Alat Peraga Menurut Azhar Arsyad, alat peraga adalah segala sesuatu yang digunakan oleh guru untuk memperagakan materi pelajaran. Artinya, alat peraga merupakan salah satu media pembelajaran yang digunakan untuk mengkongkretkan materi yang bersifat abstrak sehingga materi tersebut menjadi lebih sederhana dan mudah
14
Wina Sanjaya, Op. cit.,, h. 173-174.
13
dipahami.15 Alat peraga merupakan media pembelajaran yang mengandung atau membawa konsep-konsep dari materi yang dipelajari.16 Selain itu, alat peraga didefinisikan sebagai segala sesuatu yang dapat digunakan untuk menyatakan pesan merangsang pikiran, perasaan, perhatian, dan kemauan siswa sehingga dapat mendorong proses belajar.17 Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa alat peraga merupakan alat bantu yang digunakan oleh guru dalam menyampaikan materi pembelajaran kepada siswa agar materi yang disampaikan tidak hanya bersifat verbalitas tetapi dapat divisualisaikan secara nyata.
b. Macam-macam Alat Peraga Pengertian alat pembelajaran dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu: 18 1) Alat pembelajaran yang merupakan benda sebenarnya, yaitu alat-alat atau benda riil yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. 2) Alat-alat yang merupakan benda pengganti, yaitu alat-alat yang dapat digunakan untuk mengganti benda sebenarnya yang tidak bisa digunakan di dalam pembelajaran karena alasan tertentu (benda terlalu besar, benda terlalu kecil, benda bergerak sangat cepat, dan sebagainya). 3) Bahasa, baik lisan maupun tulisan. Harjanto menyebut benda-benda pengganti untuk media pembelajaran sebagai model. Model terbagi menjadi tiga jenis, yaitu:19 1) Solid model, yaitu model yang digunakan untuk menunjukkan bagian luar suatu objek. Solid model memungkinkan kita untuk memvisualisasikan komponen dan rakitan yang kita buat secara realistik. Solid model biasanya dibuat menggunakan aplikasi komputer.
15
Azhar Arsyad, Media Pembelajaran, (Jakarta: Raja Grafindo Persada, 2014), Cet. ke-17,
h. 9. Erwan Afriyanto, “Pengembangan Media Pembelajaran Alat Peraga pada Materi Hukum Biot Savart di SMA Negeri 1 Prambanan Klaten”, JRKPF UAD, Vol.2 No.1, April 2015, h. 21. 17 Rostina Sundayana, Media dan Alat Peraga dalam Pembelajaran Matematika, (Bandung: Alfabeta, 2014), Cet. ke-1, h. 7. 18 Eka Prihatin. Guru Sebagai Fasilitator, (Bandung: PT Karsa Mandiri Persada, 2008), h. 54. 19 Harjanto, Perencanaan Pengajaran, (Jakarta: Rineka Cipta, 2010), Cet. ke-7, h. 271. 16
14
Gambar 2.1 Contoh Solid Model 2) Cross section model, model yang menampakkan struktur bagian dalam suatu objek, misalnya bagian dalam organ tubuh manusia, bagian dalam kerangka kapal, bagian dalam gunung berapi, dan sebagainya.
Gambar 2.2 Contoh Cross Section Model 3) Working model, model yang mendemonstrasikan fungsi atau proses-proses tertentu seperti proses terjadinya hujan, prisnip kerja pembangkit listrik, proses terjadinya bayangan pada mata, dan sebagainya.
Gambar 2.3 Contoh Working Model
Berdasarkan uraian di atas, Alat Peraga Medan Magnet (APMM) merupakan alat peraga berupa objek tiruan jenis working model karena APMM
15
menjelaskan proses terjadinya fenomena medan magnet dan gaya magnet di sekitar penghantar berarus listrik.
c. Syarat-syarat Pembuatan Alat Peraga Beberapa hal yang penting diperhatikan sebagai kriteria dalam pembuatan dan pengembangan alat peraga praktik IPA sederhana adalah sebagai berikut:20 1) Bahan mudah diperoleh (memanfaatkan limbah dan dibeli dengan harga relatif murah). 2) Mudah dalam perancangan dan pembuatannya. 3) Mudah dalam perakitannya (tidak memerlukan keterampilan khusus). 4) Mudah dioperasikan. 5) Dapat memperjelas atau menunjukkan konsep dengan lebih baik. 6) Dapat meningkatkan motivasi siswa. 7) Akurasi cukup dapat diandalkan. 8) Tidak berbahaya ketika digunakan. 9) Menarik, inovatif, dan kreatif. 10) Daya tahan alat cukup baik (lama pakai). 11) Bernilai pendidikan.
d. Fungsi Alat Peraga Menurut Nana Sudjana, alat peraga memiliki fungsi dalam proses belajar mengajar antara lain:21 1) Penggunaan alat peraga dalam proses belajar mengajar bukan merupakan fungsi tambahan, tetapi mempunyai fungsi tersendiri sebagai alat bantu untuk mewujudkan situasi belajar mengajar yang efektif. 2) Penggunaan alat peraga merupakan bagaian yang integral dari keseluruhan situasi mengajar. Ini berarti bahwa alat peraga merupakan salah satu unsur yang harus dikembangkan guru. 20
Tim Penyusun Modul, Pedoman Pembuatan Alat Peraga Fisika Untuk SMA, (Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, 2011), h. 8. 21 Nana Sudjana, Dasar-dasar Proses Belajar Mengajar, (Bandung: PT SInar Baru Algesindo, 2002), h. 99.
16
3) Alat peraga dalam pengajaran penggunaannya integral dengan tujuan dan isi pelajaran. Fungsi ini mengandung pengertian bahwa penggunaan alat peraga harus melihat kepada tujuan dan bahan pelajaran. 4) Penggunaan alat peraga dalam pengajaran bukan semata-mata alat hiburan, dalam arti digunakan hanya sekedar melengkapi proses belajar supaya lebih menarik perhatian. 5) Penggunaan alat peraga dalam pengajaran lebih diutamakan untuk mempercepat proses belajar mengajar dan membantu siswa dalam menangkap pengertian yang diberikan guru. 6) Penggunaan alat peraga dalam pengajaran diutamakan untuk mempertinggi proses belajar mengajar, dengan perkataan lain menggunakan alat peraga, hasil belajar yang dicapai akan tahan lama diingat siswa sehigga pelajaran mempunyai nilai tinggi.
e. Kelebihan dan Kekurangan Pembelajaran Menggunakan Alat Peraga Kelebihan dan kekurangan menggunakan benda nyata (alat peraga) sebagai media pembelajaran yaitu:22 1) Kelebihan a) Memberi kesempatan semaksimal mungkin kepada siswa untuk melakukan pembelajaran
secara
nyata
ataupun
simulasi
sehingga
mengurangi
pembelajaran dengan transfer ilmu secara verbal dari guru kepada siswa. b) Memperlihatkan seluruh atau sebagian besar rangsangan yang relevan dengan konsep yang akan diajarkan. c) Memberi kesempatan kepada siswa untuk mengalami dan melatih keterampilan manipulatif mereka dengan menggunakan indera peraba. d) Memudahkan pengukuran penampilan siswa, bila ketangkasan fisik atau keterampialan koordinasi diperlukan dalam kegiatan belajar.
22
Ronald H. Anderson, Pemilihan dan Pengembangan Media untuk Pembelajaran, (Jakarta: Rajawali, 1987), h. 187-188.
17
2) Kekurangan a) Seringkali dapat menimbulkan bahaya bagi siswa atau orang lain ketika pembelajaran di kelas. b) Mahal, karena biaya yang diperlukan peralatan tidak sedikit, dan ada kemungkinan rusaknya alat yang digunakan. c) Tidak selalu dapat memberikan semua gambaran dari objek yang sebenarnya, seperti pembesaran, pemotongan, dan gambar demi bagian, sehingga pengajaran harus didukung dengan media lain. d) Seringkali sulit mendapatkan tenaga ahli untuk menangani penggunaan alat peraga. e) Sulit untuk mengontrol hasil belajar, karena konflik-konflik yang mungkin terjadi di lingkungan kelas.
3. Alat Peraga Medan Magnet (APMM) Alat peraga yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat peraga yang peneliti buat sendiri, dengan menghubungkan konsep-konsep yang berkaitan dengan materi medan magnet. Alat Peraga Medan Magnet (APMM) merupakan alat peraga yang dapat membantu guru menjelaskan materi medan magnet secara lebih riil. APMM dibuat dari bahan yang sederhana dan mudah ditemukan seperti akrilik, kawat tembaga, dan lempengan aluminium. Komponen pendukung untuk APMM juga mudah ditemukan, seperti baterai, kabel penghubung, kompas, dan magnet, sehingga guru dapat dengan mudah untuk membuat alat peraga yang serupa dengan APMM. APMM dapat dilihat pada Gambar 2.4 berikut:
Gambar 2.4 Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
18
Medan magnet tidak dapat dilihat secara langsung menggunakan indera penglihatan, tetapi fenomena munculnya medan magnet dapat diamati. Inilah yang menjadi dasar dari pembuatan APMM. Medan magnet dapat diamati dengan melihat pada pergerakan jarum kompas. Tetapi nilai medan magnet tidak dapat ditentukan dengan menggunakan APMM. APMM hanya dapat menunjukkan hubungan antara besaran-besaran yang mempengaruhi besar medan magnet dan gaya magnet yang dihasilkan. Terdapat tiga sub konsep yang dapat dijelaskan menggunakan APMM, yaitu medan magnet di sekitar penghantar berarus, gaya magnetik atau Gaya Lorentz, dan aplikasi Gaya Lorentz pada motor listrik sederhana. Berikut pembahasan mengenai sub konsep yang dapat dijelaskan menggunakan APMM:
a. Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus Medan magnet merupakan wilayah di sekitar magnet yang masih dipengaruhi oleh gaya magnet. Kawat penghantar yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet di sekitarnya. APMM untuk menjelaskan medan magnet di sekitar penghantar berarus listrik ditunjukkan pada Gambar 2.5 dan Gambar 2.6 berikut:
Gambar 2.5 APMM - Arah Medan Magnet
19
Gambar 2.6 APMM - Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gambar 2.5 menunjukkan APMM untuk mengamati arah medan magnet yang dihasilkan di sekitar kawat berarus listrik. Arus listrik yang dihasilkan berasal dari baterai. Penggunaan baterai ini dikarenakan lebih mudah dibawa dan lebih mudah digunakan (tidak perlu sumber listrik langsung dari PLN). Arah medan magnet dapat diamati dari pergerakan jarum kompas yang diletakkan di sekitar kawat tersebut. Gambar 2.6 merupakan macam-macam bentuk kawat, yaitu kawat lurus dengan jumlah lilitan yang berbeda, kawat melingkar dengan diameter berbeda, dan solenoida dengan panjang solenoida yang berbeda. Hal ini dilakukan untuk mengamati besaran apa saja yang mempengaruhi medan magnet pada ketiga jenis kawat tersebut.
b. Gaya Lorentz Gaya Lorentz merupakan gaya yang dihasilkan jika sebuah penghantar berarus diletakkan di dalam medan magnet. APMM untuk menjelaskan Gaya Lorentz ditunjukkan pada Gambar 2.7 berikut:
Gambar 2.7 APMM - Gaya Lorentz
20
Gaya Lorentz dapat diamati dari pergerakan kawat tembaga lingkaran yang digantungkan pada lempengan aluminium. Arus listrik yang mengalir pada kawat, akan menghasilkan medan magnet, dan jika diletakkan medan magnet luar (berasal dari magnet permanen), akan timbul Gaya Lorentz. Arah Gaya Lorentz dapat diamati dari arah pergerakan kawat dengan mengubah arah arus listrik dan arah medan magnet. c. Motor Listrik Sederhana Motor listrik merupakan salah satu aplikasi dari Gaya Lorentz. Motor listrik sering dimanfaatkan pada berbagai produk teknologi seperti kipas angin, mesin cuci, blender, dan masih banyak lagi. Cara kerja motor listrik sederhana dapat diamati menggunakan APMM berikut:
Gambar 2.8 APMM - Motor Listrik Sederhana Motor listrik merupakan komponen elektromagnetik yang prinsip kerjanya mengubah energi lsitrik menjadi energi mekanik atau gerak. Cara kerja motor listrik dapat diamati dari putaran kawat tembaga yang diletakkan di atas magnet permanen. Besaran-besaran yang mempengaruhi cepat lambatnya putaran motor listrik dapat diamati dengan mengubah diameter kawat, jenis baterai, dan jenis magnet. Secara lebih rinci, APMM dijelaskan pada lampiran D.1.
4. Belajar dan Hasil Belajar a. Pengertian Belajar Belajar secara umum diartikan sebagai perubahan pada individu yang terjadi melalui pengalaman, dan bukan karena pertumbuhan atau perkembangan tubuhnya
21
atau karakteristik seseorang sejak lahir.23 Menurut Arief S. Sadiman, dkk., belajar adalah suatu proses perubahan tingkah laku, baik perubahan yang bersifat pengetahuan (kognitif), keterampilan (psikomotor), ataupun nilai dan sikap (afektif). Perubahan ini harus bersifat relatif permanen, tahan lama dan menetap, dan tidak berlangsung sesaat saja.24 Belajar dapat diartikan secara sempit dan luas. Belajar dalam arti sempit dapat diartikan sebagai usaha penguasaan materi ilmu pengetahuan yang merupakan sebagian dari kegiatan menuju terbentuknya kepribadian seutuhnya. Sedangkan belajar dalam arti luas merupakan kegiatan psiko-fisik menuju ke perkembangan pribadi seutuhnya.25 Proses belajar terjadi karena adanya interaksi individu dengan lingkungannya.26 Sementara itu, Slameto mengungkapkan definisi belajar adalah suatu proses usaha yang dilakukan seseorang untuk memperoleh suatu perubahan tingkah laku yang baru secara keseluruhan, sebagai hasil pengalamannya sendiri dalam interaksi dengan lingkungannya.27 Senada dengan Slameto, Martinis juga mendefinisikan belajar sebagai perubahan perilaku seseorang akibat pengalaman yang ia dapat melalui pengamatan, pendengaran, membaca, dan meniru.28 Proses pembelajaran pada hakikatnya bertujuan untuk mengembangkan aktivitas dan kreativitas siswa melalui berbagai interaksi dan pengalaman belajar.29 Berdasarkan uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa belajar adalah suatu proses perubahan tingkah laku, baik aspek kognitif, afektif, atau psikomotor, yang dialami oleh seseorang melalui pengalaman-pengalaman interaksi dengan lingkungannya, dan biasanya perubahan tersebut bersifat relatif menetap.
23
Trianto, Op. cit., h. 16. Arief S. Sadiman, dkk., Media Pendidikan: Pengertian, Pengembangan, dan Pemanfaatannya, (Jakarta: PT Raja Grafindo Persada, 2007), h. 2-3. 25 Sardiman, Interaksi & Motivasi Belajar Mengajar, (Jakarta: Raja Grafindo Persada, 2001), h. 20-21. 26 Arief S. Sadiman, dkk., Op. cit., h. 1. 27 Slameto, Belajar dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya, (Jakarta: Rineka Cipta, 2010), Cet. ke-5, h. 2. 28 Martinis Yamin, Strategi Pembelajaran Berbasis Kompetensi, (Jakarta: Gaung Persada, 2009), Cet. ke-6 h. 98. 29 E. Mulyasa, Menjadi Guru Profesional: Menciptakan Pembelajaran Kreatif dan Menyenangkan, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2007), Cet. ke-6, h. 164. 24
22
b. Pengertian Hasil Belajar Menurut Nana Syaodih, hasil belajar atau achievement merupakan realisasi atau pemekaran dari kecakapan-kecakapan potensial atau kapasitas yang dimiliki seseorang.30 Nana Sudjana menyebutkan definisi hasil belajar secara lebih khusus yaitu kemampuan-kemampuan yang dimiliki siswa setelah ia menerima pengalaman belajarnya.31 Hasil belajar dapat dimanifestasikan dalam bentuk penambahan materi pengetahuan, penguasaan pola-pola perilaku (kognitif, afektif, psikomotor), dan perubahan dalam sifat-sifat kepribadian baik itu yang tampak ataupun tidak.32 Hasil belajar berkaitan erat dengan proses belajar karena hasil belajar merupakan hasil yang didapat dari proses belajar yang dilakukan oleh seseorang. Gagne mengemukakan lima macam hasil belajar, yaitu keterampilan intelektual, strategi kognitif, sikap, informasi verbal, dan keterampilan motorik. Jika dikelompokkan, hasil belajar Gagne menunjukkan bahwa tiga di anataranya bersifat kognitif, satu bersifat afektif, dan satu lagi bersifat psikomotorik.33 Sama seperti Gagne, Bloom mengelompokkan tujuan-tujuan pendidikan menjadi tiga ranah yaitu ranah kognitif, ranah afektif, dan ranah psikomotor yang kemudian disebut sebagai taksonomi Bloom.34 Taksonomi Bloom memusatkan perhatian terhadap aspek pengetahuan, sikap, dan keterampilan.35 Adapun Taksonomi Bloom atau klasifikasi tersebut sebagai berikut:
30
Nana Syaodih, Op. cit., h. 102. Nana Sudjana, Penilaian Hasil Proses Belajar Mengajar, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2010), Cet. ke-15, h. 22. 32 Abin Syamsudin, Psikolgi Kependidikan: Perangkat Sistem Pengajaran Modul, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2007), Cet. ke-9, h. 160-161. 33 Ratna Wilis Dahar, Teori-teori Belajar dan Pembelajaran, (Jakarta: Erlangga, 2011), h. 118. 34 Suharsimi Arikunto, Dasar-dasar Evaluasi Pembelajaran-Edisi 2, (Jakarta: Bumi Aksara, 2012), Cet. ke-1, h. 130. 35 Suyono dan Hariyanto, Belajar dan Pembelajaran: Teori dan Konsep Dasar, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2011), Cet. ke-1, h. 167. 31
23
1) Ranah Kognitif Ranah kognitif adalah hal-hal yang menyangkut daya pikir, pengetahuan, dan penalaran.36 Kategori-kategori pada dimensi kogntif dibagi menjadi enam kelompok, yaitu:37 a) Mengingat, mengambil pengetahuan dari memori jangka panjang, meliputi proses mengenali dan mengingat kembali. b) Memahami, mengkonstruk makna dari materi pembelajaran, termasuk apa yang diucapkan, ditulis, dan digambar oleh guru. Proses memahami meliputi menafsirkan,
mencontohkan,
mengklasifikasikan,
merangkum,
menyimpulkan, membandingkan, dan menjelaskan. c) Mengaplikasikan, menerapkan atau menggunakan suatu prosedur dalam keadaan tertentu, meliputi proses mengeksekusi dan mengimplementasikan. d) Menganalisis, memecah-mecah materi menjadi bagian-bagian penyusunnya dan menentukan hubungan-hubungan antar bagian itu dan hubungan antar bagian-bagian tersebut dan keseluruhan struktur atau tujuan. Proses menganalisis meliputi membedakan, mengorganisasi, dan mengatribusikan. e) Mengevaluasi, mengambil keputusan berdasarkan ktiteria dan/atau standar tertentu, meliputi proses memeriksa dan mengkritik. f) Mencipta, memadukan bagian-bagian untuk membentuk sesuatu yang baru dan koheren atau untuk membuat suatu produk yang orisinal. Proses mencipta meliputi merumuskan, merencanakan, dan memproduksi. 2) Ranah Afektif Ranah afektif berkenaan dengan sikap dan nilai.38 Ada beberapa jenis kategori ranah afektif sebagai hasil belajar. Kategorinya dimulai dari tingkat yang dasar atau sederhana sampai tingkat yang kompleks:39
36
Zulfiani, Tonih Feronika, dan Kinkin Suartini, Strategi Pembelajaran Sains, (Jakarta: Lembaga Penelitian UIN Jakarta, 2009), Cet. ke-1, h. 64. 37 Lorin W. Anderson dan David R. Krathwohl, Kerangka Landasan untuk Pembelajaran, Pengajaran, dan Asesmen: Revisi Taksonomi Pendidikan Bloom, Terj. Agung Prihantoro, (Yogyakarta: Pustaka Belajar, 2010), Cet. ke-1, h. 44-45. 38 Nana Sudjana, Penilaian Hasil Proses Belajar Mengajar, Op. cit., h. 29. 39 Ibid., h. 30.
24
a) Receiving/attending, kepekaan dalam menerima rangsangan dari luar yang datang kepada siswa dalam bentuk masalah, situasi, gejala, dan lain-lain. b) Responding atau jawaban, reaksi yang diberikan oleh seseorang terhadap stimulasi yang datang dari luar. c) Valuing (penilaian), berkenaan dengan nilai dan kepercayaan terhadap gejala atau stimulus tadi. d) Organisasi, pengembangan dari nilai ke dalam suatu sistem oerganisasi, termasuk hubungan satu nilai dengan nilai lain, pemantapan, dan prioritas nilai yang telah dimilikinya. e) Karakteristik nilai atau internalisasi nilai, keterpaduan semua sistem nilai yang telah dimiliki seseorang, yang mempengaruhi pola kepribadian dan tingkah lakunya. 3) Ranah Psikomotor Ranah psikomotor berhubungan erat dengan kerja otot sehingga menyebabkan gerakan tubuh atau bagian-bagiannya.40 Taksonomi untuk ranah psikomotorik antara lain dikemukakan oleh Anita Harrow dalam Suharsimi sebagai berikut:41 a) Gerakan refleks (reflex movement), respons gerakan yang tidak disadari yang dimiliki sejak lahir. b) Dasar gerakan-gerakan (basic fundamental movement), gerakan-gerakan, yang menuntun kepada keterampilan yang sifatnya kompleks. c) Perceptual abilities, kombinasi dari kemampuan kognitif dan gerakan. d) Physical abilities, kemampuan yang diperlukan untuk mengembangkan gerakan-gerakan keterampilan tingkat tinggi. e) Skilled movement, gerakan-gerakan yang memerlukan belajar misalnya keterampilan dalam menari, olahraga, dan rekreasi. f) Nondiscoursive communication, kemampuan untuk berkomunikasi dengan menggunakan gerakan misalnya ekspresi wajah (mimik), postur, dan sebagainya. 40 41
Suharsimi Arikunto, Op. cit., h. 135. Ibid., h. 136-138.
25
Ketiga ranah tersebut menjadi objek penilain hasil belajar. Di antara ketiga ranah itu, ranah kognitiflah yang paling banyak dinilai oleh guru di sekolah karena berkaitan dengan kemampuan siswa dalam menguasai isi pelajaran. Hasil belajar merupakan bagian akhir dari proses pembelajaran dan dijadikan tolak ukur bagi guru dan siswa untuk mengevaluasi tercapainya tujuan pembelajaran.
c. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Hasil Belajar Secara global, faktor-faktor yang mempengaruhi belajar siswa dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:42 1) Faktor internal, yaitu faktor yang berasal dari dalam diri siswa yang meliputi jasmani dan rohani. 2) Faktor eksternal, yaitu faktor yang berasal dari luar diri siswa, misalnya kondisi lingkungan tempat tinggal siswa. 3) Faktor pendekatan belajar, yaitu cara belajar siswa yang digunakan selama proses belajar untuk mempelajari materi-materi pelajaran. Sementara itu, Slameto menyebutkan beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hasil belajar siswa secara rinci, yaitu:43 1) Faktor Intern a) Faktor jasmaniah, yakni faktor yang berhubungan dengan kondisi jasmaniah, seperti kesehatan, cacat tubuh, dan sebagainya. b) Faktor psikologis, setiap anak pada dasarnya memiliki kondisi psikologis yang berebeda-beda, seperti intelegensi, perhatian, minat dan bakat, motif dan motivasi, kogntif, dan daya nalar. c) Faktor kelelahan, kelelahan pada seseorang walaupun sulit untuk dipisahkan tetapi dapat dibedakan menjadi dua acam yaitu kelelahan jasmani dan kelelahan rohani (bersifat psikis).
42 Muhibbin Syah, Psikologi Pendidikan: Dengan Pendekatan Baru, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2010), Cet. ke-16, h. 129. 43 Slameto, Op. cit., h. 54-71.
26
2) Faktor Ekstern a) Faktor keluarga, siswa yang belajar akan menerima pengaruh dari keluarga berupa cara orang tua mendidik, relasi antara anggota keluarga, suasana rumah tangga, dan keadaan ekonomi keluarga. b) Faktor sekolah, yang mempengaruhi belajar di sekolah mencakup metode mengajar, kurikulum, relasi guru dengan siswa, relasi siswa dengan siswa, disiplin sekolah, dan sebagainya. c) Faktor masayarakat, pengaruh di masyarakat terjadi karena keberadaan siswa dalam masyarakat. Kegiatan siswa dalam masyarakat seperti media, teman bergaul, dan bentuk kehidupan masyarakat dapat mempegaruhi hasil belajar siswa.
5. Kajian Konsep Medan Magnet a. Karakteristik Konsep Konsep medan magnet merupakan konsep yang penting dikuasai oleh siswa karena konsep ini menjadi dasar untuk beberapa konsep lain seperti induksi Faraday, teknologi digital, dan gelombang elektromganetik. Konsep medan magnet juga dapat menjadi bekal pengetahuan bagi siswa karena banyak penerapan medan magnet di kehidupan sehari-hari seperti kipas angin, mesin cuci, alat ukur listrik, dan masih banyak lagi. Konsep medan magnet memiliki karakteristik khusus yaitu: 1) Konsepnya bersifat abstrak karena medan magnet tidak dapat ditangkap oleh indera penglihatan. 2) Bersifat matematis karena selalu ada perumusan matematis dalam setiap fenomena konsep medan magnet. 3) Bersifat aplikatif karena konsep ini digunakan pada produk teknologi dalam kehidupan sehari-hari.
b. Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar Medan Magnet Berikut ini adalah standar kompetensi dari konsep medan magnet, yaitu: menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi. Adapun kompetensi dasar konsep medan magnet,
27
yaitu menerapkan induksi magnet dan gaya magnet pada beberapa produk teknologi. Standar kompetensi dan kompetensi dasar ini sesuai dengan KTSP 2006.
c. Peta Konsep Medan Magnet Konsep medan magnet merupakan salah satu konsep fisika yang diajarkan di tingkat SMA/MA kelas XII semester ganjil sesuai dengan KTSP. Agar pembelajaran pada konsep medan magnet lebih mudah dipahami, maka disajikan peta konsep pada Gambar 2.9 berikut: Medan Magnet membahas
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
terdiri dari antara lain
menjelaskan
Hukum Biot Savarat Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus
Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus
Motor Listrik
Galvanometer Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus
Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Medan Magnet pada Solenoida Medan Magnet pada Toroida Gambar 2.9 Peta Konsep Medan Magnet
Pengeras Suara
28
d. Materi Medan Magnet Medan magnet adalah ruang atau daerah di sekitar magnet dimana masih dirasakan adanya gaya magnet.44 Orang pertama yang menemukan gejala kemagnetan adalah Hans Christian Oersted (1777-1851). Oersted menemukan suatu gejala bahwa jika sebuah magnet jarum ditempatkan di sekitar kawat berarus listrik, maka magnet jarum tersebut akan menyimpang.45 Percobaan sederhana yang dilakukan Oersted dapat digambarkan dengan sketsa berikut:
Gambar 2.10 Percobaan Oerstad Penyimpangan magnet jarum menunjukkan adanya gejala medan magnet di sekitar kawat berarus. Magnet jarum merupakan sebuah magnet, dan akan bergerak jika dipengaruhi oleh medan magnet. Ketika sebuah kawat dialiri arus listrik dan magnet tersebut diletakkan di sekitar kawat, jarum akan menyimpang. Hal ini menunjukkan bahwa kawat berarus menghasilkan medan magnet yang dapat menggerakkan magnet jarum.46 1) Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik a) Arah Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik Pada kawat yang dialiri listrik terdapat garis-garis gaya magnet yang melingkarinya. Kaidah tangan kanan Fleming menunjukkan arah medan magnet. Jika kawat berarus listrik digenggam dengan tangan kanan, dan ibu jari mengarah ke arah aliran arus, maka keempat jari lainnya menunjukkan arah garis gaya magnet.47 Arah medan magnet pada kawat berarus listrik dapat ditunjukkan pada gambar berikut: 44
Muslim, dkk., Konsep Dasar Fisika, (Bandung: UPI Press, 2006), Cet. ke-1, h. 270. Godeliva Kris, dkk., Fisika Untuk Kelas XII A, (Bekasi: Media Maxima, 2009), h. 95. 46 Ibid., h. 95. 47 Muslim, dkk., Op. cit, h. 273. 45
29
Gambar 2.11 Kaidah Tangan Kanan
b) Kuat Medan Elektromagnetik di Sekitar Kawat Lurus Berarus Listrik Sebuah kawat lurus yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet. Besar induksi magnetik untuk kawat lurus berarus listrik dengan panjang tertentu dapat ditentukan dengan persamaan:48 𝐵=
𝜇0 𝐼 [sin 𝛼1 + sin 𝛼2 ] 2𝜋𝑎
(2.1)
Besar kuat medan elektromagnetik di suatu titik yang berjarak 𝑎 dari kawat berarus lsitrik yang sangat panjang (𝑙 = ~) dapat ditentukan dengan persamaan:49 𝐵=
𝜇𝑜 𝐼 2𝜋𝑎
(2.2)
Keterangan: B
= kuat medan magnet (T)
𝜇𝑜 = permeabilitas vakum (4𝜋𝑥107 Wb/Am) 𝑎
= jarak tegak lurus titik ke kawat berarus listrik (m)
I
= kuat arus listrik (A)
𝛼1 dan 𝛼2 = sudut-sudut yang dibentuk oleh ujung kawat lurus dengan titik acuan c) Kuat Medan Elektromagnetik di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Listrik Besar kuat medan elektromagnetik (induksi magnet) di pusat lingkaran ditentukan dengan persamaan:50
48
Marthen Kanginan, Fisika 3 Untuk SMA Kelas XII: Berdasarkan Standar Isi KTSP 2006, (Jakarta: Erlangga, 2007), h. 196. 49 Ahmad Zaelani, 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan FISIKA Untuk SMA/MA, (Bandung: Yrama Widya, 2011), Cet. ke-11, h. 464. 50 Godeliva Kris, Op. cit., h. 104.
30
𝜇𝑜 𝐼 (2.3) 2𝑅 Untuk kumparan tipis yang terdiri dari N lilitan dengan meganggap jari-jari 𝐵=
tiap lilitan sama, medan magnet di pusat lingkaran ditentukan dengan persamaan:51 𝐵=
𝜇𝑜 𝐼𝑁 2𝑅
(2.4)
Keterangan: N = jumlah lilitan 𝑅 = jari-jari lingkaran kawat berarus (m)
d) Kuat Medan Elektromagnetik pada Solenoida Solenoida adalah kawat panjang yang dililitkan pada inti yang berbentuk silinder. Besar induksi magnet di ujung solenoida dapat ditentukan dengan persamaan:52 𝐵=
𝜇𝑜 𝐼𝑁 2𝑙
(2.5)
Besar induksi magnet di pusat solenoida dapat ditentukan dengan rumus:53 𝐵=
𝜇𝑜 𝐼𝑁 𝑙
(2.6)
Keterangan: 𝑙 = panjang solenoida (m)
e) Kuat Medan Elektromagnetik pada Toroida Toroida adalah solenoida yang dilengkungkan sehingga sumbunya membentuk lingkaran. Untuk toroida yang lilitannya saling berdekatan dan keliling lingkaran yang dibentuk oleh sumbunya sama dengan L. Kuat medan magnet pada sumbu toroida ditentukan dengan persamaan:54 𝐵=
51
𝜇𝑜 𝐼𝑁 𝐿
Ibid., h. 104. Ahmad Zaelani, dkk., Op. cit., h. 465. 53 Ibid., h. 465. 54 Godeliva Kris, dkk., Op. cit., h. 106. 52
(2.7)
31
Keterangan: 𝐿 = 2𝜋𝑅 = keliling lingkaran 2) Gaya Lorentz Apabila kawat penghantar sepanjang l yang dialiri arus listrik I ditempatkan pada daerah medan magnet B, maka kawat tersebut akan mengalami Gaya Lorentz yang besarnya dapat ditentukan dengan persamaan:55 𝐹 = 𝐵𝐼𝑙 sin 𝛼
(2.8)
Keterangan: F = Gaya Lorentz (N) B = kuat medan magnet (T) l = panjang kawat 𝛼 = sudut antara kuat medan magnet B dan I Arah gaya selalu tegak lurus terhadap arah arus dan juga tegak lurus terhadap arah medan magnet.56 Besar gaya magnet pada partikel bermuatan q yang bergerak dengan kecepatan v pada kuat medan magnet B, dan sudut antara v dan B dinyatakan dengan 𝜃, dapat ditentukan dengan persamaan:57 𝐹 = 𝑞𝑣𝐵 sin 𝜃
(2.9)
Keterangan: F = Gaya Lorentz (N) 𝑞 = muatan partikel (C) v = kecepatan partikel bermuatan (m/s) B = kuat medan magnet (B) 𝜃 = sudut antara kecepatan partikel v dengan medan magnet B
3) Aplikasi Gaya Lorentz Gaya Lorentz banyak diaplikasikan pada beberapa produk teknologi seperti alat ukur listrik, motor listrik, dan pengeras suara.
55
Ahmad Zaelani, dkk., Op. cit., h. 469. Douglas C. Giancoli, Fisika-Edisi Kelima, (Jakarta: Erlangga, 2001), h. 137. 57 Ibid., h. 140. 56
32
a) Galvanometer Galvanometer adalah komponen dasar amperemeter dan voltmeter analog. Prinsip kerja galvanometer yaitu menggunakan putaran yang dihasilkan oleh sebuah kumparan berarus yang diletakkan di sekitar medan magnet. Ketika arus listrik mengalir pada kumparan, kumparan yang dihubungkan dengan jarum penunjuk pegas akan berputar. Karena kumparan dihubungkan dengan pegas pengendali, kumparan tidak berputar sepenuhnya, tetapi berhenti bergerak dan menunjuk angka tertentu pada skala sesuai dengan arus listrik yang mengalir pada galvanometer.58 Prinsip kerja galvanometer dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.12 Prinsip Kerja Galvanometer b) Motor Listrik Motor listrik adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi putaran. Prinsip kerja motor listrik sama dengan galvanometer, hanya saja pada motor listrik, kumparan tidak dihubungkan dengan jarum penunjuk pegas, sehingga kumparan dapat berputar. Hal ini disebabkan oleh adanya Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh kumparan berarus yang diletakkan di sekitar medan magnet, sehingga kumparan dapat beruptar. Putaran inilah yang dimanfaatkan untuk membuat produk teknologi seperti kipas angin, blender, mesin cuci, dan sebagainya.59 Prinsip kerja motor listrik dapat digambarkan sebagai berikut:
58 59
Marthen Kanginan, Op. cit., h. 217. Ibid., h. 217-218.
33
Gambar 2.13 Prinsip Kerja Motor Listrik c) Pengeras Suara Kebanyakan pengeras suara (loudspeaker) bekerja berdasarkan prinsip bahwa suatu medan magnet akan mengerjakan sebuah gaya pada kawat berarus. Speaker memiliki tiga bagian dasar, yaitu kerucut, kumparan suara, dan magnet permanen. Bagian-bagian speaker dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 2.14 Bagian-bagian Pengeras Suara Kawat kumparan dihubungkan ke terminal-terminal speaker yang terdapat pada panel belakang sebuah penerima. Penerima bertindak sebagai sebuah generator AC yang mengirimkan arus AC ke kumparan suara. Kumparan suara dipasang menutupi sebuah kutub magnet permanen dan ia dapat bergerak secara bebas. Kumparan ini terhubung dengan puncak kerucut yang dapat bergetar maju dan mundur. Ketika penerima menerima arus AC, kumparan akan berputar, sehingga kerucut akan bergetar mendorong dan menarik molekul-molekul udara di depannya sehingga menciptakan gelombang-gelombang bunyi.60
60
Ibid., h. 218-219.
34
B. Hasil Penelitian yang Relevan Hasil penelitian yang berkaitan dengan judul penelitian penulis diantaranya: 1. Fikri Habibi dan Prabowo, dalam penelitiannya yang berjudul “Pengembangan Alat Peraga Pengukuran Taraf Intensitas Bunyi Berbasis Visual Analyser Sebagai Media Pembelajaran Fisika Pokok Bahasan Bunyi” menunjukkan bahwa penggunaan alat peraga pengukuran taraf intensitas bunyi berbasis Visual Analyser yang dikembangkan dalam pembelajaran fisika dapat memberikan respon positif terhadap hasil belajar siswa dengan nilai pada 3 kelas berturut-turut pada aspek pengetahuan sebesar 3,18 (B+), 3,37 (B+), 3,61 (A-) untuk aspek keterampilan dengan predikat A-, B+, B+ serta untuk nilai sikap semua kelas mendapat nilai dengan modus sangat baik.61 2. Maliasih, dkk. dalam penelitiannya dengan judul “Pengembangan Alat Peraga KIT Hidrostatis Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Tekanan Zat Cair Pada Siswa SMP” menunjukkan bahwa alat peraga beserta LKS memberikan kejelasan mengenai konsep tekanan pada zat cair. Konsep tekanan zat cair yang awalnya susah dijelaskan menjadi lebih mudah dan dapat diamati langsung. Berdasarkan hasil uji keoperasionalan yang telah dilakukan didapatkan hasil kemenarikan alat peraga beserta LKS sebesar 3,35 kategori sangat baik dan kemudahan penggunaan alat peraga beserta LKS sebesar 3,51 kategori sangat baik. Alat peraga KIT Hidrostatis beserta LKS dapat meningkatkan pemahaman konsep tekanan zat cair pada siswa dengan nilai N-Gain sebesar 0,65 dikategorikan sedang. Sehingga Alat peraga dan LKS efektif untuk digunakan dalam pembelajaran.62 3. Erwan Afriyanto, dalam penelitannya yang berjudul “Pengembangan Media Pembelajaran Alat Peraga pada Materi Hukum Biot Savart di SMA Negeri 1 Prambanan Klaten” memiliki kesimpulan bahwa alat yang digunakan dapat bekerja dengan baik, grafik induksi magnetik dapat diidentifikasi medan Fikri Habibi dan Prabowo, “Pengembangan Alat Peraga Pengukuran Taraf Intensitas Bunyi Berbasis Visual Analyser Sebagai Media Pembelajaran Fisika Pokok Bahasan Bunyi”, Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika (JIPF), Vol. 04 No. 02, Mei 2015, h. 173. 62 Maliasih, dkk., “Pengembangan Alat Peraga KIT Hidrostatis Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Tekanan Zat Cair Pada Siswa SMP”, Unnes Physics Education Journal (UPEJ), Vol. 4 No. 3, 2015, h. 7. 61
35
magnetnya menggunakan sensor magnet untuk berbagai ukuran nilai tegangan, dan dapat dibuat modul sebagai panduan praktikum fisika di sekolah.63 4. Nora Apriliza dengan judul “Upaya Meningkatkan Minat dan Hasil Belajar Siswa Melalui Pemanfaatan Alat Peraga Berupa Bandul dan Statif Pada Materi Getaran di Kelas VIII.2 SMP Negeri 3 Pemulutan”. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pemanfaatan alat peraga pada materi Getaran memiliki dampak positif dalam meningkatkan minat dan hasil belajar siswa yang ditandai dengan peningkatan ketercapaian hasil belajar siswa dalam setiap siklus, yaitu siklus I (33,33%,), dan siklus II (79,16%).64 5. Penelitian yang dilakukan oleh Riah Elsa, dengan judul “Pengaruh Alat Peraga Six In One Terhadap Hasil Belajar Siswa pada Konsep Fluida Statis” yang berkesimpulan bahwa terdapat pengaruh penggunaan alat peraga six in one terhadap hasil belajar siswa pada konsep fluida statis.65 6. Tesis yang berjudul “Pembelajaran Fisika dengan Metode Demonstrasi Menggunakan Alat Peraga dan Media Interaktif Berbasis Komputer Ditinjau dari Tingkat Berpikir Abstrak dan Kemampuan Matematika” karya Salpan, memiliki kesimpulan yaitu pada pembelajaran fisika materi medan magnet dan gaya magnet dengan metode demonstrasi menggunakan media interaktif berbasis komputer dan alat peraga, terdapat perbedaan prestasi belajar baik ranah kognitif maupun ranah afektif antara kelompok siswa yang mendapat perlakuan pembelajaran menggunakan media interaktif dan kelompok siswa yang mendapat perlakuan pembelajaran dengan media alat peraga.66 7. Latin America Journal Physics Education, Vol. 6. Suppl. 1 August 2012, karya Junichiro Yasuda, dkk. Jurnal dengan judul “Simple and Beautiful Experiments 63 Erwan Afriyanto, “Pengembangan Media Pembelajaran Alat Peraga pada Materi Hukum Biot Savart di SMA Negeri 1 Prambanan Klaten”, JRKPF UAD, Vol.2 No.1, April 2015, h. 23. 64 Nora Apriliza, “Upaya Meningkatkan Minat dan Hasil Belajar Siswa Melalui Pemanfaatan Alat Peraga Berupa Bandul dan Statif Pada Materi Getaran di Kelas VIII.2 SMP Negeri 3 Pemulutan”, Jurnal Inovasi dan Pembelajaran Fisika, Vol. 2 No. 1, Mei 2015, h. 76. 65 Riah Elsa, “Pengaruh Alat Peraga Sederhana Six In One Terhadap Hasil Belajar Siswa Pada Konsep Fluida Statis”, Skripsi pada Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, 2014, h. 61. tidak dipublikasikan. 66 Salpan, “Pembelajaran Fisika dengan Metode Demonstrasi Menggunakan Alat Peraga dan Media Interaktif Berbasis Komputer Ditinjau dari Tingkat Berpikir Abstrak dan Kemampuan Matematika”, Tesis pada Universitas Sebelas Maret, 2011, h. 124. tidak dipublikasikan.
36
by Physics Teachers and Students in Japan” memberikan kesimpulan bahwa penulis memperkenalkan percobaan sains sederhana dan indah yang dapat menunjukkan prinsip-prinsip fisika dan dapat meningkatkan minat siswa. Eksperimen ini mudah dibuat, murah, dan diminati siswa. Percobaan ini terbuat dari bahan-bahan yang mudah didapat dan dapat diterapkan di kelas.67 8. Jurnal dengan judul “The Development of Light Reflection Props as a Pyhsics Learning Media In Vocational High School Number 6 Tanjung Jabung Timur” karya Sukarno dan Sutarman berkesimpulan bahwa berdasarkan hasil uji validasi dan validasi di lapangan, ketiga aspek penilaian seperti kesesuaian, kenyamanan, dan keindahan, diperoleh bahwa alat peraga refleksi cahaya yang telah dikembangkan memiliki nilai yang tinggi pada ketiga aspek tersebut, sehingga alat peraga ini layak digunakan terutama untuk bahan ajar Fisika SMA dan siswa lain pada tingkat yang sama.68 Penelitian yang relevan yang penulis gunakan ini merupakan referensi awal dalam melakukan penelitian ini. Penelitian-penelitian tersebut menunjukkan persamaan dan perbedaan dengan penelitian yang akan dilakukan oleh penulis. Persamaannya terletak pada media berupa alat peraga. Sedangkan perbedaannya terletak pada jenis alat peraga yang digunakan, materi pokok, dan subjek penelitiannya. Kesimpulan yang diperoleh dari kelima hasil penelitian di atas bahwa alat peraga dapat digunakan sebagai media pembelajaran fisika dan memberikan dampak positif bagi pembelajaran siswa di kelas sehingga diharapkan media Alat Peraga Medan Magnet (APMM) dapat berpengaruh terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet.
C. Kerangka Berpikir Fisika merupakan ilmu yang bertujuan untuk mendidik siswa agar berpikir logis, kritis, memiliki sifat objektif, disiplin dalam menyelesaikan permasalahan
Junichiro Yasuda, dkk., “Simple and Beautiful Experiments by Physics Teachers and Students in Japan”, Latin America Journal Physics Education, Vol. 6, August 2012, h. 187. 68 Sukarno dan Sutarman, “The Development of Light Reflection Props as a Pyhsics Learning Media In Vocational High School Number 6 Tanjung Jabung Timur”, International Journal of Innovation and Scientific Research, Vol. 12 No. 2, pp. 346-355, 2014, h. 354. 67
37
baik dalam bidang fisika, bidang lain, maupun dalam kehidupan sehari-hari. Artinya, fisika menjadi salah satu ilmu yang penting untuk dipelajari siswa, khususnya pada jurusan IPA, karena pembelajaran fisika memenuhi pengetahuan dasar yang dimiliki semua manusia yaitu membaca, menulis, dan berhitung. Tetapi, pada kenyataannya masih banyak siswa yang menganggap pelajaran fisika merupakan pelajaran yang membosankan dan sulit dimengerti karena materinya yang abstrak dan bersifat matematis. Sebagian besar pola pembelajaran masih bersifat transmisif, yaitu guru mentransfer konsep-konsep secara langsung kepada siswa. Siswa menyerap pengetahuan yang diberikan oleh guru ataupun yang didapat dari buku pelajaran secara pasif. Pembelajaran seperti ini akan membuat siswa merasa kesulitan dalam memahami konsep-konsep fisika, terutama konsep fisika yang abstrak, seperti konsep medan magnet. Jika hal ini dibiarkan begitu saja, maka akan berdampak pada rendahnya hasil belajar siswa. Oleh karena itu, diperlukan suatu media pembelajaran untuk mengatasi keabstrakan materi medan magnet sehingga dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Media sebagai alat bantu dalam proses belajar mengajar merupakan suatu kenyataan yang tidak dapat dipungkiri, karena banyak manfaat yang didapat jika mengajar menggunakan media. Salah satu media pembelajaran yang dapat digunakan adalah alat peraga. Penggunaan alat peraga akan membantu memudahkan siswa untuk memahami suatu konsep. Tetapi tidak semua sekolah memiliki fasilitas alat peraga yang lengkap. Sehingga guru sebagai fasilitator harus berfikir kreatif dan inovatif untuk mengatasi masalah ini. Guru harus dapat menciptakan alat peraga sederhana yang murah, namun dapat digunakan untuk menunjang pembelajaran siswa. Hasil akhir yang diharapkan dalam pembelajaran fisika dengan menggunakan media pembelajaran berupa Alat Peraga Medan Magnet (APMM) dapat membuat siswa menjadi lebih mudah memahami konsep medan magnet yang abstrak, sehingga dapat meningkatkan hasil belajar siswa. Berdasarkan uraian kerangka pemikiran di atas dapat dibuat bagan kerangka pemikiran sebagai berikut:
38
Pembelajaran fisika cenderung bersifat monoton dan tidak bervariasi Ketersediaan alat peraga pendidikan di sekolah masih terbatas
Konsep medan magnet merupakan konsep fisika yang abstrak dan sulit dipelajari oleh siswa
Hasil belajar fisika siswa lebih rendah dari KKM
Penggunaan media pembelajaran berupa Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
Materi medan magnet dapat divisualisasikan sehingga siswa mudah untuk memahaminya
Hasil belajar siswa meningkat Gambar 2.15 Kerangka Berpikir
D. Hipotesis Penelitian Berdasarkan kajian teori dan kerangka berpikir yang telah diuraikan, maka hipotesis pada penelitian ini yaitu terdapat pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet.
BAB III METODOLOGI PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini telah dilaksanakan pada semester ganjil tahun ajaran 2016/2017, bulan Novemeber 2016 di SMA Negeri 4 Kota Serang yang terletak di Jalan Raya Banten Km.5 Kasemen, Kota Serang, Banten.
B. Metode Penelitian Penelitian ini menggunakan metode eksperimen semu atau yang sering disebut dengan quasi experiment. Metode ini memiliki kelompok kontrol, tetapi tidak dapat berfungsi sepenuhnya untuk mengontrol variabel-variabel luar yang mempengaruhi pelaksanaan eksperimen.1 Pemilihan metode ini dikarenakan kelas yang dijadikan objek penelitian sulit untuk dikontrol variabel-variabel lain yang tidak diukur dalam penelitian.
C. Prosedur Penelitian Prosedur penelitian ini dibagi dalam tiga tahapan, yaitu tahap awal, tahap pelaksanaan, dan tahap akhir. Tahap awal meliputi studi awal yang berkaitan dengan objek penelitian dan perencanaan tindakan yang akan dilakukan. Pada tahap dua yaitu tahap tindakan berupa penggunaan media Alat Peraga Medan Magnet (APMM) pada kelas eksperimen dan pembelajaran konvensional pada kelas kontrol. Tahap terakhir yaitu analisis data dan penarikan kesimpulan untuk menentukan ada tidaknya pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar fisika siswa pada konsep medan magnet. Ketiga tahap prosedur penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1 berikut:
1
Sugiyono, Metode Penelitian Pendidikan (Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D), (Bandung: Alfabeta, 2015), Cet. ke-22, h. 114.
39
40
Tahap Awal
Mengkaji materi fisika, materi ajar, dan kurikulum
Mengkaji teori belajar dan relevansi penelitian mengenai media pembelajaran
Orientasi lapangan: 1. Wawancara awal 2. Observasi awal sebelum tindakan
Perencanaan Tindakan: 1. Menyusun instrumen penelitian 2. Menyusun rencana pembelajaran 3. Merancang dan menguji Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
Tindakan: Kegiatan pembelajaran fisika di kelas
Kelas Eksperimen
Kelas Kontrol
Pretest
Pretest
Pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
Pembelajaran seperti biasa yang dilakukan guru dengan menggunakan metode konvensional
Posttest
Pengisian angket respon siswa teterhadap pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
Posttest
Tahap Akhir: Analisis data dan menguji hipotesis
Menarik kesimpulan
Gambar 3.1 Tahapan Porsedur Penelitian
41
D. Desain Penelitian Desain penelitian yang digunakan yaitu nonequivalent control group design. Desain penelitian ini melibatkan dua kelompok penelitian, yaitu kelompok eksperimen dan kelompok kontrol. Kedua kelompok tersebut tidak dipilih secara random.2 Sebelum diberikan perlakuan, kedua kelompok diberikan pretest untuk mengetahui sejauh mana kemampuan dasar siswa terkait konsep medan magnet. Kemudian kedua kelompok diberikan perlakuan yang berbeda. Kelompok eksperimen diberikan perlakuan berupa pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM), sedangkan kelompok kontrol diberikan perlakuan pembelajaran secara konvensional. Setelah diberi perlakuan, kedua kelompok diberi posttest untuk mengetahui hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. Penjelasan desain penelitian digambarkan sebagai berikut:3 Tabel 3.1 Nonequivalent Control Group Design Kelompok Eksperimen Kontrol
Pretest O1 O1
Perlakuan X1 X0
Posttest O2 O2
Keterangan: O1 = pretest (tes awal) yang diberikan sebelum perlakuan, diberikan kepada kelompok eksperimen dan kelompok kontrol O2 = posttest (tes akhir) yang diberikan setelah perlakuan, diberikan kepada kelompok eksperimen dan kelompok kontrol X1 = Perlakuan yang diberikan kepada kelompok eksperimen yaitu dengan menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) sebagai media pembelajaran X0 = Perlakuan yang diberikan kepada kelompok kontrol yaitu dengan menggunakan pembelajaran konvensional E. Variabel Penelitian Variabel adalah konsep atau objek yang sedang diteliti, yang memiliki variasi ukuran, kualitas yang ditetapkan oleh peneliti berdasarkan pada ciri-ciri
2 3
Ibid., h. 116. Ibid., h. 116.
42
yang dimiliki konsep (variabel) itu sendiri.4 Penelitian ini terdiri dari dua variabel penelitian, yaitu variabel bebas dan variabel terikat. Variabel bebas dalam penelitian ini yaitu Alat Peraga Medan Magnet (APMM), sedangkan variabel terikat yaitu hasil belajar siswa.
F. Populasi dan Sampel Populasi adalah jumlah dari keseluruhan objek yang karakteristiknya hendak diuji.5 Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh siswa di SMA Negeri 4 Kota Serang dengan populasi targetnya adalah seluruh siswa kelas XII di sekolah tersebut tahun ajaran 2016/2017. Sampel adalah sebagian dari populasi yang karakteristiknya hendak diselidiki, dan dianggap bisa mewakili keseluruhan populasi.6 Sampel pada penelitian ini adalah siswa kelas XII IPA 2 sebagai kelompok eksperimen dan siswa kelas XII IPA 1 sebagai kelompok kontrol. Teknik sampling yang digunakan yaitu purposive sampling, yaitu teknik penentuan sampel dengan pertimbangan tertentu.7 Penggunaan sampling ini dikarenakan agar siswa pada kelas kontrol dan kelas eksperimen memiliki karakteristik yang hampir sama.
G. Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu tes dan nontes. Tes yang digunakan adalah pretest dan posttest yang bertujuan untuk mengetahui hasil belajar fisika siswa sebelum dan sesudah pembelajaran. Nontes yang digunakan yaitu angket dan lembar observasi. Angket diberikan kepada siswa untuk mengetahui respon siswa terhadap pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM), sedangkan lembar observasi diberikan kepada observer untuk memengetahui aktivitas guru dan siswa selama proses pembelajaran berlangsung. 4
Muhammad Idrus, Metode Penelitian Ilmu Sosial, (Yogyakarta, Gelora Aksara Pratama, 2009), h. 77. 5 Pengestu Subagyo dan Djarwanto, Statistika Induktif, (Yogyakarta: BPFE, 2009), Cet. ke2, h. 93. 6 Ibid., h. 93. 7 Sugiyono, Op. cit., h. 124.
43
H. Instrumen Penelitian Instrumen penelitian digunakan oleh peneliti dalam mengumpulkan data agar lebih cermat, lengkap, dan sistematis sehingga lebih mudah diolah. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini adalah tes dan nontes. 1. Instrumen Tes Instrumen tes pada penelitian ini, yaitu tes hasil belajar berupa tes objektif jenis pilihan ganda yang terdiri dari lima alternatif jawaban. Tes hasil belajar adalah tes yang digunakan untuk mengukur hasil-hasil belajar yang dicapai siswa selama kurun waktu tertentu.8 Soal yang diberikan disusun berdasarkan standar kompetensi, kompetensi dasar, dan karakteristik konsep medan magnet pada KTSP. Tes diberikan sebelum (pretest) dan sesudah dilakukan perlakuan (posttest). Berikut kisi-kisi instrumen tes yang digunakan dalam penelitian ini: Tabel 3.2 Kisi-kisi Instrumen Tes Konsep / Subkonsep Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus
Indikator Pembelajaran Mendefinisikan pengertian medan magnet. Menjelaskan arah medan magnet pada penghantar berarus dengan kaidah putaran tangan kanan.
C1
Rnah Kognitif C2 C3 C4 C5
1*
C6
Jumlah Soal 1
2, 3*
2
Mengimplementasikan
persamaan medan magnet pada penghantar berarus untuk memecahkan masalah. Menganalisis fenomena munculnya medan 8
4*, 5, 6*
8
7
9*, 10*
4
3
Nana Syaodih, Metode Penelitian Pendidikan, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2006), Cet. ke-2, h. 223.
44
Gaya Magnet (Gaya Lorentz)
magnet pada suatu penghantar berarus. Memeriksa karakteristrik medan magnet yang dihasilkan oleh penghantar berarus. Mendesain percobaan tentang medan magnet di sekitar penghantar berarus. Menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz. Menjelaskan arah Gaya Lorentz dengan kaidah telapak tangan kanan. Menerapkan persamaan Gaya Lorentz untuk memecahkan masalah. Menganalisis fenomena munculnya Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. Memeriksa karakteristrik Gaya Lorentz pada penghantar berarus, dua konduktor lurus sejajar, dan partikel bermuatan.
11*
2
,12
13, 14*
15*
2
1
16*, 17*
2
18*, 19*, 20,
4
21*
22*, 23*, 24
3
25*, 26
2
45
Membuat hipotesis tentang percobaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. Aplikasi Mendefinisikan Gaya pengertian motor Lorentz listrik. Membedakan prinsip kerja motor listrik dengan generator. Menerapkan prinsip Gaya Lorentz pada beberapa produk teknologi. Menganalisis besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel atau torsi yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet pada motor listrik. Menilai beberapa produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz. Membuat sketsa produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz. Jumlah Soal Persentase Soal (%) *Soal yang valid (25 soal)
27*
1
1
28*
1
29*
30, 31*, 32*
33
4
34
35*, 36
3
37, 38*
39
3
40*
1
40 100
3
5
12
9
6
5
7,5
12,5
30
22,5
15
12,5
46
2. Instrumen Nontes Penggunaan instrumen nontes bertujuan agar kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini lebih valid dan objektif dibandingkan jika hanya menggunakan satu instrumen tes saja. Instrumen nontes yang digunakan dalam penelitian ini adalah angket respon siswa dan lembar observasi aktivitas guru dan siswa. Angket respon siswa digunakan untuk mengetahui tanggapan siswa terhadap pembelajaran dengan menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) pada konsep medan magnet. Angket yang digunakan dalam penelitian ini yaitu model angket skala Likert yang berbentuk rating-scale, dimana terdapat lima skala yaitu Sangat Tidak Setuju (STS), Tidak Setuju (TS), Cukup (C), Setuju (S), dan Sangat Setuju (SS). Kisi-kisi dalam angket ini dapat dilihat pada Tabel 3.3 berikut:
Tabel 3.3 Kisi-kisi Angket Respon Siswa No. 1 2 3 4
Indikator Angket Respon siswa terhadap mata pelajaran fisika sebelum menggunakan APMM Penggunaan APMM terhadap proses pembelajaran Kesesuaian APMM terhadap materi yang dijelaskan Kemudahan penggunaan APMM Jumlah Soal
Pernyataan Positif Negatif
Jumlah Soal
1, 3
2, 4
4
5, 7
6, 8
4
9, 11
10, 12
4
13 7
14 7
2 14
Lembar angket respon siswa dapat dilihat pada lampiran B.3.b. Lembar observasi dibuat untuk mengetahui aktivitas guru dan siswa selama proses pembelajaran dengan menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) pada konsep medan magnet. Lembar observasi aktivitas guru dan siswa dibuat sesuai dengan tahapan pada Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP). Lembar observasi aktivitas guru dan siswa dapat dilihat pada lampiran B.3.c.
47
I. Kalibrasi Instrumen Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini harus dikalibrasi terlebih dahulu untuk memenuhi kriteria kelayakan atau kualitas instrumen. Sebelum diberikan kepada sampel, instrumen tes diujicobakan pada mahasiswa semester 1 Pendidikan Fisika UIN Syarif Hidayatullah Jakarta. Uji coba ini dimaksudkan untuk mengetahui kualitas dari setiap butir soal yang ditinjau dari validitas, reliabilitas, taraf kesukaran, dan daya pembeda. Berikut ini adalah pengujian yang berkaitan dengan kriteria yang harus dipenuhi oleh instrumen tes dalam penelitian: 1. Validitas Sebuah tes dikatakan valid apabila tes tersebut mengukur apa yang hendak diukur. Kata “valid” dalam Bahasa Indonesia disebut dengan istilah “sahih”.9 Uji validitas tes dalam penelitian ini menggunakan teknik korelasi Pearson Product Moment. Rumus yang digunakan adalah:10 𝑟𝑥𝑦 =
𝑁 ∑ 𝑋𝑌 − (∑ 𝑋)(∑ 𝑌) √{𝑁 ∑ 𝑋 2 − (∑ 𝑋)2 }{𝑁 ∑ 𝑌 2 − (∑ 𝑌)2 }
(3.1)
Keterangan: 𝑟𝑥𝑦 X Y N
= koefisien korelasi antara variabel X dan variabel Y = skor tiap butir soal = skor total butir soal = jumlah siswa Nilai 𝑟𝑥𝑦 yang diperoleh dapat diinterpretasikan untuk mennetukan validitas
butir soal dengan menggunakan kriteria pada Tabel 3.4 berikut:11 Tabel 3.4 Interpretasi Koefisien Korelasi Rentang Nilai Validitas 0,00 <𝑟𝑥𝑦 ≤0,200
Kriteria Sangat Rendah
0,200 <𝑟𝑥𝑦 ≤0,400
Rendah
9 Suharsimi Arikunto, Dasar-dasar Evaluasi Pembelajaran-Edisi 2, (Jakarta: Bumi Aksara, 2012), h. 80. 10 Ibid., h. 87. 11 Ibid., h. 89.
48
0,400 <𝑟𝑥𝑦 ≤0,600
Cukup
0,600 <𝑟𝑥𝑦 ≤0,800
Tinggi
0,800 <𝑟𝑥𝑦 ≤1,00 Sangat Tinggi Data rekapitulasi butir soal hasil uji coba instrumen menggunakan software ANATES Ver. 4.0.9 dapat dilihat pada Tabel 3.5 di bawah ini:
Tabel 3.5 Hasil Uji Validitas Instrumen Tes Statistik Jumlah Soal Jumlah Siswa Nomor Soal Valid
Butir Soal 40 23 1, 3, 4, 6, 9, 10, 11, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 25, 27, 28, 29, 31, 32, 35, 38,40 Jumlah Soal Valid 25 Persentase Soal Valid 62,5 % Pengolahan data uji validitas instrumen tes dapat dilihat pada lampiran B.2.b.
2. Reliabilitas Reliabilitas berhubungan dengan masalah kepercayaan. Suatu tes dapat dikatakan mempunyai taraf kepercayaan yang tinggi jika tes tersebut dapat memberikan hasil yang tetap.12 Instrumen tes yang dapat dipercaya yaitu instrumen yang memberikan hasil yang tetap atau konsisten apabila diteskan berkali-kali. Jika siswa diberikan tes yang sama pada waktu yang berlainan, maka setiap siswa tetap berada dalam urutan (ranking) yang sama. Reliabilitas yang digunakan untuk menguji instrumen dalam penelitian ini adalah menggunakan rumus K-R-20 dengan rumusan:13 𝑛 𝑆 2 − ∑ 𝑝𝑞 )( ) 𝑛−1 𝑆2
𝑟11 = ( Keterangan: 𝑟11 𝑝 𝑞
= reliabilitas tes secara keseluruhan = proporsi subjek yang menjawab item dengan benar = proporsi subjek yang menjawab item dengan salah (𝑞 = 1−𝑝) 12 13
Ibid., h. 100. Ibid., h. 115.
(3.2)
49
∑ 𝑝𝑞 𝑛 𝑆
= jumlah hasil perkalian antara 𝑝 dan 𝑞 = banyaknya item = standar deviasi dari tes Kriteria interpretasi indeks reliabilitas dapat dilihat pada Tabel 3.6 berikut
ini: Tabel 3.6 Interpretsi Kriteria Reliabilitas Instrumen Koefisien Korelasi 𝑟11 ≤ 0,20 0,20 <𝑟11≤0,40 0,40 <𝑟11≤0,700 0,70 <𝑟11≤0,90 0,900 <𝑟11≤1,00
Kriteria Reliabilitas Sangat Rendah Rendah Sedang Tinggi Sangat Tinggi
Berdasarkan perhitungan menggunakan software ANATES Ver. 4.0.9, diperoleh nilai reliabilitas instrumen tes yang akan digunakan sebesar 0,89. Nilai ini termasuk ke dalam kategori tinggi, sehingga dapat disimpulkan bahwa instrumen tes ini bersifat reliabel dan layak digunakan dalam penelitian. Pengolahan data uji reliabilitas instrumen tes dapat dilihat pada lampiran B.2.b.
3. Taraf Kesukaran Perhitungan tingkat kesukaran soal adalah pengukuran seberapa besar derajat kesukaran suatu soal. Jika suatu soal memiliki tingkat kesukaran seimbang, maka dapat dikatakan bahwa soal tersebut baik. Suatu soal hendaknya tidak terlalu sukar dan tidak pula terlalu mudah.14 Nilai tingkat kesukaran dapat dihitung menggunakan rumus15: 𝑃=
∑𝐵 𝑁
(3.3)
Keterangan: P = indeks kesukaran ∑ 𝐵 = banyaknya siswa yang menjawab soal itu dengan benar N = jumlah seluruh siswa peserta tes
14 Zainal Arifin, Evaluasi Pembelajaran: Prinsip, Teknik, Prosedur, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2013), Cet. ke-5, h. 266. 15 Ibid., h. 272.
50
Penentuan interpretasi taraf kesukaran butir soal dapat dilihat pada tabel 3.7 sebagai berikut:16
Tabel 3.7 Interpretasi Tingkat Kesukaran Indeks Tingkat Kesukaran P < 0,30 0,30 ≤ P ≤ 0,70 P > 0,70
Kriteria Tingkat Kesukaran Sukar Sedang Mudah
Hasil perhitungan taraf kesukaran instrumen tes dapat dilihat pada Tabel 3.8 berikut: Tabel 3.8 Hasil Taraf Kesukaran Instrumen Tes Kriteria Soal Mudah Sedang Sukar Jumlah
Butir Soal Jumlah Soal Persentase 3 7,5% 26 65% 11 27,5% 40 100%
Pengolahan data uji taraf kesukaran instrumen tes dapat dilihat pada lampiran B.2.b.
4. Daya Pembeda Indeks yang digunakan dalam membedakan antara peserta tes yang berkemampuan tinggi dengan peserta tes yang berkemampuan rendah adalah indeks daya pembeda (item discrimination).17 Metode yang digunakan untuk menghitung indeks daya pembeda dapat digunakan rumus sebagai berikut18: 𝐷=
16
∑𝐴 ∑𝐵 − 𝑛𝐴 𝑛𝐵
(3.4)
Ibid. E. Mulyasa, Analisis, Validitas, Reliabilitas, dan Interpretasi Hasil Tes: Implementasi Kurikulum 2004, (Bandung: Remaja Rosdakarya, 2009), Cet. ke-4, h. 23. 18 Ibid., h. 31. 17
51
Keterangan: D = indeks daya pembeda ∑ 𝐴 = banyaknya peserta kelompok atas yang menjawab soal itu dengan benar ∑ 𝐵 = banyaknya peserta kelompok bawah yang menjawab soal itu dengan benar 𝑛𝐴 = banyaknya peserta kelompok atas 𝑛𝐵 = banyaknya peserta kelompok bawah Interpretasi daya pembeda butir soal dapat dilihat pada tabel 3.9 berikut:19 Tabel 3.9 Interpretasi Indeks Diskriminasi Butir Soal Nila D Bernilai negatif 0,00 ≤ D < 0,20 0,20 ≤ D < 0,40 0,40 ≤ D < 0,70 0,70 ≤ D < 1,000
Interpretasi Indeks Diskriminasi Drop Buruk Cukup Baik Baik Sekali
Hasil uji daya pembeda instrumen dengan menggunakan software ANATES Ver. 4.0.9 dapat dilihat pada Tabel 3.10 berikut:
Tabel 3.10 Hasil Uji Daya Pembeda Instrumen Tes Kriteria Soal Drop Buruk Cukup Baik Baik Sekali Jumlah
Butir Soal Jumlah Soal Persentase 2 5% 8 20% 4 10% 23 57,5% 3 7,5% 40 100%
Pengolahan data daya pembeda instrumen tes dapat dilihat pada lampiran B.2.b.
J. Teknik Analisis Data Setelah melakukan uji instrumen, selanjutnya dilakukan penelitian. Datadata yang diperoleh melalui instrumen penelitian, diolah dan dianalisis dengan 19
Suharsimi Arikunto, Op. cit., h. 232.
52
maksud agar hasilnya dapat menjawab pertanyaan penelitian dan menguji hipotesis penelitian. 1. Teknik Analisis Data Tes a. Uji Prasyarat Sebelum melakukan uji hipotesis, terlebih dahulu dilakukan uji prasyarat dengan tujuan untuk menentukan rumus statistik yang digunakan dalam uji hipotesis. Uji prasyarat tersebut terdiri dari uji normalitas dan uji homogenitas. 1) Uji Normalitas Uji normalitas dilakukan untuk mengetahui apakah sampel yang diteliti berasal dari populasi yang terdistribusi normal atau tidak.20 Uji normalitas yang digunakan dalam penelitian ini yaitu dengan rumus chi square test atau Chi-kuadrat berikut:21 𝑋2 = ∑
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 𝑓ℎ
(3.5)
Keterangan: 𝑋2 𝑓𝑜 𝑓ℎ
= harga Chi-kuadrat yang dicari = frekuensi yang diperoleh berdasarkan observasi = frekuensi yang diharapkan Adapun langkah-langkah uji normalitas dengan Chi-kuadrat adalah sebagai
berikut:22 a) Gunakan tabel distribusi frekuensi dengan menggunakan tepi bawah kelas dan diakhiri dengan tepi atas kelas b) Hitunglah nilai normal standar tiap tepi kelas dengan rumus: 𝑍=
𝑥 − 𝑋̅ 𝑆
(3.6)
c) Gunakan tabel Z untuk menghitung luas di bawah kurva normal kemudian hitung selisih luas antar kelas
20
Supranto dan Nandan Limakrisna, Petunjuk Praktis Penelitian untuk Menyusun Skripsi, Tesis, dan Disertasi, (Jakarta: Mitra Wacana Media, 2013), h. 152. 21 Suharsimi Arikunto, Manajemen Penelitian, (Jakarta: Rineka Cipta, 2007), Cet. ke-9, h. 312. 22 Edi Riadi, Metode Statistika Parametrik & Nonparametrik: untuk Penelitian Ilmu-ilmu Sosial dan Pendidikan, (Tangerang: PT Pustaka Mandiri, 2015), Cet. ke-2, h. 94.
53
d) Hitunglah nilai frekuensi harapan dengan rumus: 𝑓ℎ = 𝑛 𝑥 𝑠𝑒𝑙𝑖𝑠𝑖ℎ 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑛𝑡𝑎𝑟 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠
(3.7)
e) Hitunglah nilai chi-kuadrat f) Bandingkan nilai chi-kuadrat tabel dengan chi-kuadrat hitung Penentuan kategori uji normalitas didasarkan pada tabel berikut:23 Tabel 3.11 Kategori Uji Normalitas Rentang Nilai Jika 𝒳 2 hitung ≥ 𝒳 2 tabel Jika 𝒳 2 hitung < 𝒳 2 tabel
Kategori Distribusi data tidak normal Distribusi data normal
2) Uji Homogenitas Uji homogenitas ini bertujuan untuk mengetahui apakah kedua kelompok sampel mempunyai varians yang sama (homogen) atau tidak. Uji homogenitas yang digunakan adalah uji Fisher dengan rumus sebagai berikut:24 𝐹=
𝑆1 2 𝑆2 2
(3.8)
dengan nilai S sebagai berikut: 𝑆2 =
𝑛 ∑ 𝑋𝑖 2 − (∑ 𝑆1 )2 𝑛(𝑛 − 1)
(3.9)
Keterangan: F = hasil Uji F 𝑆1 2 = kelompok yang mempunyai varians besar 𝑆2 2 = kelompok yang mempunyai varians kecil
23 24
Ibid., h. 96. Sudjana, Metode Statistika-Edisi Keenam, (Bandung: Tarsito, 2005), Cet. ke-3, h. 249.
54
Penentuan kategori uji homogenitas Fsiher didasarkan pada Tabel 3.12 berikut:25 Tabel 3.12 Kategori Homogenitas Uji F Rentang Nilai F Jika Fh ≤ Ft Jika Fh > Ft
Kategori Data dinyatakan homogen Data dinyatakan tidak homogen
b. Uji Hipotesis Setelah dilakukan uji prasyarat, maka dilakukan uji hipotesis. Uji hipotesis dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. Metode statistika untuk menentukan uji hipotesis yang akan digunakan harus disesuaikan dengan asumsiasumsi statistika seperti asumsi distribusi dan kehomogenan varians. Berikut ini kondisi asumsi distribusi dan kehomogenan varians dari data hasil penelitian serta uji hipotesis yang seharusnya digunakan: 1) Data Terdistribusi Normal dan Homogen Apabila data populasi terdistribusi normal dan homogen, pengujian hipotesis statistik yang akan dilakukan menggunakan rumus uji t:26 𝑡=
̅̅̅ ̅̅̅2 𝑋1 − 𝑋 1 1 𝑆𝑔𝑎𝑏 √𝑛 + 𝑛 1 1
(3.10)
dengan nilai Sgab sebagai berikut: 𝑆𝑔𝑎𝑏
(𝑛1 − 1)𝑆1 2 + (𝑛2 − 1)𝑆2 2 √ = (𝑛1 + 𝑛1 + 2)
Keterangan: t = nilai t hitung ̅̅̅1 = nilai rata-rata hitung data kelompok eksperimen 𝑋 ̅̅̅2 = nilai rata-rata hitung data kelompok kontrol 𝑋 25 26
Edi Riadi, Op. cit., h. 105. Sudjana, Op. cit., h. 238-239.
(3.11)
55
𝑆1 2 = varians data kelompok eksperimen 𝑆2 2 = varians data kelompok kontrol Sgab = simpangan baku kedua kelompok n1 = jumlah siswa pada kelompok eksperimen n2 = jumlah siswa pada kelompok kontrol Setelah nilai thitung diperoleh, kita lakukan pengujian kebenaran kedua hipotesis dengan membandingkan besarnya thitung dan ttabel. Sebelum menguji hipotesis, terlebih dahulu menetapkan derajat kebebasannya dengan rumus: dk = (n1 + n2) – 2. Setelah nilai dk diperoleh, maka dapat dicari harga ttabel pada taraf signifikansi 0,05. Kriteria pengujian nilai uji-t adalah: a) Jika thitung ≤ ttabel, maka Ho diterima dan Ha ditolak b) Jika thitung > ttabel, maka Ha diterima dan Ho ditolak
2) Data Terdistribusi Normal dan Tidak Homogen Apabila data populasi data terdistribusi normal tetapi tidak homogen, maka untuk menguji hipotesisnya digunakan statistik t’ sebagai berikut:27 𝑡′ =
̅̅̅1 − 𝑋 ̅̅̅2 𝑋 2 2 √𝑆1 + 𝑆2 𝑛1 𝑛2
(3.12)
Keterangan: ̅̅̅1 = rata-rata skor kelompok eksperimen 𝑋 ̅̅̅2 = rata-rata skor kelompok kontrol 𝑋 𝑆1 2 = standar deviasi kelompok eksperimen 𝑆2 2 = standar deviasi kelompok kontrol 𝑛1 = jumlah anggota sampel kelompok eksperimen 𝑛2 = jumlah anggota sampel kelompok kontrol Kriteria pengujian, terima hipotesis Ho jika: 𝑡′ ≥ 𝑛𝐾𝑡′ 𝑡′ ≥
27
Ibid., h. 241.
𝑤1 𝑡1 + 𝑤2 𝑡2 𝑤1 + 𝑤2
(3.13)
56
dengan: 𝑠1 𝑛1 𝑠2 𝑤2 = 𝑛2 𝑤1 =
(3.14) (3.15)
𝑡1 = 𝑡(1−1𝛼)(𝑛 2
1 −1)
𝑡2 = 𝑡(1−1𝛼)(𝑛 2
2 −1)
(3.16) (3.17)
Sedangkan untuk harga t’ lainnya, Ho ditolak.
3) Data Tidak Terdistribusi Normal Uji nonparametrik yang cukup kuat sebagai pengganti uji-t jika asumsi distribusi-t tidak dipenuhi adalah Uji Mann-Whitney. Misalnya, distribusinya tidak normal dan uji selisih rerata variansinya tidak sama28 Uji Mann-Whitney dihitung dengan persamaan sebagai berikut:29 1 𝑈𝑎 = (𝑛𝑎 × 𝑛𝑏 ) + 𝑛𝑎 (𝑛𝑎 + 1) − ∑ 𝑃𝑎 2 1 𝑈𝑏 = (𝑛𝑎 × 𝑛𝑏 ) + 𝑛𝑏 (𝑛𝑏 + 1) − ∑ 𝑃𝑏 2
(3.18) (3.19)
Keterangan: 𝑈𝑎 𝑈𝑏 𝑛𝑎 𝑛𝑏 ∑ 𝑃𝑎 ∑ 𝑃𝑏
= Jumlah peringkat 1 = Jumlah peringkat 2 = Jumlah sampel 1 = Jumlah sampel 2 = Jumlah rangking pada sampel 1 = Jumlah rangking pada sampel 2
Kriteria pengujian uji U adalah sebagai berikut: 1) Jika U < Utabel , maka Ho ditolak dan Ha diterima. 2) Jika U > Utabel , maka Ho diterima dan Ha ditolak.
28 Ruseffendi, Statistika Dasar untuk Penelitian Pendidikan, (Bandung: CV Andira, 1998), Cet. ke-1, h. 398. 29 Ibid., h. 400.
57
2. Teknik Analisis Data Nontes Instrumen nontes pada penelitian ini berupa angket respon siswa dan lembar observasi aktivitas guru dan siswa. Berikut penjelasan dari masing-masing teknik analisis data dari kedua instrumen nontes tersebut. a. Angket Respon Siswa Angket respon siswa diberikan setelah pembelajaran menggunakan media Alat Peraga Medan Magnet (APMM) dilaksanakan. Angket ini bertujuan untuk mengetahui tanggapan siswa selama pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM). Angket yang digunakan dalam penelitian ini adalah model angket skala Likert dengan pernyataan positif dan negatif. Adapun kriteria penskoran untuk pernyataan positif dan negatif dapat dilihat pada Tabel 3.13 berikut:30 Tabel 3.13 Skor Angket Respon Siswa Jawaban Sangat Setuju (SS) Setuju (S) Cukup (C) Tidak Setuju (TS) Sangat Tidak Setuju (STS)
Pernyataan Positif Negatif 5 1 4 2 3 3 2 4 1 5
b. Lembar Observasi Aktivitas Guru dan Siswa Lembar observasi dibuat untuk mengetahui aktivitas guru dan siswa selama proses pembelajaran dengan menggunakan media Alat Peraga Medan Magnet (APMM). Observer menilai pada suatu lembar observasi dengan metode check-list sesuai dengan rubrik penilaian yang telah ditentukan. Selanjutnya data hasil perolehan angket respon siswa dan lembar observasi aktivitas guru dan siswa diolah secara kuantitatif menggunakan rumus: 𝑃=
30
𝐹 × 100% 𝑁
(3.20)
Riduwan dan Akdon, Rumus dan Data dalam Aplikasi Statistika, (Bandung: Alfabeta, 2013), Cet. ke-5, h.16.
58
Keterangan: P F N
= Angka persentase = Frekuensi yang sedang dicari persentasenya = Jumlah skor ideal Data yang diperoleh diubah dalam bentuk persentase, kemudian
diklasifikasikan ke dalam kategori pada Tabel 3.14 berikut:31 Tabel 3.14 Kriteria Penilaian Angket dan Lembar Observasi Rentang Nilai 0 – 20% 21 – 40% 41 – 60% 61 – 80% 81 – 100%
Kategori Sangat Kurang Kurang Cukup Baik Baik Sekali
K. Hipotesis Statistik Hipotesis statistik yang akan diuji pada penelitian ini yaitu: H0: µ1 = µ2 Ha: µ1 ≠ µ2 Keterangan: H0 = Ha = µ1
=
µ2
=
31
Tidak terdapat pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. Terdapat pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. Hasil belajar fisika siswa yang menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM). Hasil belajar fisika siswa yang belajar secara konvensional.
Ibid., h. 18.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian Berikut ini merupakan penjabaran hasil penelitian tentang pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet, baik dari hasil deskripsi data tes dan nontes maupun pengujian hipotesis penelitian. 1. Hasil Pretest Hasil pretest diperoleh dari siswa kelas XII IPA 1 sebagai kelas kontrol dan siswa kelas XII IPA 2 sebagai kelas eskperimen. Perolehan hasil pretest kelas kontrol dan eksperimen pada penelitian ini disajikan dalam Gambar 4.1 berikut: 15
16 14
Jumlah Siswa
12
10 10
10 7
8 6 4
Kelas Kontrol
6 5 5
Kelas Eksperimen
4 2
2 1
2
1
0 12_18
19-25
26-32
33-39
40-46
47-53
Rentang Nilai
Gambar 4.1 Diagram Distribusi Frekuensi Hasil Pretest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen
Pengolahan data untuk menentukan distribusi frekuensi hasil pretest dapat dilihat pada lampiran C.1. Gambar 4.1 menunjukkan perbedaan hasil pretest pada beberapa rentang nilai antara kelas kontrol dan kelas eksperimen. Kelas kontrol dan eksperimen
59
60
memperoleh jumlah siswa yang sama pada interval 26-32 yaitu 10 orang dan interval 40-46 yaitu 5 orang. Siswa di kelas kontrol memperoleh nilai terbanyak pada interval 26-32, yaitu 10 orang, sedangkan siswa di kelas eksperimen memperoleh nilai terbanyak pada interval 19-25, yaitu 15 orang. Perbedaan yang signifikan terlihat pada interval 19-25 dan 33-39. Terdapat 6 orang siswa dari kelas kontrol dan 15 orang siswa dari kelas eksperimen yang memperoleh nilai pada interval 19-25, dapat diartikan bahwa lebih banyak siswa dari kelas eksperimen yang memperoleh nilai rendah dibanding kelas kontrol. Interval 33-39, siswa dari kelas kontrol lebih banyak dibanding kelas eskperimen, yaitu 7 orang pada kelas kontrol dan 1 orang pada kelas eksperimen. Interval nilai yang tinggi, yaitu interval 47-53, hanya sedikit siswa yang memperoleh nilai pada interval tersebut, di kelas eksperimen hanya terdapat 1 orang, sedangkan di kelas kontrol terdapat 2 orang. Nilai pemusatan dan penyebaran data dari nilai pretest berdasarkan perhitungan statistik ditunjukkan pada tabel berikut ini:
Tabel 4.1 Ukuran Pemusatan dan Penyebaran Data Hasil Pretest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Pemusatan dan Penyebaran Data Nilai Terendah Nilai Tertinggi Rata-rata Median Modus Standar Deviasai
Pretest Kontrol Eksperimen 12 12 52 48 30,85 29,32 30,4 28,21 29,5 27,03 9,79 7,85
Pengolahan data untuk menentukan tabel ukuran pemusatan dan penyebaran data hasil pretest dapat dilihat pada lampiran C.1. Tabel 4.1 menunjukkan bahwa nilai terendah yang diperoleh kelas kontrol sama dengan kelas eksperimen yaitu 12. Nilai tertinggi yang diperoleh kelas kontrol sebesar 52, sedangkan kelas eksperimen sebesar 48. Nilai rata-rata hasil pretest kelas kontrol dan kelas eksperimen hampir sama yaitu 30,85 pada kelas kontrol dan 29,32 pada kelas eksperimen. Nilai tengah (median) yang dihasilkan kelas kontrol
61
sebesar 30,4, sementara kelas eskperimen sebesar 28,21. Nilai yang sering muncul (modus) di kelas kontrol adalah 29,5 sedangkan modus di kelas eksperimen adalah 27,03. Standar deviasi yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan adalah 9,79 untuk kelas kontrol dan 7,85 untuk kelas eksperimen. Berdasarkan nilai rata-rata yang diperoleh dari hasil pretest, kedua kelas memiliki nilai rata-rata yang relatif sama, hanya terdapat selisih sebesar 1,53.
2. Hasil Posttest Perolehan hasil posttest kelas kontrol dan eksperimen pada penelitian ini disajikan dalam Gambar 4.2 berikut: 12
11
11
10 10
9
Jumlah Siswa
8 8 6
5
5
5
Kelas Kontrol
4 4
Kelas Eksperimen
3 2
2
1
0 44-50
51-57
58-64
65-71
72-78
79-85
Rentang Nilai
Gambar 4.2 Diagram Distribusi Frekuensi Hasil Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen
Pengolahan data untuk menentukan distribusi frekuensi hasil posttest dapat dilihat pada lampiran C.2. Gambar 4.2 menunjukkan bahwa terdapat perbedaan hasil posttest kelas eksperimen dan kelas kontrol pada beberapa interval nilai. Siswa di kelas kontrol yang memperoleh nilai pada interval 44-50 yaitu 3 orang, sedangkan siswa di kelas eskperimen yang memperoleh nilai pada interval tersebut hanya 1 orang, artinya,
62
lebih banyak siswa dari kelas kontrol yang memperoleh nilai terendah. Siswa di kelas kontrol memperoleh nilai terbanyak pada interval 72-78, yaitu 11 orang, sedangkan siswa di kelas eksperimen memperoleh nilai terbanyak pada interval 7985 dengan jumlah yang sama. Perbedaan yang sangat signifikan terlihat pada interval nilai tertinggi (79-85), siswa di kelas kontrol yang memperoleh niai pada interval tersebut sebanyak 2 orang, sedangkan siswa di kelas eksperimen sebanyak 11 orang. Hal ini menunjukkan bahwa pada interval tinggi, kelas eksperimen lebih unggul dibandingkan kelas kontrol. Nilai pemusatan dan penyebaran data dari nilai posttest berdasarkan perhitungan statistik ditunjukkan pada tabel berikut ini:
Tabel 4.2 Ukuran Pemusatan dan Penyebaran Data Hasil Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Pemusatan dan Penyebaran Data Nilai Terendah Nilai Tertinggi Rata-rata Median Modus Standar Deviasai
Posttest Kontrol Eksperimen 44 48 80 84 66,09 71,85 68,1 73,5 70,83 75,5 9,94 10,25
Pengolahan data untuk menentukan tabel ukuran pemusatan dan penyebaran data hasil posttest dapat dilihat pada lampiran C.2. Tabel 4.2 menunjukkan bahwa nilai teredah yang diperoleh kelas kontrol 44, sedangkan kelas eksperimen yaitu 48. Nilai tertinggi yang diperoleh kelas kontrol sebesar 80, sedangkan kelas eksperimen sebesar 84. Untuk nilai rata-rata, kelas eksperimen memiliki nilai lebih tinggi (71,85) dibandingkan dengan nilai kelas kontrol (66,09). Nilai tengah (median) yang dihasilkan kelas kontrol sebesar 68,1, sementara kelas eskperimen sebesar 73,5. Nilai yang sering muncul (modus) di kelas kontrol adalah 70,83 sedangkan modus di kelas eksperimen adalah 75,5. Standar deviasi yang diperoleh berdasarkan hasil perhitungan adalah 9,94 untuk kelas kontrol dan 10,25 untuk kelas eksperimen.
63
3. Rekapitulasi Hasil Belajar a. Nilai Rata-rata Nilai rata-rata hasil posttest pada kelas kontrol maupun kelas eksperimen mengalami peningkatan dari nilai pretest. Tetapi antara kelas kontrol dan kelas eksperimen terdapat perbedaan peningkatan. Nilai rata-rata kelas kontrol dan kelas
Nilai
eksperimen pada saat pretest dan posttest dapat dilihat pada Gambar 4.3 berikut ini:
80 70 60 50 40 30 20 10 0
71.85
66.09
30.85
29.32
Pretest Posttest
Kontrol
Eskperimen
Kelas
Gambar 4.3 Diagram Nilai Rata-rata Kelas Kontrol dan Eksperimen
Gambar 4.3 di atas menunjukkan bahwa pada saat pretest kelas kontrol dan kelas eksperimen memiliki nilai rata-rata yang hampir sama yaitu 29,32 pada kelas eksperimen dan 30,85 pada kelas kontrol. Tetapi setelah diberikan perlakuan yang berbeda antara kelas kontrol dan kelas eksperimen, hasil posttest kelas eksperimen memperoleh nilai rata-rata lebih tinggi (71,85) dibandingkan kelas kontrol (66,09). Kelas kontrol meningkat sebesar 35,24 dan kelas eksperimen meningkat sebesar 42,53. Hasil tersebut menunjukkan bahwa perlakuan berupa pembelajaran menggunakan media Alat Peraga Medan Magnet (APMM) yang diberikan memiliki pengaruh terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet.
b. Data Hasil Pretest dan Posttest Rekapitulasi hasil perhitungan nilai pretest dan posttest kelas kontrol dan kelas eksperimen ditunjukkan pada tabel berikut:
64
Tabel 4.3 Rekapitulasi Data Hasil Pretest dan Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Pemusatan dan Penyebaran Data Nilai Terendah Nilai Tertinggi Rata-rata Modus Median Standar Deviasi
Kelas Kontrol Pretest Posttest 12 44 52 80 30,85 66,09 30,4 68,1 29,5 70,83 9,79 9,94
Kelas Eskperimen Pretest Posttest 12 48 48 84 29,32 71,85 28,21 73,5 27,03 75,5 7,85 10,25
Pengolahan data untuk menentukan tabel rekapitulasi data hasil pretest dan posttest dapat dilihat pada lampiran C.1 dan C.2. Tabel 4.3 di atas menunjukkan bahwa banyak data masing-masing kelas kontrol dan eksperimen pada saat pretest maupun posttest adalah sama yaitu 34 siswa. Nilai terendah pada kelas kontrol pada saat pretest adalah 12 dan pada saat posttest adalah 44. Pada kelas eksperimen nilai terndah saat pretest adalah 12 dan pada saat posttest adalah 48. Selanjutnya, nilai tertinggi pada kelas kontrol mengalami meningkatan dari nilai pretest sebesar 52 menjadi 80 pada saat posttest. Nilai tertinggi pada saat pretest pada kelas eksperimen adalah 48 sedangkan pada saat posttest adalah 84. Nilai rata-rata pada kelas kontrol saat pretest yaitu 30,85 dan pada saat posttest sebesar 66,09, sedangkan nilai rata-rata kelas eksperimen pada saat pretest yaitu sebesar 29,32 dan pada saat posttest mencapai 71,85. Berdasarkan data tersebut dapat dipahami bahwa ketika pretest kelas kontrol memiliki rata-rata yang lebih tinggi dibandingkan dengan kelas eksperimen. Tetapi, ketika posttest nilai rata-rata kelas eksperimen menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan kelas kontrol. Kelas kontrol dan kelas eksperimen sama-sama mengalami peningkatan. Peningkatan nilai rata-rata pada kelas kontrol sebesar 35,24 sedangkan pada kelas eksperimen sebesar 42,53. Artinya, peningkatan yang terjadi pada kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan peningkatan yang terjadi pada kelas kontrol.
65
c. Kemampuan Kognitif Siswa Kemampuan kognitif siswa pada konsep medan magnet untuk setiap
30.00% 20.00%
43.14% 55.88%
53.53% 60.59%
29.41% 33.33% 42.16% 48.04%
40.00%
20.59% 22.55%
50.00%
29.41% 22.27%
60.00%
41.18% 36.03%
Persentase
70.00%
54.90% 53.92%
80.00%
20.59% 16.47%
71.43% 75.21%
90.00%
81.62% 89.70%
100.00%
95.09% 94.12%
jenjangnya dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut:
10.00% 0.00% C1
C2
C3
C4
C5
C6
Jenjang Ranah Kognitif Pretest Kontrol
Pretest Eksperimen
Posttest Kontrol
Posttest Eksperimen
Gambar 4.4 Diagram Persentase Jenjang Kognitif Hasil Pretest dan Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen
Pengolahan data untuk menentukan persentase jenjang kognitif hasil pretest dan posttest kelas kontrol dan kelas eksperimen dapat dilihat pada lampiran C.11. Gambar 4.4 menunjukkan bahwa hasil belajar siswa untuk setiap jenjang kognitif di kelas kontrol maupun eksperimen mengalami peningkatan. Berdasarkan hasil pretest, persentase siswa di kelas kontrol yang menjawab dengan benar soalsoal jenjang kognitif C1 (mengingat) sebesar 54,90%, C2 (memahami) sebesar 41,18%, C3 (menerapkan) sebesar 29,41%, C4 (menganalisis) sebesar 20,59%, C5 (mengevaluasi) sebesar 20,59%, dan C6 (mencipta) sebesar 29,41%. Pada saat posttest, persentase siswa di kelas kontrol yang menjawab dengan benar soal-soal jenjang kognitif C1 (mengingat) sebesar 95,09%, C2 (memahami) sebesar 81,62%, C3 (menerapkan) sebesar 71,43%, C4 (menganalisis) sebesar 53,53%, C5 (mengevaluasi) sebesar 43,14%, dan C6 (mencipta) sebesar 42,16%.
66
Hasil pretest di kelas eksperimen menunjukkan bahwa persentase siswa yang menjawab benar soal-soal jenjang kognitif C1 (mengingat) sebesar 53,92%, C2 (memahami) sebesar 36,03%, C3 (menerapkan) sebesar 22,27%, C4 (menganalisis) sebesar 16,47%, C5 (mengevaluasi) sebesar 22,55%, dan C6 (mencipta) sebesar 33,33%. Pada saat posttest, persentase siswa di kelas eksperimen yang menjawab dengan benar soal-soal jenjang kognitif C1 (mengingat) sebesar 94,12%, C2 (memahami) sebesar 89,70%, C3 (menerapkan) sebesar 75,21%, C4 (menganalisis) sebesar 60,59%, C5 (mengevaluasi) sebesar 55,88%, dan C6 (mencipta) sebesar 48,04%. Peningkatan pada tiap jenjang ranah kognitif di kelas kontrol dan kelas
33.33%
14.71%
20.00%
12.75%
30.00%
22.55%
44.12%
40.44%
40.00%
32.94%
Persentase
50.00%
40.19% 40.20%
60.00%
42.02% 52.94%
53.67%
eksperimen dapat dilihat pada gambar berikut:
Kelas Kontrol Kelas Eksperimen
10.00% 0.00% C1
C2
C3
C4
C5
C6
Jenjang Ranah Kognitif
Gambar 4.5 Diagram Peningkatan Hasil Belajar Siswa Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen
Gambar 4.5 menunjukkan bahwa peningkatan hasil belajar kelas kontrol pada jenjang kognitif C1 (mengingat) sebesar 40,19%, C2 (memahami) meningkat sebesar 40,44%, C3 (menerapkan) meningkat sebesar 42,02%, C4 (menganalisis) meningkat sebesar 32,94%, C5 (mengevaluasi) meningkat sebesar 22,55%, dan C6 (mencipta) meningkat sebesar 12,75%. Adapun peningkatan hasil belajar di kelas eksperimen pada jenjang kognitif C1 (mengingat) sebesar 40,20%, C2 (memahami)
67
meningkat sebesar 53,67%, C3 (menerapkan) meningkat sebesar 52,94%, C4 (menganalisis) meningkat sebesar 44,12%, C5 (mengevaluasi) meningkat sebesar 33,33%, dan C6 (mencipta) meningkat sebesar 14,71%. Jika dilihat dari segi peningkatan hasil belajarnya, hasil belajar siswa di kelas eksperimen lebih unggul daripada kelas kontrol pada semua kemampuan kognitif. Tetapi, pada kemampuan kognitif C1 (mengingat) dan C6 (mencipta), perbedaan peningkatan hasil belajar siswa hanya sedikit, yaitu sebesar 0,01% pada jenjang C1 (mengingat) dan 1,96% pada jenjang C6 (mencipta).
d. Hasil Belajar Siswa pada Sub Konsep Medan Magnet Hasil belajar siswa pada konsep medan magnet untuk setiap sub
72.27%
66.39% 35.71%
32.35%
23.23%
30.00%
27.65%
40.00%
28.68%
50.00%
35.66%
Persentase
60.00%
67.65%
70.00%
58.23%
80.00%
75.00%
73.88%
konsepnya dapat dilihat pada Gambar 4.6 beriktu:
20.00% 10.00% 0.00% Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
Sub Konsep Medan Magnet Pretest Kontrol
Pretest Eksperimen
Posttest Kontrol
Posttest Eksperimen
Gambar 4.6 Diagram Persentase Hasil Belajar Siswa Sub Konsep
Pengolahan data untuk menentukan persentase hasil belajar siswa sub konsep dapat dilihat pada lampiran C.12. Gambar 4.6 menunjukkan persentase hasil belajar siswa menurut sub konsep pada konsep medan magnet yang meningkat baik di kelas eksperimen maupun kelas kontrol. Pada sub konsep medan magnet di sekitar penghantar berarus, kelas kontrol memperoleh persentase pretest sebesar 35,66% sedangkan
68
persentase posttes sebesar 73,88%. Kelas eksperimen pada sub konsep ini memperoleh nilai 28,68% pada pretest dan 75% pada saat posttest. Materi Gaya Lorentz juga mengalami peningkatan persentase. Persentase pada pretest kelas kontrol dan kelas eksperimen berturut-turut sebesar 27,65% dan 23,23%, sedangkan ketika posttest yaitu 58,23% dan 67,65%. Persentase pretest kelas kontrol pada sub konsep aplikasi Gaya Lorentz sebesar 32,35% pada kelas kontrol dan 35,71% pada kelas eksperimen. Sedangkan posttest kelas kontrol sebesar 66,39% dan 72,27% pada kelas eksperimen. Peningkatan pada tiap sub konsep medan magnet di kelas kontrol dan kelas
Persentase
36.56%
30.58%
34.04%
44.42%
46.32%
50.00% 45.00% 40.00% 35.00% 30.00% 25.00% 20.00% 15.00% 10.00% 5.00% 0.00%
38.22%
eksperimen dapat dilihat pada gambar berikut:
Kelas Kontrol Kelas Eksperimen
Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
Sub Konsep Medan Magnet
Gambar 4.7 Diagram Persentase Peningkatan Hasil Belajar Sub Konsep
Gambar 4.7 menunjukkan bahwa peningkatan hasil belajar tertinggi di kelas kontrol dan eksperimen berada pada sub konsep yang sama yaitu, medan magnet di sekitar penghantar berarus, berturut-turut sebesar 38,22% dan 46,32%. Peningkatan hasil belajar terendah di kelas kontrol berada pada sub konsep Gaya Lorentz sebesar 30,58%, sedangkan kelas eksperimen pada sub konsep Aplikasi Gaya Lorentz sebesar 36,56%. Persentase peningkatan hasil belajar pada kelas kontrol memiliki nilai yang hampir sama di setiap sub konsep, yaitu 38,22%, 30,58%, dan 34,04%. Berbeda dengan kelas kontrol, kelas eksperimen memiliki
69
persentase peningkatan hasil belajar yang berbeda tiap sub konsepnya, yaitu 46,32%, 44,42%, dan 36,56%.
4. Hasil Aanalisis Data Tes a. Uji Prasyarat Analisis Statistik Uji prasyarat analisis statistik merupakan uji yang dilakukan sebelum melakukan pengujian hipotesis, meliputi uji normalitas dan uji homogenitas. Berikut ini adalah uji prasyarat yang dilakukan dalam penelitian. 1) Uji Normalitas Uji normalitas dilakukan terhadap dua buah data, yaitu data pretest dan posttest baik kelas kontrol maupun kelas eksperimen. Untuk menguji normalitas kedua data digunakan chi square test dengan taraf kepercayaan 95% (α = 0,05). Kriteria pengujian data adalah jika 𝒳 2 hitung ≥ 𝒳 2 tabel, distribusi data tidak normal dan jika 𝒳 2 hitung < 𝒳 2 tabel, distribusi data normal. Hasil pengujian normalitas pretest dan posttest kedua sampel penelitian dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 4.4 Hasil Uji Normalitas Data Pretest-Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Pretest Statistik N 𝑋̅ S 𝒳 2 hitung 𝒳 2 tabel Kesimpulan
Posttest
Kelas Kelas Kelas Kelas Kontrol Eksperimen Kontrol Eksperimen 34 34 34 34 30,85 29,32 66,09 71,85 9,79 7,85 9,94 10,25 6,56 5,73 4,45 3,90 11,07 12,59 Data Data Data Data terdistribusi terdistribusi terdistribusi terdistribusi normal normal normal normal
Pengolahan uji normalitas data pretest dan posttest dapat dilihat pada lampiran C.3.a dan C.3.b.
70
Tabel 4.4 menunjukkan bahwa nilai 𝒳 2 hitung data pretest kelas kontrol sebesar 6,56 dan kelas eksperimen sebesar 5,73. Sementara, nilai 𝒳 2 hitung data posttest, kelas kontrol memperoleh nilai sebesar 4,45 dan kelas eksperimen sebesar 3,90. Hal ini menunjukkan semua nilai 𝒳 2 hitung yang diperoleh dari hasil pretest dan posttest lebih kecil dibandingkan dengan nilai 𝒳 2 tabel, sehingga dapat dinyatakan bahwa data hasil pretest maupun posttest pada kelas eksperimen dan kelas kontrol terdistribusi normal.
2) Uji Homogenitas Uji homogentitas dilakukan untuk mengetahui apakah kedua kelas memiliki varians yang sama atau tidak. Uji homogenitas dilakukan terhadap dua buah data, yaitu hasil pretest dan posttest pada kelas kontrol maupun kelas eksperimen. Untuk menguji homogenitas kedua data digunakan uji Fisher. Hasil perhitungan uji Fisher dapat dilihat pada Tabel 4.5 berikut:
Tabel 4.5 Hasil Uji Homogenitas Data Pretest-Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen Pretest Statistik Ninali S2 Fhitung Ftabel Kesimpulan
Posttest
Kelas Kontrol 95,84
Kelas Kelas Kelas Eksperimen Kontrol Eksperimen 61,62 98,80 105,06 1,55 1,06 1,79 Kedua data homogen Kedua data homogen
Perhitungan uji homogenitas secara rinci dapat dilihat pada lampiran C.5 dan C.6. Nilai Ftabel diperoleh dari tabel F statistik pada taraf kepercayaan 95% (α = 0,05). Pengambilan keputusan uji homogenitas diambil berdasarkan pada ketentuan kriteria pengujian, yaitu jika Fhitung < Ftabel maka kedua kelas dinyatakan memiliki varians yang sama atau homogen, tetapi jika Fhitung > Ftabel, maka kedua kelas dinyatakan tidak memiliki varians yang sama atau tidak homogen. Tabel 4.5 menunjukkan bahwa nilai Fhitung data pretest (1,55) dan Fhitung data posttest (1,06)
71
lebih kecil dari Ftabel (1,79), sehingga disimpulkan bahwa kelas kontrol dan kelas eksperimen memiliki varians yang sama pada saat pretest maupun posttest.
b. Uji Hipotesis Hasil perhitungan uji prasyarat statistik menunjukkan bahwa kedua data terdistribusi normal dan homogen. Oleh karena itu, pengujian hipotesis dapat dilakukan dengan menggunakan analisis statistik parametrik. Uji statistik yang digunakan adalah uji-t. Keputusan diambil berdasarkan pada ketentuan pengujian hipotesis, yaitu jika thitung > ttabel, maka Ha diterima dan H0 ditolak. Jika thitung < ttabel, maka Ha ditolak dan H0 diterima. Hasil perhitutangan uji hipotesis dapat dilihat pada Tabel 4.6 berikut:
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Uji Hipotesis Pretest Statistik N 𝑋̅ S thitung ttabel Kesimpulan
Posttest
Kelas Kontrol 34 30,85 9,79
Kelas Kelas Kelas Eksperimen Kontrol Eksperimen 34 34 34 29,32 66,09 71,85 7,85 9,94 10,25 -0,71 2,41 1,99656 Tidak terdapat pengaruh Terdapat pengaruh
Perhitungan uji hipotesis secara rinci dapat dilihat pada lampiran C.7 dan C.8. Berdasarkan Tabel 4.6 hasil pretest siswa sebelum diberikan perlakuan, terlihat bahwa pada taraf signifikansi 5% thitung < ttabel, yaitu -0,71 < 1,99656. Berbeda dengan hasil uji hipotesis data posttest setelah kedua kelas diberikan perlakuan pembelajaran yang menunjukkan bahwa thitung > ttabel, yaitu 2,41 > 1,99656, sehingga hipotesis nol (H0) ditolak dan hipotesis alternatif (Ha) diterima. Artinya, terdapat pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet setelah diberikan perlakuan berupa penggunaan APMM pada pembelajaran di kelas eksperimen dan pembelajaran konvensional pada kelas kontrol. Hal tersebut didukung oleh rata-rata hasil belajar
72
posttest, dimana siswa pada kelas eksperimen memperoleh nilai rata-rata hasil belajar (71,85) lebih tinggi dibandingkan dengan nilai rata-rata kelas kontrol (66,09).
5. Hasil Analisis Data Nontes Analisis data nontes dilakukan pada angket respon siswa untuk mengetahui respon siswa terhadap pembelajaran menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) dan lembar observasi aktivitas siswa dan guru untuk mengetahui aktivitas guru dan siswa selama pembelajaran berlangsung. a. Angket Respon Siswa Hasil data angket respon siswa direkapitulasi dan dijumlahkan skor masing-masing untuk setiap indikator. Skor yang diperoleh kemudian dihitung persentasenya dan dikonversi menjadi data kualitatif. Hasil perhitungan data angket dilihat pada Tabel 4.7 berikut: Tabel 4.7 Hasil Angket Respon Siswa Terhadap Alat Peraga Medan Magnet (APMM) Indikator Angket Respon siswa terhadap mata pelajaran fisika sebelum menggunakan APMM Penggunaan APMM terhadap proses pembelajaran Kesesuaian APMM terhadap materi yang dijelaskan Kemudahan penggunaan APMM
Persentase
Rata-rata
Kategori
57,79%
57,79%
Cukup
75,98%
Baik
79,70% 71,76% 76,47%
Pengolahan data angket respon siswa dapat dilihat pada lampiran C.9. Tabel 4.7 di atas menunjukkan bahwa respon siswa terhadap pembelajaran fisika sebelum menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) memperoleh persentase sebesar 57,79% dalam kategori cukup. Setelah menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) pada pembelajaran, rata-rata persentase respon siswa meningkat menjadi 75,98% dalam kategori baik. Hal ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) pada pembelajaran
73
dapat membuat siswa lebih antusias dan lebih memahami materi medan magnet yang diajarkan. b. Lembar Observasi Hasil perhitungan lembar observasi aktivitas guru dan siswa ketika pembelajaran di kelas eksperimen menggunakan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) dapat dilihat pada Tabel 4.8 dan Tabel 4.9 berikut:
Tabel 4.8 Hasil Lembar Observasi Aktivitas Guru No. 1 2 3 4 5
Aktivitas Guru Pendahuluan Inti Penutup Pengelolaan waktu Suasana kelas Rata-rata
Persentase 91,67% 91,67% 86,11% 83,33% 100% 90,56%
Kesimpulan Baik sekali Baik sekali Baik sekali Baik sekali Baik sekali Baik sekali
Tabel 4.9 Hasil Lembar Observasi Aktivitas Siswa No. Aktivitas Siswa 1 Pendahuluan 2 Inti 3 Penutup Rata-rata
Persentase 83,33% 82,14% 79,17% 81,55%
Kesimpulan Baik sekali Baik sekali Baik sekali Baik sekali
Analisis data lembar observasi aktivitas guru dan siswa dapat dilihat pada lampiran C.9 dan C.10. Tabel 4.8 menunjukkan bahwa persentase rata-rata aktivitas guru di kelas selama proses pembelajaran menggunakan APMM pada tahap pendahuluan, inti, penutup, pengelolaan waktu, dan suasana kelas sebesar 90,56% dengan kategori baik sekali. Artinya, peneliti sudah melakukan tahapan yang sesuai dengan Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) yang sudah disusun sebelumnya. Persentase terkecil sebesar 83,33% pada indikator pengelolaan waktu. Hal ini dikarenakan kesulitan peneliti dalam mengelola waktu dengan baik ketika mengajar menggunakan APMM yang membutuhkan waktu cukup lama untuk kegiatan pengamatan siswa.
74
Tabel 4.9 menunjukkan persentase aktivitas yang dilakukan siswa kelas eksperimen selama pembelajaran. Ketiga aspek yang diamati yaitu dari tahap pembuka, inti, dan penutup memiliki rata-rata 81,55% dengan kategori baik sekali. Hal ini menunjukkan bahwa siswa dapat mengikuti proses pembelajaran dengan baik menggunakan APMM.
B. Pembahasan Hasil Penelitian Data pretest yang diperoleh dari hasil penelitian pada kelas kontrol dan kelas eksperimen yaitu rata-rata kelas kontrol sebesar 30,85 dan kelas eksperimen sebesar 29,32. Nilai kedua kelas tersebut sama-sama tergolong rendah dan tidak memiliki selisih yang jauh. Hal ini dikarenakan baik kelas kontrol maupun kelas eksperimen belum mempelajari konsep medan magnet sehingga saat diberikan pretest, siswa cenderung tidak dapat menjawab soal tersebut. Hasil perhitungan uji homogenitas kelas kontrol dan kelas eksperimen sebelum diberikan perlakuan diperoleh Fhitung sebesar 1,55, sedangkan Ftabel sebesar 1,79. Hal ini menunjukkan kedua kelas homogen (Fhitung < Ftabel) dan tidak terdapat perbedaan kemampuan awal antara kedua kelas tersebut. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa sebelum diberikan perlakuan, kedua kelas memiliki kemampuan yang sama berdasarkan uji statistik. Hasil perhitungan uji-t nilai posttest menunjukkan adanya pengaruh APMM terhadap hasil belajar siswa (Ho ditolak dan Ha diterima) dengan nilai thitung sebesar 2,41 dan ttabel sebesar 1,996 (thitung
> ttabel). Hasil data posttest, setelah kedua kelas diberikan perlakuan, yaitu kelas
eksperimen menggunakan APMM dan kelas kontrol menggunakan metode konvensional, diperoleh nilai rata-rata pada kelas kontrol sebesar 66,09 dan kelas eksperimen sebesar 71,85. Hasil ini menunjukkan adanya peningkatan jika dibandingkan hasil pretest pada kedua kelas yaitu 35,24 untuk kelas kontrol dan 42,53 untuk kelas eksperimen. Peningkatan hasil belajar pada kelas eksperimen lebih tinggi dibanding kelas kontrol. Artinya, penggunaan APMM sebagai media pembelajaran mempunyai dampak positif terhadap hasil belajar siswa. Hal ini sesuai dengan penelitian Nora Apriliza yang mengatakan bahwa pemanfaatan alat
75
peraga memiliki dampak positif dalam meningkatkan minat dan hasil belajar siswa yang ditandai dengan peningkatan hasil belajar tiap siklus.1 Selain itu, Fiktri Habibi dan Prabowo juga mengatakan bahwa pembelajaran menggunakan alat peraga memberikan hasil yang baik dan positif sebagai penunjang belajar siswa.2 Penjelasan di atas menunjukkan bahwa penggunaan APMM mampu memberikan hasil yang lebih baik dibanding dengan metode konvensional. Jika dilihat berdasarkan jenjang kognitifnya, terlihat bahwa kelas eksperimen lebih unggul dibandingkan kelas kontrol pada jenjang kognitif C2 (memahami), C3 (menerapkan), C4 (menganalisis), C5 (mengevaluasi), dan C6 (mencipta). Keunggulan ini dikarenakan APMM yang digunakan dalam penelitian ini termasuk ke dalam alat peraga yang sederhana dan mudah digunakan. Pembelajaran medan magnet yang abstrak akan menjadi menyenangkan dan tidak terkesan membosankan ketika menggunakan APMM, karena menurut Agus Eko Purwanto, dkk. alat peraga mampu mendorong semangat siswa sehingga siswa dapat bermain sambil belajar jika menggunakan alat peraga sebagai media pembelajaran.3 Peningkatan hasil belajar yang paling tinggi terletak pada jenjang kognitif C2 (memahami) sebesar 53,67%. Hal ini dikarenakan APMM mampu memvisualisasikan fenomena medan magnet dan gaya magnet yang abstrak menjadi lebih nyata sehingga siswa lebih mudah untuk memahami konsep tersebut, sesuai dengan definisi alat peraga menurut Azhar Arsyad yaitu alat peraga merupakan media pembelajaran yang digunakan untuk mengkongkretkan materi yang bersifat abstrak sehingga materi tersebut menjadi lebih sederhana dan mudah dipahami.4 Kemampuan memahami diperoleh siswa jika siswa tersebut mampu menghubungkan pengetahuan baru dan pengetahuan lama mereka. Selain itu, siswa 1 Nora Apriliza, “Upaya Meningkatkan Minat dan Hasil Belajar Siswa Melalui Pemanfaatan Alat Peraga Berupa Bandul dan Statif Pada Materi Getaran di Kelas VIII.2 SMP Negeri 3 Pemulutan”, Jurnal Inovasi dan Pembelajaran Fisika, Vol. 2 No. 1, Mei 2015, h. 76. 2 Fikri Habibi dan Prabowo, “Pengembangan Alat Peraga Pengukuran Taraf Intensitas Bunyi Berbasis Visual Analyser Sebagai Media Pembelajaran Fisika Pokok Bahasan Bunyi”, Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika (JIPF), Vol. 04 No. 02, Mei 2015, h. 173. 3 Agus Eko Purwanto, dkk., “Studi Perbandingan Hasil Belajar Siswa Menggunakan Media Phet Simulations dengan Alat Peraga Pada Pokok Bahasan Listrik Magnet di Kelas IX SMPN 12 Kabupaten Tebo”, Jurnal EduFisika, Vol. 01 No. 01, Juni 2016, h. 26 4 Azhar Arsyad, Media Pembelajaran, (Jakarta: Raja Grafindo Persada, 2014), Cet. ke17, h. 9.
76
dikatakan memahami apabila mereka dapat mengkonstruk makna dari pesan-pesan pembelajaran, baik bersifat lisan maupun tulisan.5 APMM dapat membantu siswa agar lebih mudah mengkonstruk pengetahuannya karena APMM mampu menunjukkan fenomena medan magnet dan gaya magnet secara lebih riil. Selain meningkatkan hasil belajar pada jenjang kognitif C2 (memahami), APMM juga dapat meningkatkan hasil belajar pada jenjang kognitif C3 (menerapkan). Peningkatan ini terjadi karena penggunaan APMM akan membuat siswa menjadi lebih mudah untuk menerapkan persamaan-persamaan pada konsep medan magnet dalam memecahkan masalah. APMM dapat menunjukkan hubungan antara besaran-besaran yang mempengaruhi nilai medan magnet dan gaya magnet, sehingga siswa tidak hanya menghafal rumus, tetapi dapat mengetahui fenomena yang berhubungan dengan rumus tersebut. Selain itu, APMM juga dapat menujukkan bagaimana konsep medan magnet jika diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, seperti penggunaan motor listrik untuk berbagai produk teknologi. Hernowo dalam Nora Apriliza mengatakan bahwa pembelajaran akan menyenangkan jika setiap terjadinya kegiatan belajar mengajar, hendaknya dikaitkan dengan manfaat dalam kehidupan sehari-hari.6 Oleh karena itu, hasil belajar siswa di kelas eksperimen yang menggunakan APMM memiliki peningkatan yang lebih tinggi dibanding kelas kontrol yang menggunakan metode konvensional pada jenjang kognitif C3 (menerapkan). Peningkatan hasil belajar pada kelas eksperimen juga unggul pada jenjang kognitif C4 (menganalisis) dan C5 (mengevaluasi). Kemampuan menganalisis melibatkan proses memecah-mecah materi menjadi bagian-bagian kecil dan menentukan bagaimana hubungan antar bagian dan struktur keseluruhannya.7 Sedangkan kemampuan mengevaluasi yaitu membuat keputusan berdasarkan kriteria dan standar tertentu.8 Kemampuan menganalisis (C4) dan mengevaluasi (C5) dapat tercapai dengan bantuan APMM. Hal ini dikarenakan pembelajaran 5
Lorin W. Anderson dan David R. Krathwohl, Kerangka Landasan untuk Pembelajaran, Pengajaran, dan Asesmen: Revisi Taksonomi Pendidikan Bloom, Terj. Agung Prihantoro, (Yogyakarta: Pustaka Belajar, 2010), Cet. ke-1, h. 105-106. 6 Nora Apriliza, Op. cit., h. 70. 7 Lorin W. Anderson dan David R. Krathwohl, Op. cit., h. 120. 8 Ibid., 125
77
menggunakan APMM menuntut siswa untuk aktif selama proses pembelajaran sehingga siswa mengalami pembelajaran secara langsung dari pengalamannya sendiri. Edgar Dale mengklasifikasikan pengalaman menurut tingkat dari yang paling konkret ke yang paling abstrak. Menurut analisis Dale, pengalaman langsung mendapat tempat utama dan terbesar sedangkan belajar melalui abstrak berada di puncak kerucut.9 Demonstrasi berada di tingkat keempat setalah pengalaman langsung, pengalaman tiruan, dan pengalaman dramatisasi. Hal ini menunjukkan bahwa demonstrasi merupakan pengalaman belajar yang konkrit sehingga siswa akan dengan mudah menganalisis dan mengevaluasi suatu hal yang berhubungan dengan konsep medan magnet secara nyata. Selain itu, pengalaman dan kesan sebagai hasil pembelajaran menggunakan metode demonstrasi lebih melekat dalam diri siswa.10 Hasil tersebut sesuai dengan pendapat Noah Ekeyi yang menyebutkan bahwa metode demonstrasi memiliki pengaruh yang signifikan terhadap prestasi siswa dibandingkan mengajar dengan metode ceramah konvensioanl.11 Selain dapat meningkatkan hasil belajar pada jenjang kognitif C2 (memahami), C3 (menerapkan), C4 (menganalisis), dan C5 (mengevaluasi), APMM juga mampu meningkatkan hasil belajar pada jenjang kognitif C6 (mencipta). Tetapi, peningkatan yang terjadi tidak signifikan seperti jenjang kognitif yang lain, yaitu hanya sebesar 14,71%. Selain itu, peningkatan yang terjadi juga tidak berbeda jauh dengan kelas kontrol hanya selisih 1,96%. Hal ini dikarenakan C6 (mencipta) melibatkan proses menyusun elemen-elemen menjadi sebuah keseluruhan yang koheren atau fungsional, sehingga dibutuhkan kreatifitas dan kemampuan awal siswa berdasasarkan pengalaman belajarnya.12 Siswa harus mengumpulkan elemen-elemen dari banyak sumber dan menggabungkannya menjadi sebuah struktur atau pola baru yang berkaitan dengan pengetahuan siswa
9
Yudhi Munandi, Medi Pembelajaran: Sebuah Pendekatan Baru, (Jakarta: Gaung Persada, 2010), Cet. ke-3, h. 19. 10 Eka Prihatin. Guru Sebagai Fasilitator, (Bandung: PT Karsa Mandiri Persada, 2008), h. 39. 11 Noah Ekeyi Daluba, “Effect of Demonstration Method of Teaching on Students Achievement in Agricurtural Science”, World Journal of Education, Vol. 3, No. 6, 2013, h. 1. 12 Lorin W. Anderson dan David R. Krathwohl, Op. cit., h. 128.
78
sebelumnya.13 Oleh karena itu, APMM tidak dapat meningkatkan hasil belajar siswa pada jenjang kognitif C6 (mencipta) secara signifikan, karena kemampuan awal siswa berbeda satu dengan yang lainnya. Siswa yang kurang berbakat fisika atau kurang mampu dalam mempelajari fisika, sering mengalami kesulitan menangkap konsep yang benar dalam proses belajar, walaupun siswa tersebut telah mempelajari hal yang sama dengan siswa yang lainnya.14 Peningkatan hasil belajar pada jenjang kognitif C1 (mengingat) antara kelas kontrol dan kelas eksperimen tidak jauh berbeda bahkan hampir sama, yaitu 40,19% pada kelas kontrol dan 40,20% pada kelas eksperimen. Hal ini terjadi karena penjelasan mengenai definisi pada konsep medan magnet dilakukan oleh guru (peneliti) secara langsung sehingga kedua kelas memiliki peningkatan yang sama pada jenjang kognitif C1 (mengingat). Perbedaan peningkatan hasil belajar kelas kontrol dan eksperimen juga dapat dilihat dari sub konsep medan magnet. Kelas kontrol menunjukkan persentase peningkatan hasil belajar yang hampir sama pada setiap sub konsep yaitu sub konsep medan magnet di sekitar penghantar berarus sebesar 38,22%, Gaya Lorentz sebesar 30,58%, dan aplikasi Gaya Lorentz sebesar 34,04%. Hal ini dikarenakan pembelajaran di kelas kontrol menggunakan metode yang sama pada setiap sub konsep, yaitu metode diskusi, ceramah, dan tanya jawab. Persentase peningkatan hasil belajar tertinggi kelas eksperimen yaitu pada sub konsep medan magnet di sekitar penghantar berarus sebesar 46,32%. APMM dapat digunakan untuk menjelaskan sub konsep ini dengan baik, karena besaranbesaran yang dapat mempengaruhi medan magnet, seperti jarak kompas dengan kawat, jumlah lilitan, dan panjang solenoida dapat diidentifikasi dengan jelas, sehingga siswa dapat memahami materi pada sub konsep ini dengan baik. Sub konsep Gaya Lorentz mendapatkan persentase sebesar 44,42%. Nilai ini tidak jauh berbeda dengan sub konsep sebelumnya. Hal ini dikarenakan APMM mampu menunjukkan dengan jelas arah Gaya Lorentz yang terjadi. Selain itu,
13
Ibid, h. 129. Paul Suparno, Miskonsepsi dan Perubahan Konsep dalam Pendidikan Fisika, (Jakarta: PT Grasindo, 2013), h. 40-41. 14
79
besaran-besaran yang mempengaruhi Gaya Lorentz juga dapat diamati, seperti medan magnet dengan mengubah jenis magnet dan kuat arus dengan mengubah jenis baterai. Tetapi, besaran panjang kawat tidak dapat diamati dengan jelas karena kawat dibentuk menjadi kumparan sehingga pergerakan kumparan tidak dapat menunjukkan besar Gaya Lorentz yang dihasilkan secara akurat. Penjelasan mengenai Gaya Lorentz juga ada yang tidak dapat dijelaskan menggunakan APMM, seperti Gaya Lorentz pada muatan yang bergerak dan Gaya Lorentz antara dua penghantar berarus listrik. Persentase peningkatan hasil belajar terendah kelas eksperimen yaitu pada sub konsep aplikasi Gaya Lorentz sebesar 36,56%. Hal ini dikarenakan pada sub konsep ini dibutuhkan kemampuan menganalisis yang tinggi agar dapat memahami prinsip kerja beberapa produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz seperti galvanometer, motor listrik, dan pengeras suara. Selain itu, APMM hanya digunakan untuk menjelaskan salah satu produk teknologi tersebut, yaitu motor listrik sederhana, sehingga siswa merasa kesulitan untuk memahami prinsip kerja dari produk teknologi lainnya. Secara keseluruhan, APMM memiliki dampak positif bagi siswa. Berdasarkan persentase angket respon siswa, diperoleh perbedaan pandangan siswa terhadap pembelajaran fisika sebelum dan sesudah menggunakan APMM. Persentase respon siswa terhadap mata pelajaran fisika sebelum menggunakan APMM sebesar 57,79% dalam kategori cukup, sedangkan persentase respon siswa setelah menggunakan APMM pada pembelajaran fisika sebesar 75,98% dalam kategori baik. Hal ini menunjukkan bahwa siswa lebih tertarik untuk belajar fisika menggunakan APMM sebagai media pembelajaran fisika daripada menggunakan metode konvensional. Menurut Junichiro Yasuda, percobaan sains yang sederhana dan didemonstrasikan di depan kelas untuk menjelaskan konsep fisika dapat meningkatkan minat siswa untuk mempelajari fisika.15 Selain itu, Zafer Tanel dan Fatih Onder juga menjelaskan bahwa eksperimen memerankan peran penting dalam
Junichiro Yasuda, dkk., “Simple and Beautiful Experiments by Physics Teachers and Students in Japan”, Latin America Journal Physics Education, Vol. 6, August 2012, h. 187. 15
80
menjelaskan konsep fisika yang abstrak, sehingga eksperimen dapat meningkatkan minat siswa dalam mempelajari fisika.16 Hasil observasi aktivitas guru dan siswa selama proses pembelajaran di kelas eksperimen juga memperoleh persentase yang sangat tinggi yaitu 90,56% (sangat baik) untuk aktivitas guru dan 81,55% (sangat baik) untuk aktivitas siswa. Hal ini menunjukkan bahwa pembelajaran menggunakan APMM membuat guru dan siswa aktif selama proses pembelajaran berlangsung, sehingga pembelajaran tidak hanya terjadi satu arah. Hal ini sesuai dengan salah satu dari fungsi alat peraga yaitu sebagai alat bantu untuk mewujudkan situasi belajar mengajar yang efektif.17
16 Zafer Tanel dan Fatih Onder, “A Model Experimeny for Teaching The Hysteresis Loop”, Romanian Reports in Physics, Vol. 67, No. 2, P. 704-715, 2015, h. 714. 17 Nana Sudjana, Dasar-dasar Proses Belajar Mengajar, (Bandung: PT Sinar Baru Algesindo, 2002), h. 99.
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian dan pembahasan yaitu: 1. Terdapat pengaruh Alat Peraga Medan Magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa pada konsep medan magnet. Data posttest memiliki nilai thitung > ttabel (2,42 > 1,99), hal tersebut didukung oleh nilai rata-rata hasil belajar siswa kelas eksperimen lebih tinggi dibandingkan hasil belajar siswa kelas kontrol. Pembelajaran
menggunakan
APMM
terbukti
telah
unggul
dalam
meningkatkan kemampuan memahami (C2), menerapkan (C3), menganalisis (C4), mengevaluasi (C5), dan mencipta (C6), sedangkan pada jenjang kognitif C1 (mengingat), kelas eksperimen mengalami peningkatan yang sama dengan kelas kontrol. 2. Respon siswa terhadap APMM menunjukkan bahwa penggunaan APMM dalam proses pembelajaran fisika pada konsep medan magnet secara keseluruhan memperoleh hasil sebesar 75,98% dalam kategori baik.
B. Saran Berdasarkan temuan selama penelitian, saran yang dapat diajukan untuk penelitian lanjutan antara lain: 1. Pengelolaan waktu yang baik sangat menentukan keberhasilan proses belajar mengajar di kelas, sehingga alokasi waktu sebaiknya diperhatikan karena penggunaan alat peraga membutuhkan waktu yang relatif lama. 2. Perlu adanya perbaikan, penyempurnaan, dan pengembangan lebih lanjut pada Alat Peraga Medan Magnet (APMM), yaitu: a. APMM sebaiknya dibuat sedemikian rupa sehingga dapat mengukur nilai dari medan magnet (B) dan gaya magnet (F) secara akurat. b. APMM pada motor listrik sederhana dapat ditambahkan alat untuk mengukur kecepatan putaran motor yang dihasilkan sehingga dapat terlihat lebih jelas hubungan antara besaran-besaran pada motor listrik. 81
82
DAFTAR PUSTAKA Administrator Radar Banten. “Alat Peraga Pendidikan Sangat Diperlukan”, http://www.radarbanten.co.id/alat-peraga-pendidikan-sangat-diperlukan/, 2017. Afriyanto, Erwan. Pengembangan Media Pembelajaran Alat Peraga pada Materi Hukum Biot Savart di SMA Negeri 1 Prambanan Klaten. JRKPF UAD. Vol.2 No.1, 2015 Anderson, Lorin W., dan David R. Krathwohl. Kerangka Landasan untuk Pembelajaran, Pengajaran, dan Asesmen: Revisi Taksonomi Pendidikan Bloom. Terj. Agung Prihantoro. Yogyakarta: Pustaka Belajar, Cet. I, 2010. Anderson, Ronald H. Pemilihan dan Pengembangan Media untuk Pembelajaran. Jakarta: Rajawali, 1987. Apriliza, Nora. Upaya Meningkatkan Minat dan Hasil Belajar Siswa Melalui Pemanfaatan Alat Peraga Berupa Bandul dan Statif Pada Materi Getaran di Kelas VIII.2 SMP Negeri 3 Pemulutan. Jurnal Inovasi dan Pembelajaran Fisika, Vol. 2 No. 1, 2015. Arifin, Zainal. Evaluasi Pembelajaran: Prinsip, Teknik, Prosedur. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. V, 2013. Arikunto, Suharsimi. Dasar-dasar Evaluasi Pembelajaran. Edisi 2. Jakarta: Bumi Aksara, Cet. I, 2012. Arikunto, Suharsimi. Manajemen Penelitian. Jakarta: Rineka Cipta, Cet. IX, 2007. Arsyad, Azhar, Media Pembelajaran. Jakarta: Raja Grafindo Persada, Cet. XVII, 2014. Dahar, Ratna Wilis. Teori-teori Belajar dan Pembelajaran. Jakarta: Erlangga, 2011. Daluba, Noah Ekeyi. Effect of Demonstration Method of Teaching on Students Achievement in Agricurtural Science. World Journal of Education, Vol. 3, No. 6, 2013. Djamarah, Syaiful Bahri., dan Aswan Zain. Strategi Belajar Mengajar. Edisi Revisi. Jakarta: Rineka Cipta, 2010. Elsa, Riah. “Pengaruh Alat Peraga Sederhana Six In One Terhadap Hasil Belajar Siswa Pada Konsep Fluida Statis”, Skripsi pada Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta: 2014. tidak dipublikasikan.
83
Giancoli, Douglas C. Fisika. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga, 2001. Habibi, Fikri., dan Prabowo. Pengembangan Alat Peraga Pengukuran Taraf Intensitas Bunyi Berbasis Visual Analyser Sebagai Media Pembelajaran Fisika Pokok Bahasan Bunyi. Jurnal Inovasi Pendidikan Fisika (JIPF), Vol. 04 No. 02, 2015. Harjanto. Perencanaan Pengajaran. Jakarta: Rineka Cipta, Cet. VII, 2010. Idrus, Muhammad. Metode Penelitian Ilmu Sosial. Yogyakarta, Gelora Aksara Pratama, 2009. Indriana, Dina. Ragam Alat Bantu Media Pengajaran. Jogjakarta: Diva Press, Cet. 1, 2011. Kanginan, Marthen. Fisika 3 Untuk SMA Kelas XII: Berdasarkan Standar Isi KTSP 2006. Jakarta: Erlangga, 2007. Kris, Godeliva., dkk. Fisika Untuk Kelas XII A. Bekasi: Media Maxima, 2009. Maliasih, dkk. Pengembangan Alat Peraga KIT Hidrostatis Untuk Meningkatkan Pemahaman Konsep Tekanan Zat Cair Pada Siswa SMP. Unnes Physics Education Journal (UPEJ), Vol. 4 No. 3, 2015. Mulyasa, E. Analisis, Validitas, Reliabilitas, dan Interpretasi Hasil Tes: Implementasi Kurikulum 2004. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. IV, 2009. Mulyasa, E. Menjadi Guru Profesional: Menciptakan Pembelajaran Kreatif dan Menyenangkan. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. VI, 2007. Munadi, Yudhi. Media Pembelajaran: Sebuah Pendekatan Baru. Jakarta: Gaung Persada Press, Cet. III, 2010. Muslim, dkk. Konsep Dasar Fisika. Bandung: UPI Press, Cet. I, 2006. Prihatin, Eka. Guru Sebagai Fasilitator. Bandung: PT Karsa Mandiri Persada, 2008. Purwanto, Agus Eko., dkk. Studi Perbandingan Hasil Belajar Siswa Menggunakan Media Phet Simulations dengan Alat Peraga Pada Pokok Bahasan Listrik Magnet di Kelas IX SMPN 12 Kabupaten Tebo. Jurnal EduFisika. Vol. 01 No. 01, 2016. Riadi, Edi. Metode Statistika Parametrik & Nonparametrik: untuk Penelitian Ilmuilmu Sosial dan Pendidikan. Tangerang: PT Pustaka Mandiri, Cet. II, 2015.
84
Riduwan dan Akdon. Rumus dan Data dalam Aplikasi Statistika. Bandung: Alfabeta, Cet. V, 2013. Ruseffendi. Statistika Dasar untuk Penelitian Pendidikan. Bandung: CV Andira, Cet. I, 1998. Rusman. Belajar dan Pembelajaran Berbasis Komputer: Mengembangkan Profesionalisme Guru Abad 21. Bandung: Alfabeta, 2013. Sadiman, Arief., dkk. Media Pendidikan: Pengertian, Pengembangan, dan Pemanfaatannya. Jakarta: Raja Grafindo Persada, 2007. Salma, Dewi., dan Eveline Siregar. Mozaik Teknologi Pendidikan. Edisi I. Jakarta: Kencana, Cet. II, 2007. Salpan, “Pembelajaran Fisika dengan Metode Demonstrasi Menggunakan Alat Peraga dan Media Interaktif Berbasis Komputer Ditinjau dari Tingkat Berpikir Abstrak dan Kemampuan Matematika”, Tesis Pendidikan Sains Pascasarjana Universitas Sebelas Maret: 2011. tidak dipublikasikan. Sanjaya, Wina. Strategi Pembelajaran Berorientasi Standar Porses Pendidikan. Jakarta: Kencana, 2008. Sardiman. Interaksi & Motivasi Belajar Mengajar. Jakarta: Raja Grafindo Persada, 2001. Saroja, Gancang., dkk. Pemanfaatan Alat Peraga untuk Proses Pembelajaran Fisika di SLTA. Jurnal ERUDIO, Journal of Educational Innovation. Vol. 2, No. 2, 2014. Slameto. Belajar dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya. Jakarta: Rineka Cipta, Cet. V, 2010. Subagyo, Pengestu., dan Djarwanto. Statistika Induktif. Yogyakarta: BPFE, Cet. II, 2009. Sudjana, Nana. Dasar-dasar Proses Belajar Mengajar. Bandung: PT SInar Baru Algesindo, 2002. Sudjana, Nana. Penilaian Hasil Proses Belajar Mengajar. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. XV, 2010. Sudjana. Metode Statistika. Edisi Keenam. Bandung: Tarsito, Cet. III, 2005. Sugiyono. Metode Penelitian Pendidikan (Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D). Bandung: Alfabeta, Cet. XXII, 2015.
85
Sukarno and Sutarman. The Development of Light Reflection Props as a Pyhsics Learning Media In Vocational High School Number 6 Tanjung Jabung Timur. International Journal of Innovation and Scientific Research, Vol. 12 No. 2, pp. 346-355, 2014. Sundayana, Rostina. Media dan Alat Peraga dalam Pembelajaran Matematika. Bandung: Alfabeta, Cet. I, 2014. Suparno, Paul. Miskonsepsi dan Perubahan Konsep dalam Pendidikan Fisika. Jakarta: PT Grasindo, 2013. Supranto dan Nandan Limakrisna. Petunjuk Praktis Penelitian untuk Menyusun Skripsi, Tesis, dan Disertasi. Jakarta: Mitra Wacana Media, 2013. Susilana, Rudi., dan Cepi Riyana. Media Pembelajaran: Hakikat, Pengembangan, Pemanfaatan, dan Penilaian. Bandung: Wacana Prima, 2009. Suyono dan Hariyanto. Belajar dan Pembelajaran: Teori dan Konsep Dasar. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. I, 2011. Syah, Muhibbin. Psikologi Pendidikan: dengan Pendekatan Baru. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. XVI, 2010. Syamsudin, Abin. Psikolgi Kependidikan: Perangkat Sistem Pengajaran Modul. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. IX, 2007. Syaodih, Nana. Landasan Psikologi Proses Pendidikan. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. V, 2009. Syaodih, Nana. Metode Penelitian Pendidikan. Bandung: Remaja Rosdakarya, Cet. II, 2006. Tanel, Zafer and Fatih Onder. A Model Experimeny for Teaching The Hysteresis Loop. Romanian Reports in Physics, Vol. 67, No. 2, P. 704-715, 2015. Tim Penyusun Modul. Pedoman Pembuatan Alat Peraga Fisika Untuk SMA. Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan, 2011. Trianto. Mendesain Model Pembelajaran Inovatif-Progresif: Konsep, Landasan, dan Implementasinya Pada Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan. Jakarta: Kencana, Cet. VI, 2013. Yamin, Martinis. Strategi Pembelajaran Berbasis Kompetensi. Jakarta: Gaung Persada, Cet. VI, 2009. Yasuda, Junichiro., et al., Simple and Beautiful Experiments by Physics Teachers and Students in Japan, Latin America Journal Physics Education, Vol. 6, 2012.
86
Zaelani, Ahmad. 1700 Bank Soal Bimbingan Pemantapan FISIKA Untuk SMA/MA. Bandung: Yrama Widya, Cet. XI, 2011. Zulfiani, dkk. Strategi Pembelajaran Sains. Jakarta: Lembaga Penelitian UIN Jakarta, Cet. I, 2009.
87
LAMPIRAN A Perangkat Pembelajaran
1. 2. 3. 4.
RPP Kelas Eksperimen RPP kelas Kontrol LKS Kelas Eksperimen LKS Kelas Kontrol
88 Lampiran A.1
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) (Kelas Eksperimen)
I.
Sekolah
: SMAN 4 Kota Serang
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas/ Semester
: XII / Ganjil
Alokasi Waktu
: 2 x 45 menit
Pertemuan ke
: 1 (satu)
Standar Kompetensi
2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
II. Kompetensi Dasar 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk tekonlogi.
III. Indikator 1. Mendefinisikan pengertian medan magnet. 2. Menjelaskan arah medan magnet pada penghantar berarus dengan kaidah putaran tangan kanan. 3. Mengimplementasikan persamaan medan magnet pada penghantar berarus untuk memecahkan masalah. 4. Menganalisis fenomena munculnya medan magnet pada suatu penghantar berarus. 5. Memeriksa karakteristrik medan magnet yang dihasilkan oleh penghantar berarus. 6. Mendesain percobaan tentang medan magnet di sekiar penghantar berarus.
IV. Tujuan Pembelajaran Setelah proses pembelajaran diharapkan: 1. Melaui tanya jawab siswa dapat mendefinisikan pengertian medan magnet. 2. Melalui demonstrasi siswa dapat menjelaskan arah medan magnet pada penghantar berarus dengan kaidah putaran tangan kanan.
89 3. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat mengimplementasikan persamaan medan magnet pada penghantar berarus untuk memecahkan masalah. 4. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat menganalisis fenomena munculnya medan magnet pada suatu penghantar berarus. 5. Melalui diskusi siswa dapat memeriksa karakteristrik medan magnet yang dihasilkan oleh penghantar berarus. 6. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat mendesain percobaan tentang medan magnet di sekiar penghantar berarus.
V.
Materi Ajar
1. Materi Fakta Fenomena begeraknya jarum kompas ketika diletakkan di dekat kawat berarus listrik. 2. Materi Konsep Medan Magnet membahas
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
terdiri dari antara lain
menjelaskan
Hukum Biot Savarat Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Medan Magnet pada Solenoida Medan Magnet pada Toroida
Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus
Motor Listrik
Galvanometer Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus
Pengeras Suara
90 3. Materi Prosedur Langkah-langkah melakukan percobaan untuk menentukan karakteristik medan magnet yang dihasilkan pada kawat berarus dalam bentuk kawat lurus, melingkar, dan solenoida.
VI. Metode Pembelajaran Metode pembelajaran yang digunakan yaitu demonstrasi, pengamatan, diskusi, dan tanya jawab.
91
VII.
Langkah-langkah Pembelajaran TAHAPAN 1.
2.
Kegiatan Awal
3. 4.
5. 6.
Kegiatan Inti
1. 2. Eksplorasi 3.
KEGIATAN PEMBELAJARAN GURU SISWA Melakukan pembukaan dengan salam 1. Memberikan salam kepada guru dan berdoa pembuka dan berdoa untuk memulai untuk memulai pembelajaran pembelajaran 2. Mengikuti arahan dari guru dan Mengondisikan kelas agar siswa siap untuk mempersiapkan diri untuk mulai mengikuti pembelajaran pembelajaran Membentuk kelompok dengan jumlah 3. Berkumpul dengan anggota kelompok yang anggota 5-6 siswa. telah ditentukan Mengajukan pertanyaan apersepsi. 4. Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru Apakah kalian pernah menggunakan 5. Mendengarkan dan menyimak penjelasan magnet? guru tentang tujuan dan mekanisme Mengapa jarum kompas dapat pelaksanaan pembelajaran menunjukkan arah utara dan selatan? Bagaimana posisi jarum kompas ketika didekatkan dengan magnet? Mengapa demikian? Menyampaikan tujuan pembelajaran Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran sesuai dengan langkahlangkah pembelajaran. Memberikan LKS kepada masing-masing 1. Menerima LKS yang diberikan oleh guru kelompok 2. Mengamati demonstrasi yang dilakukan Mendemonstrasikan tentang materi medan oleh guru dan berdiskusi dengan angota magnet di sekitar kawat berarus kelompok terkait demonstrasi tentang menggunakan alat peraga yang telah dibuat materi medan magnet di sekitar kawat Memberikan kesempatan kepada siswa berarus untuk melakukan pengamatan secara 3. Melakukan pengamatan menggunakan alat langsung ke depan kelas atau melakukan peraga terkait materi medan magnet di pengamatan bersama kelompok sekitar kawat berarus
WAKTU
10 menit
60 menit
92
4. Memberi kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari demonstrasi yang telah dilakukan
Elaborasi
Kegiatan Akhir
Konfirmasi
4. Menanyakan hal-hal yang belum dipahami dari demonstrasi yang dilakukan
1. Meminta siswa untuk berdiskusi dan 1. Berdiskusi bersama anggota kelompok, mengerjakan LKS yang telah diberikan mengolah data yang telah diperoleh dari bersama anggota kelompok hasil demonstrasi, dan menjawab 2. Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan pertanyaan-pertanyaan yang ada pada LKS oleh siswa yang berkaitan dengan medan magnet di sekitar kawat berarus 1. Meminta perwakilan siswa untuk 1. Mempresentasikan jawaban LKS dari hasil mempresentasikan hasil diskusi dan diskusi kelompok jawaban dari LKS yang telah diberikan 2. Memperhatikan penjelasan dari guru dan 2. Menjelaskan tentang hal-hal yang belum mencatat hal-hal yang penting terkait materi diketahui siswa dari LKS yang telah medan magnet di sekitar kawat berarus dikerjakan 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi medan magnet di sekitar kawat berarus 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang berkinerja baik 4. Memimpin doa dan menutup pembelajaran dengan salam
1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini dengan menjawab soal-soal yang diberikan oleh guru 2. Menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi medan magnet di sekitar kawat berarus 3. Kelompok yang berkinerja baik menerima penghargaan dari guru 4. Berdoa dan mengucapkan salam penutup
VIII. Media, Alat, dan Bahan Ajar 1. Media Pembelajaran
: Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
2. Bahan Ajar
: Lembar Kerja Siswa (LKS) dan Buku Fisika SMA Kelas XII KTSP
20 menit
93
94
LAMPIRAN INSTRUMEN PENILAIAN KOGNITIF
Aspek Kognitif
Soal
Kunci Jawaban
1. Apa yang dimaksud dengan medan magnet?
Medan magnet adalah ruang di sekitar suatu magnet dimana magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi magnet akan mengalami gaya magnetik jika diletakkan dalam ruang tersebut.
2. Arus listrik mengalir sepanjang kawat listrik tegangan tinggi dari selatan ke utara. Tentukan arah medan magnetik yang diakibatkan arus listrik di atas kawat tersebut!
Skor
C1
10
C2
15
utara
barat
timur
Pedoman Skor 10 = jawaban benar dan sesuai 6 = jawaban kurang tepat 2 = menjawab salah 0 = tidak menjawab 15 = jawaban benar dan sesuai 10 = jawaban kurang tepat 5 = menjawab salah 0 = tidak menjawab
selatan Dengan menggunakan kaidah putaran tangan kanan seperti gambar, arah arus listrik mengikuti ibu jari (utara), maka didapat induksi magnet B ke arah timur. 3. Suatu kumparan berkawat tipis dengan Diketahui: jumlah lilitan, arus listrik, dan jari-jari Jumlah lilitan = N kumparan berturut-turut adalah N, I, dan R. Arus listrik = I
C3
15
15 = jawaban benar dan sesuai
95
Jelaskan apa yang harus dilakukan agar Jari-jari kumpatan = R induksi magnet di pusat lingkaran menjadi Ditanyakan: semakin besar? Induksi magnet di pusat lingkaran bertambah jika.. Jawab: Persamaan kuat medan magnet di pusat lingkaran ditentukan dengan persamaan berikut: 𝜇𝑜 𝑁𝐼 𝐵= 2𝑅 Sehingga jika ingin kuat medan magnet (B) semakin besar, maka yang harus dilakukan adalah: Menambah jumlah lilitan (N) Menambah kuat arus (I) Memperkecil jari-jari kumparan (R) 4. Dua buah kawat amat panjang dipasang Soal tersebut dapat diilustrasikan pada gambar vertikal sejajar dengan jarak d. Kawat berikut: pertama dialiri arus sebesar I ke bawah. Titik P (dalam bidang kedua kawat itu) yang 2 P terletak diantaranya dan berjarak 3 𝑑 dari kawat pertama. Jika induksi magnet di titik P 2 1 besarnya nol, tentukan besar arus yang 𝑑 𝑑 3 3 mengalir pada kawat kedua beserta arahnya! I1
I2
Diketahui: I1 = arus pada kawat pertama = I I2 = arus pada kawat kedua 2 a1 = 3 𝑑
10 = menjawab 3 point dari N, I, R tanpa mencantumkan persamaan 5 = menjawab 2 point dari N, I, R tanpa mencantumkan persamaan 0 = tidak menjawab
C4
20
20 = jawaban benar dan sesuai 10 = menjawab dengan penjelsan dan konsep yang benar, tetapi hanya benar salah satu antara besar atau arah arus 5 = hanya menjawab diketahui dan ditanya 0 = tidak menjawab
96
1
a1 = 3 𝑑 B di titik P = nol Ditanyakan: Besar dan arah I2? Jawab: Agar kuat medan magnet di titik P nol, maka induksi magnet yang dihasilkan oleh kawat pertama harus sama dengan kawat kedua (B1 = B2) dan berlawanan arah. 𝐵1 = 𝐵2 𝜇𝑜 𝐼1 𝜇𝑜 𝐼2 = 2𝜋𝑎1 2𝜋𝑎2 𝐼 𝐼2 = 2 1 𝑑 3 3𝑑 1 𝐼2 = 𝐼 2 Sesuai dengan kaidah tangan kanan kanan, arah B1 di titik P keluar bidang. Karena syaratnya B1 = B2, maka B2 harus berlawanan arah dengan B1, maka harus masuk bidang di P. Dengan menerapkan kaidah tangan kanan diperoleh I2 berarah ke bawah. 5. Perhatikan susunan kawat yang dialiri arus Diketahui: seperti terlihat pada gambar berikut ini! Berbagai macam susunan kawat
C5
20
20 = jawaban benar dan sesuai disertai penjelasan pada masingmasing kawat
97
Jika arus yang dialirkan sama kuat, maka Ditanyakan: manakah pernyataan di bawah ini yang benar Pernyataan yang benar terkait medan tentang induksi magnet yang dihasilkan di magnet yang dihasilkan di pusat lingkaran? pusat lingkaran kawat-kawat tersebut? Jawab: Berikan alasannya! Arah arus dan induksi magnet bisa Kawat 1 dan 2 menghasilkan induksi ditentukan dengan menggunakan kaidah magnet di pusat lingkaran sama besar putaran tangan kanan. tetapi berbeda arah Gambar (1) menunjukkan arah induksi Kawat 3 dan 4 menghasilkan induksi magnet kawat kiri keluar bidang dan kawat magnet di pusat lingkaran sama besar kanan keluar bidang kertas juga. Sehingga tetapi berbeda arah resultan induksi magnet adalah ∑ 𝐵 = 𝐵 + Kawat 1, 2, 3, dan 4 menghasilkan 𝐵 = 2𝐵. Jadi besarnya induksi magnet yang induksi magnet di pusat lingkaran dihasilkan di pusat lingkaran dua kali dari dengan besar dan arah yang berbeda besar induksi magnet tiap kawat dan arahnya keluar bidang kertas
Gambar (2) menunjukkan arah induksi magnet kawat kiri masuk bidang dan kawat kanan keluar bidang kertas. Sehingga resultan induksi magnet adalah ∑ 𝐵 = −𝐵 + 𝐵 = 0. Jadi besar induksi magnet di pusat lingkaran adalah nol.
10 = jawaban benar tetapi alasan kurang tepat 5 = jawaban benar tetapi tidak menyertai alasan 0 = tidak menjawab
98
Gambar (3) menunjukkan satu buah kawat yang dibentuk melingkar. Arah induksi magnet kawat tersebut adalah masuk bidang kertas. Besar induksi magnet yang dihasilkan di pusat lingkaran sebesar B dengan arah masuk bidang kertas.
Gambar (4) menunjukkan satu buah kawat yang dibentuk melingkar. Arah induksi magnet kawat tersebut adalah keluar bidang kertas. Besar induksi magnet yang dihasilkan di pusat lingkaran sebesar B dengan arah keluar bidang kertas.
Jadi pernyataan yang benar adalah Kawat 3 dan 4 menghasilkan induksi magnet di pusat lingkaran sama besar tetapi berbeda arah.
99
6. Disediakan sebuah kompas, dua buah kawat Contoh sketsa percobaan yang dapat dilakukan lurus sama panjang, dua buah catu daya, dan untuk menunjukkan daerah yang memiliki medan dua buah amperemeter. Buatlah desain magnet nol: percobaan yang akan kamu lakukan untuk menunjukkan daerah yang memiliki medan magnet nol serta berikan penjelasanmu V mengenai percobaan tersebut! V K A
20 = jawaban disertai dengan sketsa yang diberi keterangan gambar dan penjelasan konsep yang benar 10 = menggambar sketsa dan keterangan dengan benar tetapi penjelasan konsepnya salah 5 = hanya menggambarkan sketsa dan tidak diberi keterangan maupun penjelasan konsep 0 = tidak menjawab
A
Keterangan: V = catu daya A = amperemeter K = kompas = kawat lurus Penjelasan: Masing-masing kawat dihubungkan dengan catu daya dan amperemeter. Catu daya digunakan untuk menghasilkan arus listrik, dan amperemeter digunakan untuk mengukur arus yang mengalir. Karena kawat yang digunakan sama panjang, maka yang mempengaruhi kuat induksi magnet yang dihasilkan adalah arus listrik. Kompas diletakkan di tengah kedua rangkaian, karena pada daerah tersebut memiliki medan magnet nol. Medan magnet di daerah tersebut nol hanya jika arus yang diberikan pada kedua
C6
20
100
kawat sama dan searah. Misalnya, pada kawat pertama dialiri arus sebesar 2 A, maka kawat kedua juga harus dialiri arus sebesar 2 A. Besar arus ini dapat dilihat pada amperemeter dan untuk mengatur besar arus, dapat digunkan catu daya. Arah medan magnet pada kedua kawat tersebut ditunjukkan pada gambar berikut: B2
I2
I1
B1 Sehingga daerah yang memiliki medan magnet nol adalah di antara kedua kawat (jarak antara kompas dan kawat pertama harus sama dengan jarak kompas dan kawat ke dua) yang dialiri arus yang sama dan searah.
101 Lampiran A.1
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) (Kelas Eksperimen)
I.
Sekolah
: SMAN 4 Kota Serang
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas/ Semester
: XII / Ganjil
Alokasi Waktu
: 2 x 45 menit
Pertemuan ke
: 2 (dua)
Standar Kompetensi
2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
II. Kompetensi Dasar 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk tekonlogi.
III. Indikator 1. Menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz. 2. Menjelaskan arah Gaya Lorentz dengan kaidah telapak tangan kanan. 3. Menerapkan persamaan Gaya Lorentz untuk memecahkan masalah. 4. Menganalisis fenomena munculnya Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. 5. Memeriksa karakteristrik Gaya Lorentz pada penghantar berarus, dua konduktor lurus sejajar, dan partikel bermuatan. 6. Membuat hipotesis tentang percobaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. IV. Tujuan Pembelajaran Setelah proses pembelajaran diharapkan: 1. Melaui demonstrasi dan tanya jawab siswa dapat menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz. 2. Melalui demonstrasi siswa dapat menjelaskan arah arah Gaya Lorentz dengan kaidah telapak tangan kanan.
102 3. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat menerapkan persamaan Gaya Lorentz untuk memecahkan masalah. 4. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat menganalisis fenomena munculnya Gaya Lorentz pada pengantar berarus yang berada dalam medan magnet. 5. Melalui diskusi siswa dapat memeriksa karakteristik Gaya Lorentz pada penghantar berarus, dua konduktor lurus sejajar, dan partikel bermuatan. 6. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat membuat hipotesis tentang percobaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet.
V. Materi Ajar 1. Materi Fakta Fenomena bergeraknya penghantar berarus ketika berada dalam medan magnet. 2. Materi Konsep Medan Magnet membahas
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
terdiri dari antara lain
menjelaskan
Hukum Biot Savarat Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Medan Magnet pada Solenoida
Medan Magnet pada Toroida
Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus
Motor Listrik
Galvanometer Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus
Pengeras Suara
103 3. Materi Prosedur Langkah-langkah melakukan percobaan untuk menentukan karakteristik Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet.
VI. Metode Pembelajaran Metode pembelajaran yang digunakan yaitu demonstrasi, pengamatan, diskusi, dan tanya jawab.
104
VII. Langkah-langkah Pembelajaran
KEGIATAN PEMBELAJARAN
TAHAPAN 1. 2.
Kegiatan Awal
3. 4.
5. 6.
Kegiatan Inti
1. 2. Eksplorasi 3.
GURU Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengondisikan kelas agar siswa siap untuk mengikuti pembelajaran Membentuk kelompok dengan jumlah anggota 5-6 siswa. Mengajukan pertanyaan apersepsi. Apakah kalian tahu peristiwa aurora yang terkenal dengan pancaran cahaya yang sangat indah? Mengapa aurora lebih sering diamati di sekitar kutub-kutub bumi? Menyampaikan tujuan pembelajaran Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran sesuai dengan langkah-langkah pembelajaran. Memberikan LKS kepada masing-masing kelompok Mendemonstrasikan tentang materi Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet menggunakan alat peraga yang telah dibuat Memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan pengamatan secara langsung ke
1. 2.
3. 4. 5.
SISWA Memberikan salam kepada guru dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengikuti arahan dari guru dan mempersiapkan diri untuk mulai pembelajaran Berkumpul dengan anggota kelompok yang telah ditentukan Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru Mendengarkan dan menyimak penjelasan guru tentang tujuan dan mekanisme pelaksanaan pembelajaran
1. Menerima LKS yang diberikan oleh guru 2. Mengamati demonstrasi yang dilakukan oleh guru dan berdiskusi dengan angota kelompok terkait demonstrasi tentang Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet 3. Melakukan pengamatan menggunakan alat peraga terkait materi Gaya Lorentz pada
WAKTU
10 menit
60 menit
105
4.
1. Elaborasi 2. 1.
Kegiatan Akhir
Konfirmasi
2.
depan kelas atau melakukan pengamatan bersama kelompok Memberi kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari demonstrasi yang telah dilakukan Meminta siswa untuk berdiskusi dan mengerjakan LKS yang telah diberikan bersama anggota kelompok Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan oleh siswa Meminta perwakilan siswa untuk mempresentasikan hasil diskusi dan jawaban dari LKS yang telah diberikan Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui siswa dari LKS yang telah dikerjakan
1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi Gaya Lorentz pada penghantar berarus dan dua penghantar lurus sejajar 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang berkinerja baik 4. Memimpin doa dan menutup pembelajaran dengan salam
penghantar berarus dan dua peghantar lurus sejajar 4. Menanyakan hal-hal yang belum dipahami dari demonstrasi yang dilakukan 1. Berdiskusi bersama anggota kelompok, mengolah data yang telah diperoleh dari hasil demonstrasi, dan menjawab pertanyaan-pertanyaan yang ada pada LKS yang berkaitan dengan Gaya Lorentz. 1. Mempresentasikan jawaban LKS dari hasil diskusi kelompok 2. Memperhatikan penjelasan dari guru dan mencatat hal-hal yang penting terkait materi Gaya Lorentz pada penghantar berarus dan dua penghantar lurus sejajar 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini dengan menjawab soal-soal yang diberikan oleh guru 2. Menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi Gaya Lorentz pada penghantar berarus dan dua penghantar lurus sejajar 3. Kelompok yang berkinerja baik menerima penghargaan dari guru 4. Berdoa dan mengucapkan salam penutup
20 menit
106
107
LAMPIRAN INSTRUMEN PENILAIAN KOGNITIF
Soal
Kunci Jawaban
1. Apa yang menyebabkan terjadinya Gaya Gaya Lorentz atau gaya magnetik dapat Lorentz? terjadi apabila suatu penghantar berarus berada dalam medan magnet.
Aspek Skor Kognitif
C1
10
C2
15
C3
15
2. Perhatikan gambar berikut!
U
S
Sebuah kawat berarus listrik I dengan arah sejajar sumbu Z+, berada di antara dua kutub magnet seperti pada gambar. Tentukan arah Gaya Lorentz yang dialami kawat! 3. Seutas kawat dengan panjang 1 m dialiri arus listrik sebesar 5 A. Kawat diletakkan
U
S
Gambar pada soal menunjukkan bahwa arah I ke sumbu Z+ dan arah B ke arah X+. Dengan menggunakan kaidah telapak tangan kanan, yaitu I sesuai dengan arah ibu jari dan B sesuai dengan arah keempat jari yang lain, maka Gaya Lorentz keluar dari telapak tangan sesuai dengan arah sumbu Y. Diketahui: l=1m
Pedoman Skor 10 = jawaban benar dan sesuai 6 = jawaban kurang tepat 2 = menjawab salah 0 = tidak menjawab 15 = jawaban benar dan sesuai 10 = jawaban kurang tepat 5 = menjawab salah 0 = tidak menjawab
15 = jawaban benar dan sesuai
108
dalam medan magnet serba sama 0,03 T I=5A yang membuat sudut 30o terhadap kawat. B = 0,03 T Tentukan besar Gaya Lorentz yang bekerja α = 30o pada kawat! Ditanyakan: Gaya Lorentz = FL? Jawab: 𝐹𝐿 = 𝐵𝐼𝑙 sin 𝛼 𝐹𝐿 = (0,03)(5)(1) sin 30𝑜 𝐹𝐿 = (0,15)(0,5) 𝐹𝐿 = 0,075 𝑁 4. Suatu partikel bermuatan 0,04 C bergerak Diketahui: sejajar dengan kawat berarus listrik 10 A. q = 0,04 C Jika jarak partikel dengan kawat sebesar 5 I = 10 A cm dan kelajuan partikel 5 m/s, tentukan a = 5 cm = 5 x 10-2 m Gaya Lorentz yang dialami oleh partikel v = 5 m/s tersebut! Ditanyakan: Gaya Lorentz yang dialami oleh partikel = FL? Jawab: Soal tersebut dapat diilustrasikan pada gambar berikut: q
v=5 m/s a= 5 x 10-2 m I = 10 A
Partikel bermuatan yang bergerak di dalam medan magnet akan mengalami
C4
20
10 = menjawab diketahu, ditanya, jawab dengan konsep yang benar, tetapi perhitungan salah 5 = hanya menjawab diketahui dan ditanya dan tidak mengerjakan proses perhitungan 0 = tidak menjawab 20 = jawaban benar dan sesuai 10 = menjawab diketahu, ditanya, jawab dengan konsep yang benar, tetapi perhitungan salah 5 = hanya menjawab diketahui dan ditanya dan tidak mengerjakan proses perhitungan 0 = tidak menjawab
109
5. Perhatikan dua pernyataan berikut: A. Setiap kawat berarus listrik yang berada dalam suatu medan magnet selalu mendapat Gaya Lorentz. B. Gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet ditentukan oleh sudut antara arah gerak muatan itu dan arah medan magnet. Dari kedua pernyataan di atas, manakah pernyataan yang benar? Berikan alasanmu!
Gaya Lorentz. Elektron mempunyai jarak a = 5 x 10-2 m dari arus listrik yang mempunyai induksi magnetik masuk ke bidang gambar menjauhi pembaca sebesar: 𝜇𝑜 𝐼 𝐵= 2𝜋𝑎 (4𝜋 𝑥 10−7 )(10) 𝐵= 2𝜋(5 𝑥 10−2 ) 𝐵 = 4 𝑥 10−5 𝑇 Sehingga Gaya Lorentz yang dialami partikel tersebut dapat ditentukan dengan persamaan:
𝐹𝐿 = 𝐵𝑞𝑣 sin 𝛼 Karena arah v dan B tegak lurus, maka 𝛼 = 90𝑜 , sehingga 𝐹𝐿 = (4 𝑥 10−5 )(0,04)(5)(sin 90𝑜 ) 𝐹𝐿 = 8 𝑥 10−6 𝑁 = 8 𝜇𝑁 Pernyataan pertama menyatakan bahwa setiap kawat berarus listrik yang berada dalam suatu medan magnet selalu mendapat Gaya Lorentz. Pernyataan ini salah, karena menurut persamaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yaitu: 𝐹𝐿 = 𝐵𝐼𝑙 sin 𝛼 Gaya Lorentz juga dipengaruhi oleh sudut yang dibentuk oleh medan magnet B dan arus I, apabila B dan I sejajar atau berimpitan, maka 𝛼 = 0𝑜 𝑎𝑡𝑎𝑢 180𝑜 ,
C5
20
20 = jawaban benar dan sesuai disertai penjelasan pada masingmasing pilihan 10 = jawaban benar tetapi alasan kurang tepat 5 = jawaban benar tetapi tidak menyertai alasan 0 = tidak menjawab
110
6. Seorang siswa sedang melakukan percobaan Gaya Lorentz dengan menggunakan alat peraga kumparan yang dialiri arus listrik dan diletakkan pada medan magnet. Kumparan yang bergerak menunjukkan adanya Gaya Lorentz. Ternyata, kumparan tidak bergerak. Hal ini menunjukkan bahwa Gaya Lorentz yang dihasilkan bernilai nol. Buatlah hipotesis tentang peristiwa tersebut!
sehingga nilai sin 0𝑜 = sin 180𝑜 = 0 dan Gaya Lorenzt akan bernilai 0 atau kawat berarus tidak mendapat Gaya Lorentz walaupun diletakkan di medan magnet. Pernyataan kedua benar. Karena persamaan Gaya Lorentz pada partikel bermuatan yaitu 𝐹𝐿 = 𝐵𝑞𝑣 sin 𝛼 Dengan α adalah sudut antara kecepatan partikel v dan medan magnet B. Pada penghantar berarus yang diletakkan dalam medan magnet, Gaya Lorentz memiliki persamaan yaitu 𝐹𝐿 = 𝐵𝐼𝑙 sin 𝛼 Artinya, yang mempengaruhi besar gaya Lorentz adalah kuat medan magnet (B), kuat arus listrik (I), panjang kawat (l), dan sudut yang dibentuk antara kuat medan magnet (B) dan kuat arus listrik (I) yaitu α. Dari keempat besaran tersebut harus ada yang bernilai nol untuk menghasilkan Gaya Lorentz yang bernilai nol. Bisa saja siswa tersebut lupa untuk menyalakan catu daya sehingga aliran arus bernilai nol, dan secara otomatis tidak ada Gaya Lorentz yang bekerja pada kumparan walaupun diletakkan di
C6
20
20 = penjelasan rinci dan disertai dengan gambar, konsep yang digunakan benar 10 = penjelasan rinci, disertai gambar tetapi konsep tidak benar 5 = penjelsan tidak rinci dan tidak disertai gambar 0 = tidak menjawab
111
medan magnet. Kemungkinan lain yang terjadi yaitu siswa tersebut sudah menyalakan catu daya, dan meletakkan kumparan pada medan magnet tetapi kumparan tidak bergerak juga. Hal ini menunjukkan bahwa Gaya Lorentz bernilai nol. Hal ini bisa disebabkan oleh sudut antara medan magnet (B) dan arus listrik (I) bernilai nol, yaitu posisi kawat sejajar dengan magnet seperti pada gambar berikut:
U
S
Pada gambar terlihat bahwa arah arus listrik sejajar dengan arah medan magnet. Artinya, sudut yang dibentuk adalah 0o, dan nilai dari sin 0𝑜 adalah nol, sehingga Gaya Lorentz yang dihasilkan yang bernilai nol dan menyebabkan kumparan tidak bergerak.
112 Lampiran A.1
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) (Kelas Eksperimen)
I.
Sekolah
: SMAN 4 Kota Serang
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas/ Semester
: XII / Ganjil
Alokasi Waktu
: 2 x 45 menit
Pertemuan ke
: 3 (tiga)
Standar Kompetensi
2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
II. Kompetensi Dasar 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk tekonlogi.
III. Indikator 1. Mendefinisikan pengertian motor listrik. 2. Membedakan prinsip kerja motor listrik dengan generator. 3. Menerapkan prinsip Gaya Lorentz pada beberapa produk teknologi. 4. Menganalisis besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel atau torsi yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet pada motor listrik. 5. Menilai beberapa produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz. 6. Membuat sketsa produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz.
IV. Tujuan Pembelajaran Setelah proses pembelajaran diharapkan: 1. Melaui tanya jawab dan demonstrasi siswa dapat mendefinisikan pengertian motor listrik. 2. Melalui tanya jawab dan demonstrasi siswa dapat membedakan prinsip kerja motor listrik dengan generator.
113 3. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat menerapkan prinsip Gaya Lorentz pada beberapa produk teknologi. 4. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat menganalisis besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel atau torsi yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet pada motor listrik. 5. Melalui diskusi siswa dapat menilai beberapa produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz. 6. Melalui demonstrasi dan diskusi siswa dapat membuat sketsa produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz.
V.
Materi Ajar
1. Materi Fakta Fenomena pinsip Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi seperti motor listrik, galvanometer, dan pengeras suara. 2. Materi Konsep Medan Magnet membahas
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
terdiri dari antara lain
menjelaskan
Hukum Biot Savarat Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus
Medan Magnet pada Solenoida Medan Magnet pada Toroida
Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus
Motor Listrik
Galvanometer Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus
Pengeras Suara
114 3. Materi Prosedur Langkah-langkah melakukan percobaan untuk menentukan prinsip kerja motor listrik.
VI. Metode Pembelajaran Metode pembelajaran yang digunakan yaitu demonstrasi, pengamatan, diskusi, dan tanya jawab.
115
VII.
Langkah-langkah Pembelajaran
KEGIATAN PEMBELAJARAN
TAHAPAN 1. 2.
Kegiatan Awal
3. 4.
5. 6.
Kegiatan Inti
1. 2. Eksplorasi 3.
GURU Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengondisikan kelas agar siswa siap untuk mengikuti pembelajaran Membentuk kelompok dengan jumlah anggota 56 siswa. Mengajukan pertanyaan apersepsi. Bagaimana kipas angin dapat berputar ketika tombol on ditekan? Ketika kalian mendengarkan musik melalui pengeras suara, mengapa musik akan menjadi lebih kencang? Menyampaikan tujuan pembelajaran Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran sesuai dengan langkah-langkah pembelajaran. Memberikan LKS kepada masing-masing kelompok Mendemonstrasikan tentang aplikasi Gaya Lorentz pada motor listrik menggunakan alat peraga yang telah dibuat Memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan pengamatan secara langsung ke depan kelas atau melakukan pengamatan bersama kelompok
1. 2.
3. 4. 5.
SISWA Memberikan salam kepada guru dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengikuti arahan dari guru dan mempersiapkan diri untuk mulai pembelajaran Berkumpul dengan anggota kelompok yang telah ditentukan Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru Mendengarkan dan menyimak penjelasan guru tentang tujuan dan mekanisme pelaksanaan pembelajaran
1. Menerima LKS yang diberikan oleh guru 2. Mengamati demonstrasi yang dilakukan oleh guru dan berdiskusi dengan anggota kelompok terkait aplikasi Gaya Lorentz pada motor listrik 3. Melakukan pengamatan menggunakan alat peraga terkait aplikasi Gaya Lorentz pada motor listrik
WAKTU
10 menit
60 menit
116
4. Memberi kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari demonstrasi yang telah dilakukan
Elaborasi
Kegiatan Akhir
Konfirmasi
4. Menanyakan hal-hal yang belum dipahami dari demonstrasi yang dilakukan
1. Meminta siswa untuk berdiskusi dan mengerjakan 1. Berdiskusi bersama anggota kelompok, LKS yang telah diberikan bersama anggota mengolah data yang telah diperoleh dari kelompok hasil demonstrasi, dan menjawab 2. Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan oleh pertanyaan-pertanyaan yang ada pada LKS siswa yang berkaitan dengan aplikasi Gaya Lorentz pada motor listrik 1. Meminta perwakilan siswa untuk 1. Mempresentasikan jawaban LKS dari hasil mempresentasikan hasil diskusi dan jawaban dari diskusi kelompok LKS yang telah diberikan 2. Memperhatikan penjelasan dari guru dan 2. Menjelaskan tentang hal-hal yang belum mencatat hal-hal yang penting terkait diketahui siswa dari LKS yang telah dikerjakan aplikasi Gaya Lorentz pada motor listrik 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang dilakukan hari ini secara tertulis telah dilakukan hari ini dengan menjawab 2. Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran soal-soal yang diberikan oleh guru yang telah dilakukan terkait aplikasi Gaya 2. Menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran Lorentz pada berbagai produk teknologi yang telah dilakukan terkait aplikasi Gaya 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang Lorentz pada berbagai produk teknologi berkinerja baik 3. Kelompok yang berkinerja baik menerima 4. Memimpin doa dan menutup pembelajaran penghargaan dari guru dengan salam 4. Berdoa dan mengucapkan salam penutup
VIII. Media, Alat, dan Bahan Ajar 1. Media Pembelajaran
: Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
2. Bahan Ajar
: Lembar Kerja Siswa (LKS) dan Buku Fisika SMA Kelas XII KTSP
20 menit
117
118
LAMPIRAN INSTRUMEN PENILAIAN KOGNITIF
Soal
Kunci Jawaban
1. Apa yang dimaksud dengan motor Motor listrik merupakan sebuah perangkat listrik? elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Aspek Skor Kognitif C1
10
C2
15
2. Jelaskan perbedaan dari motor listrik dan generator!
3. Sebuah motor DC menghasilkan gaya sebesar 300 N dari 200 kawat penghantar yang dialiri arus listrik sebesar 5 A. Jika panjang penghantar seluruhnya 120 mm, tentukan kerapatan medan magnet pada motor tersebut!
Perbedaan antara motor listrik dan generator terletak pada prinsip kerjanya. Motor listrik dan generator merupakan alat yang mempunyai prinsip kerja berkebalikan. Motor listrik menghasilkan energi mekanik berupa putaran yang berasal dari energi listrik sedangkan generator menghasilkan energi listrik dari energi mekanik. Diketahui: F = 300 T I=5A l = 120 mm = 0,120 m z = 200 kawat Ditanyakan: Kerapatan medan magnet? Jawab: Karena terdapat 200 kawat, maka Gaya Lorentz dikalikan dengan 200
C3
15
Pedoman Skor 10 = jawaban benar dan sesuai 6 = jawaban kurang tepat 2 = menjawab salah 0 = tidak menjawab 15 = jawaban benar dan sesuai 10 = jawaban kurang tepat 5 = menjawab salah 0 = tidak menjawab
15 = jawaban benar dan sesuai 10 = menjawab diketahu, ditanya, jawab dengan konsep yang benar, tetapi perhitungan salah 5 = hanya menjawab diketahui dan ditanya dan tidak mengerjakan proses perhitungan 0 = tidak menjawab
119
4. Kumparan pada motor berbentuk segiempat dengan panjang 12 cm dan lebar 10 cm terdiri atas 40 lilitan dan dilalui arus 2 A. Kumparan berada dalam medan magnet 0,25 T. Tentukan besar torsi yang dialami kumparan tersebut!
𝐹 =𝐵𝐼𝑙𝑧 300 = 𝐵(5)(0,120)(200) 300 = 120𝐵 𝐵 = 2.5 𝑇 Diketahui: N = 40 lilitan p = 12 cm l = 10 cm I=2A B = 0,25 Ditanyakan: Besar torsi = M? Jawab: Torsi atau momen kopel (M), dapat ditentukan menggunakan persamaan: 𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 Dari soal, hanya diketahui panjang dan lebar dari kumparan, oleh karena itu hitung luas kumparan terlebih dahulu. 𝐴=𝑝𝑥𝑙 𝐴 = (12)(10) 𝐴 = 120 𝑐𝑚2 = 120 𝑥 10−4 𝑚2 Sudut antara medan magnet B dan arah normal bidang kumparan belum diketahui, sehingga harus ditentukan. Soal tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
20 = jawaban benar dan sesuai 10 = menjawab diketahu, ditanya, jawab dengan konsep yang benar, tetapi perhitungan salah 5 = hanya menjawab diketahui dan ditanya dan tidak mengerjakan proses perhitungan 0 = tidak menjawab
C4
20
120
S
U B = 0,25 T
Aarah B horizontal ke kanan dan arah normal bidang kumparan n adalah keluar bidang kertas. Dengan demikian sudut antara B dan n saling tegak lurus, sehingga 𝛼 = 90𝑜 . Jadi, besar torsi yang dialami kumparan sebesar: 𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 𝑀 = (40)(120 𝑥 10−4 )(0,25) sin 90𝑜 𝑀 = 0,24 𝑁𝑚 Pengeras suara atau speaker bekerja berdasarkan prinsip Gaya Lorentz. Bagianbagian speaker ditunjukkan pada gambar berikut:
5. Rudi memiliki sebuah speaker yang sangat ia sukai. Pada suatu hari, speaker Rudi rusak dan ia membawanya ke reparator speaker. Reparator mengatakan bahwa speaker Rudi mengalami kerusakan pada bagian terminal speaker, sehingga arus tidak mengalir dengan baik. Rudi ingat pelajaran fisika tentang Gaya Lorentz, bahwa speaker memiliki prinsip kerja sesuai Gaya Lorentz. Ia beranggapan bahwa semakin kecil Ketika arus dilewatkan pada lilitan kumparan, arus listrik mengalir pada terminal akan bekerja Gaya Lorentz yang disebabkan
20 = jawaban benar dan sesuai 10 = jawaban benar tetapi alasan kurang tepat 5 = jawaban benar tetapi tidak menyertai alasan 0 = tidak menjawab C5
20
121
speaker, semakin besar gelombang bunyi yang dihasilkan karena Gaya Lorentz yang dialami speaker semakin besar. Benarkah anggapan Rudi tersebut? Berikan penjelasanmu!
6. Buatlah sketsa sebuah produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz dan berikan penjelasanmu tentang prinsip kerjanya!
oleh magnet permanen. Besar kecilnya Gaya Lorentz bergantung pada arus yang dihasilkan oleh terminal speaker sehingga menyebabkan maju mundurnya kerucut kertas yang menumbuk udara dan menghasilkan gelombang-gelombang bunyi sesuai dengan frekuensi speaker. Gaya Lorentz berbanding lurus dengan kuat arus, sehingga semakin kecil kuat arus yang mengalir, Gaya Lorentz yang dihasilkan akan semakin kecil pula. Dengan demikian, anggapan Rudi salah. Salah satu produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz yaitu blender. Blender bekerja dengan menggunakan motor listrik. Motor listrik inilah yang memutar pisau blender dengan cepat sehingga dapat menghancurkan buah, sayur, ataupun bumbu msakan. Prinsip kerja untuk motor listrik sederhana secara umum menggunakan prinsip Gaya Lorentz yaitu penghantar berarus listrik yang berada dalam medan magnet akan memberikan gaya, berupa gaya magnetik atau Gaya Lorentz. Urutan prinsip kerja motor listrik sederhana dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Penghantar berarus listrik yang berada dalam medan magnet akan
C6
20
20 = jawaban disertai dengan sketsa yang diberi keterangan gambar dan penjelasan konsep yang benar 10 = menggambar sketsa dan keterangan dengan benar tetapi penjelasan konsepnya salah 5 = hanya menggambarkan sketsa dan tidak diberi keterangan maupun penjelasan konsep 0 = tidak menjawab
122
memberikan gaya magnet (Gaya Lorentz)
2. Pada motor listrik, kawat dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran atau loop. Hal ini bertujuan agar kedua sisi loop mengalami Gaya Lorenzt yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan dikarenakan arah arus yang berbeda pada tiap sisi loop.
3. Gaya Lorentz yang dialami loop akan menghasilkan pasangan gaya yang menimbulkan tenaga putar untuk memutar loop tersebut.
123 Lampiran A.2
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) (Kelas Kontrol)
I.
Sekolah
: SMAN 4 Kota Serang
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas/ Semester
: XII / Ganjil
Alokasi Waktu
: 2 x 45 menit
Pertemuan ke
: 1 (satu)
Standar Kompetensi
2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
II. Kompetensi Dasar 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk tekonlogi.
III. Indikator 1. Mendefinisikan pengertian medan magnet. 2. Menjelaskan arah medan magnet pada penghantar berarus dengan kaidah putaran tangan kanan. 3. Mengimplementasikan persamaan medan magnet pada penghantar berarus untuk memecahkan masalah. 4. Menganalisis fenomena munculnya medan magnet pada suatu penghantar berarus. 5. Memeriksa karakteristrik medan magnet yang dihasilkan oleh penghantar berarus. 6. Mendesain percobaan tentang medan magnet di sekiar penghantar berarus.
IV. Tujuan Pembelajaran Setelah proses pembelajaran diharapkan: 1. Melaui tanya jawab siswa dapat mendefinisikan pengertian medan magnet. 2. Melalui membaca dan diskusi, siswa dapat menjelaskan arah medan magnet dengan kaidah putaran tangan kanan.
124 3. Melalui membaca dan diskusi, siswa dapat mengimplementasikan persamaan medan magnet pada penghantar berarus untuk memecahkan masalah. 4. Melalui diskusi, siswa dapat menganalisis fenomena munculnya medan magnet pada suatu penghantar berarus. 5. Melalui diskusi siswa dapat memeriksa karakteristik medan magnet yang dihasilkan oleh penghantar berarus. 6. Melalui diskusi, siswa dapat mendesain percobaan tentang medan magnet di sekitar penghantar berarus.
V. Materi Ajar 1. Materi Fakta Fenomena begeraknya jarum kompas ketika diletakkan di dekat kawat berarus listrik.
2. Materi Konsep Medan Magnet membahas
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
terdiri dari antara lain
menjelaskan
Hukum Biot Savarat Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus
Medan Magnet pada Solenoida Medan Magnet pada Toroida
Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus
Motor Listrik
Galvanomete r Pengeras Suara
125 3. Materi Prosedur Langkah-langkah untuk melaksanakan kegiatan diskusi dan mengerjakan LKS (Lembar Kerja Siswa).
VI. Metode Pembelajaran Metode pembelajaran yang digunakan yaitu ceramah, pengamatan, diskusi, dan tanya jawab.
126
VII.
Langkah-langkah Pembelajaran
KEGIATAN PEMBELAJARAN
TAHAPAN 1.
2.
Kegiatan Awal
3. 4.
5. 6.
Kegiatan Inti
1. 2. Eksplorasi 3.
GURU Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengondisikan kelas agar siswa siap untuk mengikuti pembelajaran Membentuk kelompok dengan jumlah anggota 5-6 siswa. Mengajukan pertanyaan apersepsi. Pernahkah kalian menggunakan kompas? Mengapa jarum kompas selalu menunjuk ke arah utara dan selatan? Apa saja yang dapat menghasilkan medan magnet? Menyampaikan tujuan pembelajaran Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran sesuai dengan langkahlangkah pembelajaran. Memberikan LKS kepada masing-masing kelompok Mengarahkan siswa untuk membaca subkonsep medan magnet di sekitar kawat berarus pada buku paket Memberi kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari materi yang telah dibaca
1. 2.
3. 4. 5.
SISWA Memberikan salam kepada guru dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengikuti arahan dari guru dan mempersiapkan diri untuk mulai pembelajaran Berkumpul dengan anggota kelompok yang telah ditentukan Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru Mendengarkan dan menyimak penjelasan guru tentang tujuan dan mekanisme pelaksanaan pembelajaran
1. Menerima LKS yang diberikan oleh guru 2. Membaca buku paket subkonsep medan magnet di sekitar kawat berarus 3. Menanyakan hal-hal yang belum dipahami dari materi yang telah dibaca
WAKTU
10 menit
60 menit
127
Elaborasi
Kegiatan Akhir
Konfirmasi
1. Meminta siswa untuk berdiskusi dan mengerjakan LKS yang telah diberikan bersama anggota kelompok 2. Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan oleh siswa 1. Meminta perwakilan siswa untuk mempresentasikan hasil diskusi dan jawaban dari LKS yang telah diberikan 2. Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui siswa dari LKS yang telah dikerjakan 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang berkinerja baik 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi medan magnet di sekitar kawat berarus 3. Memimpin doa dan menutup pembelajaran dengan salam
1. Berdiskusi bersama anggota kelompok dan menjawab pertanyaan-pertanyaan yang ada pada LKS yang berkaitan dengan medan magnet di sekitar kawat berarus 1. Mempresentasikan jawaban LKS dari hasil diskusi kelompok 2. Memperhatikan penjelasan dari guru dan mencatat hal-hal yang penting terkait materi medan magnet di sekitar kawat berarus 3. Kelompok yang berkinerja baik menerima penghargaan dari guru 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini dengan menjawab soal-soal yang diberikan oleh guru 2. Menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi medan magnet di sekitar kawat berarus 3. Berdoa dan mengucapkan salam penutup
VIII. Media, Alat, dan Bahan Ajar 1. Media Pembelajaran
: Alat Tulis
2. Bahan Ajar
: Lembar Kerja Siswa (LKS) dan Buku Fisika SMA Kelas XII KTSP
20 menit
128
129 Lampiran A.2
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) (Kelas Eksperimen)
I.
Sekolah
: SMAN 4 Kota Serang
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas/ Semester
: XII / Ganjil
Alokasi Waktu
: 2 x 45 menit
Pertemuan ke
: 2 (dua)
Standar Kompetensi
2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
II. Kompetensi Dasar 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk tekonlogi.
III. Indikator 1. Menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz. 2. Menjelaskan arah Gaya Lorentz dengan kaidah telapak tangan kanan. 3. Menerapkan persamaan Gaya Lorentz untuk memecahkan masalah. 4. Menganalisis fenomena munculnya Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. 5. Memeriksa karakteristrik Gaya Lorentz pada penghantar berarus, dua konduktor lurus sejajar, dan partikel bermuatan. 6. Membuat hipotesis tentang percobaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet.
IV. Tujuan Pembelajaran Setelah proses pembelajaran diharapkan: 1. Melaui tanya jawab siswa dapat menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz. 2. Melalui membaca dan diskusi, siswa dapat menjelaskan arah arah Gaya Lorentz dengan kaidah telapak tangan kanan.
130 3. Melalui membaca dan diskusi, siswa dapat menerapkan persamaan Gaya Lorentz untuk memecahkan masalah. 4. Melalui diskusi, siswa dapat menganalisis fenomena munculnya Gaya Lorentz pada pengantar berarus yang berada dalam medan magnet. 5. Melalui diskusi, siswa dapat memeriksa karakteristik Gaya Lorentz pada penghantar berarus, dua konduktor lurus sejajar, dan partikel bermuatan. 6. Melalui diskusi, siswa dapat membuat hipotesis tentang percobaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet.
V. Materi Ajar 1. Materi Fakta Fenomena bergeraknya penghantar berarus ketika berada dalam medan magnet. 2. Materi Konsep Medan Magnet membahas
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
terdiri dari antara lain
menjelaskan
Hukum Biot Savarat
Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus Medan Magnet pada Solenoida Medan Magnet pada Toroida
Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus
Motor Listrik
Galvanomete r Pengeras Suara
131 3. Materi Prosedur Langkah – langkah untuk melaksanakan kegiatan diskusi dan mengerjakan LKS (Lembar Kerja Siswa).
VI. Metode Pembelajaran Metode pembelajaran yang digunakan yaitu pengamatan, diskusi, dan tanya jawab.
132
VII.
Langkah-langkah Pembelajaran
KEGIATAN PEMBELAJARAN
TAHAPAN 1.
2.
Kegiatan Awal
3. 4.
5. 6.
Kegiatan Inti
1. Eksplorasi
2.
GURU Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengondisikan kelas agar siswa siap untuk mengikuti pembelajaran Membentuk kelompok dengan jumlah anggota 5-6 siswa. Mengajukan pertanyaan apersepsi. Apakah kalian tahu peristiwa aurora yang terkenal dengan pancaran cahaya yang sangat indah? Mengapa aurora lebih sering diamati di sekitar kutub-kutub bumi? Menyampaikan tujuan pembelajaran Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran sesuai dengan langkahlangkah pembelajaran. Memberikan LKS kepada masing-masing kelompok Mengarahkan siswa untuk membaca subkonsep Gaya Lorentz pada buku paket
1. 2.
3. 4. 5.
SISWA Memberikan salam kepada guru dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengikuti arahan dari guru dan mempersiapkan diri untuk mulai pembelajaran Berkumpul dengan anggota kelompok yang telah ditentukan Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru Mendengarkan dan menyimak penjelasan guru tentang tujuan dan mekanisme pelaksanaan pembelajaran
1. Menerima LKS yang diberikan oleh guru 2. Membaca buku paket subkonsep Gaya Lorentz 3. Menanyakan hal-hal yang belum dipahami dari materi yang telah dibaca
WAKTU
10 menit
60 menit
133
3. Memberi kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari materi yang telah dibaca
Elaborasi
Kegiatan Akhir
Konfirmasi
1. Meminta siswa untuk berdiskusi dan mengerjakan LKS yang telah diberikan bersama anggota kelompok 2. Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan oleh siswa 1. Meminta perwakilan siswa untuk mempresentasikan hasil diskusi dan jawaban dari LKS yang telah diberikan 2. Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui siswa dari LKS yang telah dikerjakan 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang berkinerja baik 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi Gaya Lorentz 3. Memimpin doa dan menutup pembelajaran dengan salam
1. Berdiskusi bersama anggota kelompok dan menjawab pertanyaan-pertanyaan yang ada pada LKS yang berkaitan dengan Gaya Lorentz 1. Mempresentasikan jawaban LKS dari hasil diskusi kelompok 2. Memperhatikan penjelasan dari guru dan mencatat hal-hal yang penting terkait materi Gaya Lorentz 3. Kelompok yang berkinerja baik menerima penghargaan dari guru 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini dengan menjawab soal-soal yang diberikan oleh guru 2. Menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan terkait Gaya Lorentz 3. Berdoa dan mengucapkan salam penutup
20 menit
134
135 Lampiran A.2
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) (Kelas Eksperimen)
I.
Sekolah
: SMAN 4 Kota Serang
Mata Pelajaran
: Fisika
Kelas/ Semester
: XII / Ganjil
Alokasi Waktu
: 2 x 45 menit
Pertemuan ke
: 3 (tiga)
Standar Kompetensi
2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi.
II. Kompetensi Dasar 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk tekonlogi.
III. Indikator 1. Mendefinisikan pengertian motor listrik. 2. Membedakan prinsip kerja motor listrik dengan generator. 3. Menerapkan prinsip Gaya Lorentz pada beberapa produk teknologi. 4. Menganalisis besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel atau torsi yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet pada motor listrik. 5. Menilai beberapa produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz. 6. Membuat sketsa produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz.
IV. Tujuan Pembelajaran Setelah proses pembelajaran diharapkan: 1. Melaui tanya jawab, siswa dapat mendefinisikan pengertian motor listrik. 2. Melalui membaca dan tanya jawab, siswa dapat membedakan prinsip kerja motor listrik dengan generator.
136 3. Melalui membaca dan diskusi, siswa dapat menerapkan prinsip Gaya Lorentz pada beberapa produk teknologi. 4. Melalui diskusi, siswa dapat menganalisis besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel atau torsi yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet pada motor listrik. 5. Melalui diskusi, siswa dapat menilai beberapa produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz. 6. Melalui membaca dan diskusi, siswa dapat membuat sketsa produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz. V. Materi Ajar 1. Materi Fakta Fenomena pinsip Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi seperti motor listrik, galvanometer, dan pengeras suara. 2. Materi Konsep Medan Magnet membahas
Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus
Gaya Lorentz
Aplikasi Gaya Lorentz
terdiri dari antara lain
menjelaskan
Hukum Biot Savarat Medan Magnet di Sekitar Kawat Lurus Berarus Medan Magnet di Sekitar Kawat Melingkar Berarus
Medan Magnet pada Solenoida Medan Magnet pada Toroida
Gaya Lorentz pada Kawat Lurus Berarus Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus
Motor Listrik
Galvanomete r Pengeras Suara
137 3. Materi Prosedur Langkah – langkah untuk melaksanakan kegiatan diskusi dan mengerjakan LKS (Lembar Kerja Siswa).
VI. Metode Pembelajaran Metode pembelajaran yang digunakan yaitu pengamatan, diskusi, dan tanya jawab.
138
VII.
Langkah-langkah Pembelajaran
KEGIATAN PEMBELAJARAN
TAHAPAN 1.
2.
Kegiatan Awal
3. 4.
Kegiatan Inti
5. 6.
1. Eksplorasi
2.
GURU Melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengondisikan kelas agar siswa siap untuk mengikuti pembelajaran Membentuk kelompok dengan jumlah anggota 5-6 siswa. Mengajukan pertanyaan apersepsi. Bagaimana kipas angin dapat berputar ketika tombol on ditekan? Ketika kalian mendengarkan musik melalui pengeras suara, mengapa musik akan menjadi lebih kencang? Menyampaikan tujuan pembelajaran Menjelaskan mekanisme pelaksanaan pembelajaran sesuai dengan langkahlangkah pembelajaran. Memberikan LKS kepada masing-masing kelompok Mengarahkan siswa untuk membaca subkonsep aplikasi Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi
1. 2.
3. 4. 5.
SISWA Memberikan salam kepada guru dan berdoa untuk memulai pembelajaran Mengikuti arahan dari guru dan mempersiapkan diri untuk mulai pembelajaran Berkumpul dengan anggota kelompok yang telah ditentukan Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru Mendengarkan dan menyimak penjelasan guru tentang tujuan dan mekanisme pelaksanaan pembelajaran
1. Menerima LKS yang diberikan oleh guru 2. Membaca buku paket subkonsep aplikasi Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi
WAKTU
10 menit
60 menit
139
Elaborasi
Kegiatan Akhir
Konfirmasi
3. Memberi kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari materi yang telah dibaca
3. Menanyakan hal-hal yang belum dipahami dari materi yang telah dibaca
1. Meminta siswa untuk berdiskusi dan mengerjakan LKS yang telah diberikan bersama anggota kelompok 2. Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan oleh siswa 1. Meminta perwakilan siswa untuk mempresentasikan hasil diskusi dan jawaban dari LKS yang telah diberikan 2. Menjelaskan tentang hal-hal yang belum diketahui siswa dari LKS yang telah dikerjakan 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang berkinerja baik 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Bersama siswa menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi aplikasi Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi 3. Memimpin doa dan menutup pembelajaran dengan salam
1. Berdiskusi bersama anggota kelompok dan menjawab pertanyaan-pertanyaan yang ada pada LKS yang berkaitan dengan aplikasi Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi 1. Mempresentasikan jawaban LKS dari hasil diskusi kelompok 2. Memperhatikan penjelasan dari guru dan mencatat hal-hal yang penting terkait materi aplikasi Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi 3. Kelompok yang berkinerja baik menerima penghargaan dari guru 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini dengan menjawab soal-soal yang diberikan oleh guru 2. Menyimpulkan hasil kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan terkait materi aplikasi Gaya Lorentz pada berbagai produk teknologi 3. Berdoa dan mengucapkan salam penutup
20 menit
140
141 Lampiran A.3
Mata Pelajaran Pokok Bahasan Kelas / Semester Nama Kelompok Anggota Kelompok
: Fisika : Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik : : : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
I. TUJUAN 1. Mengamati arah medan magnet di sekitar kawat berarus listrik 2. Menentukan besaran-besaran yang mempengaruhi besar medan magnet di sekitar kawat berarus listrik II.
DASAR TEORI Pada tahun 1819, Hans Christian Oersted menemukan bahwa medan magnet dapat timbul di sekitar penghantar yang dialiri arus listrik. Medan magnet yang timbul pada suatu penghantar saat dialiri arus listrik disebut elektromagnet. Arah medan elektromagnet dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan, yaitu arah ibu jari menunjukkan arah arus listrik dan arah keempat jari lainnya menunjukkan arah medan magnet.
Gambar 1. Kaidah Tangan Kanan
142 Besar kuat medan elektromagnetik di suatu titik yang berjarak a dari kawat berarus lsitrik yang sangat panjang (𝑙 = ~) dapat ditentukan dengan persamaan: 𝜇𝑜 𝐼 𝐵= 2𝜋𝑎 dengan 𝜇𝑜 = permeabilitas vakum (4𝜋𝑥107 Wb/Am) I = kuat arus listrik (A) a = jarak tegak lurus titik ke kawat berarus listrik (m) Besar kuat medan elektromagnetik di pusat lingkaran dapat ditentukan dengan persamaan: 𝜇𝑜 𝐼 𝐵=𝑁 2𝑎 dengan 𝜇𝑜 = permeabilitas vakum (4𝜋𝑥107 Wb/Am) I = kuat arus listrik (A) a = jari-jari lingkaran (m) N = jumlah lilitan Besar kuat medan elektromagnetik pada solenoida dapat ditentukan dengan persamaan: Di ujung solenoida : 𝜇𝑜 𝐼 𝐵=𝑁 2𝑙 Di pusat (tengah-tengah) solenoida : 𝜇𝑜 𝐼 𝐵=𝑁 𝑙 dengan 𝜇𝑜 = permeabilitas vakum (4𝜋𝑥107 Wb/Am) I = kuat arus listrik (A) l = panjang solenoida (m) N = jumlah lilitan III. HIPOTESIS 1. Apa yang akan terjadi pada jarum kompas jika kompas diletakkan di sekitar kawat yang dialiri arus listrik? .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. 2. Faktor apa saja yang mempengaruhi besar medan magnet di sekitar kawat berarus listrik? .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................
143 IV.
A. 1. 2.
3.
PERTANYAAN DISKUSI Berdasarkan hasil pengamatan yang kamu lakukan pada kegiatan demonstrasi, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! Arah Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik Ketika kompas diletakkan di sekitar kawat berarus listrik, jarum kompas akan .......................... Hal ini menunjukkan bahwa ..................................................................... Apa yang dimaksud dengan medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ Gambarkan arah penyimpangan kutub utara (N) jarum kompas jika diletakkan pada kawat yang dialiri arus listrik sesuai dengan arah panah berikut!
Penyimpangan kutub utara (N) pada jarum kompas menunjukkan arah .................................. Arah tersebut, sesuai dengan kaidah .................................................. yang berbunyi ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... Jika arah medan magnet yang masuk bidang gambar (meninggalkan mata pengamat) digambarkan SILANG dan yang keluar bidang gambar (menuju mata pengamat) digambarkan TITIK maka gambarlah arah medan magnet pada kawat-kawat berarus listrik berikut :
144 B. Kawat Lurus Siswa melakukan demonstrasi yang dibimbing oleh guru dengan langkah kerja sebagai berikut: 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan, yaitu: No. Nama Alat/Bahan Jumlah 1 Kawat lurus 15 lilitan 1 buah 2 Kawat lurus 25 lilitan 1 buah 3 Kawat lurus 35 lilitan 1 buah 4 Baterai 6 buah 5 Capit buaya 3 buah Multimeter digital 6 1 buah 7 Kompas 1 buah 2. Rangkailah alat dan bahan seperti pada gambar berikut:
3. Gunakan kawat lurus dengan jumlah lilitan 25 lilitan, dan letakkan kompas pada jarak 3 cm dari kawat. Amati sudut simpangan jarum kompas! Ubahlah arus dengan mengubah jenis baterai dan kemudian tulislah hasil pengamatan pada tabel berikut! Lakukan pengamatan sebanyak tiga kali! Tabel 1. Hubungan Kuat Arus dengan Kuat Medan Magnet Jarak kompas Simpangan sudut Jumlah Lilitan Kuat Arus (A) dan kawat jarum kompas (o)
25 lilitan
3 cm
4. Gunakan kawat lurus dengan jumlah lilitan 25 lilitan, kuat arus tetap, dan letakkan kompas pada jarak 1 cm dari kawat. Amati sudut simpangan jarum kompas! Ubahlah jarak kompas dengan kawat dan kemudian tulislah hasil pengamatan pada tabel berikut! Lakukan pengamatan sebanyak tiga kali!
145 Tabel 2. Hubungan Jarak dengan Kuat Medan Magnet Jarak kompas Simpangan sudut Jumlah lilitan Kuat Arus (A) dengan kawat jarum kompas (o) 1 cm
25 lilitan
2,5 cm
4 cm
5. Gunakan kawat lurus dengan jumlah lilitan 15 lilitan, kuat arus tetap, dan letakkan kompas pada jarak 3 cm dari kawat. Amati sudut simpangan jarum kompas! Ubahlah jumlah lilitan pada kawat yang digunakan dan kemudian tulislah hasil pengamatan pada tabel berikut! Lakukan pengamatan sebanyak tiga kali! Tabel 3. Hubungan Jumlah Lilitan dengan Kuat Medan Magnet Jarak kompas Simpangan sudut Kuat Arus (A) Jumlah lilitan dengan kawat jarum kompas (o) 15
3 cm
25
35
6. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, jawablah pertanyaan beriktu! a. Besar sudut penyimpangan jarum kompas menunjukkan besar.......................... b. Bagaimana hubungan antara kuat arus listrik yang mengalir pada kawat dengan medan magnet yang dihasilkan? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... c. Bagaimana hubungan antara jarak dengan kuat medan magnet pada kawat lurus? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... d. Bagaimana hubungan antara jumlah lilitan dengan kuat medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................
146 e. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi kuat medan magnet pada kawat lurus berarus! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... f. Tuliskan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet di sekitar kawat lurus berarus dengan jarak a! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... C. Kawat Melingkar Siswa melakukan demonstrasi yang dibimbing oleh guru dengan langkah kerja sebagai berikut: 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan, yaitu: No. Nama Alat/Bahan Jumlah 1 Kawat lingkaran 1 buah 2 Baterai 2 buah 3 Capit buaya 2 buah 4 Kompas 1 buah 2. Rangkailah alat dan bahan seperti pada gambar berikut:
Amati pergerakan jarum kompas yang terjadi! 3. Ubahlah kutub positif dan negatif baterai dengan pada kawat lingkaran! Amati pergerakan jarum kompas yang terjadi! 4. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, jawablah pertanyaan beriktu! a. Apa yang terjadi pada jarum kompas? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... b. Bagaimana arah penyimpangan jarum kompas? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... c. Mengapa arah jarum kompas berubah ketika kutub baterai diubah? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................
147 d. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi kuat medan magnet di pusat lingkaran! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... e. Tuliskan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet di pusat lingkaran dengan jari-jari a! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... D. Solenoida Siswa melakukan demonstrasi yang dibimbing oleh guru dengan langkah kerja sebagai berikut: 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan, yaitu: No. Nama Alat/Bahan Jumlah 1 Solenoida dengan panjang 12 cm 1 buah 2 Solenoida dengan panjang 17 cm 1 buah 3 Baterai 2 buah 4 Capit buaya 2 buah 5 Kompas 1 buah 2. Rangkailah alat dan bahan seperti pada gambar berikut:
3. Gunakan solenoida dengan panjang 12 cm, kuat arus tetap, dan letakkan kompas pada ujung solenoida. Amati sudut simpangan jarum kompas! Ubahlah panjang solenoida dengan menggunakan solenoida dengan panjang 17 cm, kemudian tulislah hasil pengamatan pada tabel berikut! Lakukan pengamatan sebanyak tiga kali! Tabel 2. Hubungan Panjang Solenoida dengan Kuat Medan Magnet Panjang Simpangan sudut Letak Kompas Kuat Arus (A) Solenoida (cm) jarum kompas (o) 12 Di ujung solenoida 17
148 4. Gunakan solenoida dengan panjang 12 cm, kuat arus tetap, dan letakkan kompas pada ujung solenoida. Amati sudut simpangan jarum kompas! Geserlah kompas sehingga berada tepat di pusat (tengah-tengah) solenoida, kemudian tulislah hasil pengamatan pada tabel berikut! Lakukan pengamatan sebanyak tiga kali! Tabel 3. Perbedaan kuat medan magnet di ujung dan pusat solenoida Panjang Simpangan sudut Kuat Arus (A) Letak kompas Solenoida jarum kompas (o) Di ujung solenoida 12 cm Di pusat solenoida
5. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, jawablah pertanyaan beriktu! a. Bagaimana hubungan panjang solenoida dengan kuat medan magnet yang dihasilkan? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................... b. Bagaimana perbedaan kuat medan magnet di ujung dan di pusat solenoida? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................... c. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar medan magnet pada solenoida! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................... d. Tuliskan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet di pusat solenoida dan di ujung solenoida dengan panjang solenoida l! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................... V. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan dari pengamatan yang telah dilakukan! ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………
149 Lampiran A.3
Mata Pelajaran Pokok Bahasan Kelas / Semester Nama Kelompok Anggota Kelompok
: Fisika : Gaya Lorentz : : : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
I. TUJUAN 1. Mengamati fenomena munculnya gaya magnetik (Gaya Lorentz) pada kawat berarus dalam medan magnet 2. Mengamati arah Gaya Lorentz pada kawat berarus dalam medan magnet 3. Menentukan besaran-besaran yang mempengaruhi Gaya Lorentz pada kawat berarus dalam medan magnet II.
DASAR TEORI Suatu penghantar berarus listrik yang berada dalam medan magnetik akan mengalami gaya yang disebut gaya magnetik atau Gaya Lorentz. Arah Gaya Lorentz selalu tegak lurus dengan arah kuat arus listrik (I) dan arah induksi magnet (B). Apabila kawat penghantar sepanjang l yang dialiri arus I ditempatkan pada daerah medan magnet B, maka kawat tersebut akan mengalami Gaya Lorentz yang besarnya dapat ditentukan dengan persamaan:
𝐹 = 𝐵 𝐼 𝑙 sin 𝛼
dengan F = Gaya magnetik atau Gaya Lorentz (N) B = kuat medan magnet (T) I = kuat arus listrik (A) l = panjang kawat (m) 𝛼 = sudut yang dibentuk oleh B dan I
150 Arah Gaya Lorentz dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah telapak tangan kanan seperti pada gambar berikut:
Gambar 1. Kaidah telapak tangan kanan III. HIPOTESIS 1. Apa yang akan terjadi jika kawat yang dialiri arus listrik diletakkan pada medan magnet luar? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. Faktor apa saja yang mempengaruhi besar Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh kawat berarus dalam medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... IV. PERTANYAAN DISKUSI Berdasarkan hasil pengamatan yang kamu lakukan pada kegiatan demonstrasi, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! A. Besaran yang Mempengaruhi Gaya Lorentz Pada Kawat Berarus yang Diletakkan dalam Medan Magnet 1. Apa yang terjadi jika kawat berarus listrik diletakkan dalam medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................. 2. Apa yang terjadi pada simpangan kawat jika magnet dijauhkan dari kawat? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ....................................................................................................................... 3. Bagaimana hubungan antara kuat medan magnet dan Gaya Lorentz yang ditunjukkan oleh simpangan kawat? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 4. Bagaimana hubungan antara kuat arus listrik dan Gaya Lorentz yang ditunjukkan oleh simpangan kawat? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................. 5. Bagaimana hubungan antara panjang kawat dan Gaya Lorentz yang ditunjukkan oleh simpangan kawat?
151 ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................. 6. Faktor apa saja yang mempengaruhi besar Gaya Lorentz pada kawat berarus yang diletakkan dalam medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 7. Tuliskan persamaan untuk menentukan besar Gaya Lorentz pada kawat dengan panjang l, dialiri oleh arus listrik I, dan diletakkan dalam medan magnet B! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ B. Arah Gaya Lorentz Siswa melakukan demonstrasi yang dibimbing oleh guru dengan langkah kerja sebagai berikut: 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan, yaitu: No. Nama Alat/Bahan Jumlah 1 Plat alumunium 2 buah 2 Kawat kumparan 1 buah 3 Baterai 2 buah 4 Capit Buaya 2 buah 2. Rangkailah alat dan bahan seperti pada gambar berikut:
3. Aturlah arah kuat arus dan arah medan magnet seperti pada tabel pengamatan. Amati simpangan yang terjadi pada kawat kemudian tulislah hasil pengamatanmu pada tabel berikut! Tabel 1. Arah Gaya Lorentz Arah Arus Arah Medan Magnet Arah Gaya Lorentz No. Kanan Kiri Atas Bawah Depan Belakang √ √ 1 √ √ 2 √ √ 3 √ √ 4 4. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, jawablah pertanyaan berikut!
152 a. Arah simpangan kawat menunjukkan arah..................................... b. Buatlah sketsa arah arus, arah medan magnet, dan arah Gaya Lorentz sesuai tabel pengamatan! Keterangan : atas belakang kiri
kanan
depan
bawah
................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... c. Bagaimana hubungan antara arah kuat arus (I), arah kuat medan magnet (B) dan arah Gaya Lorentz (F) berdasarkan hasil pengamatan? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................... d. Arah kuat arus (I), arah kuat medan magnet (B) dan arah Gaya Lorentz (F) berdasarkan hasil pengamatan, dapat ditunjukkan menggunakan kaidah ....................................................... yang berbunyi............................................................. ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... V. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan dari pengamatan yang telah dilakukan! ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….
153 Lampiran A.3
Mata Pelajaran Pokok Bahasan Kelas / Semester Nama Kelompok Anggota Kelompok
: Fisika : Aplikasi Gaya Lorentz (Motor Listrik) : : : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
I. TUJUAN 1. Mengamati besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel (torsi) yang dialami simpal (loop) penghantar berarus listrik dalam medan magnet 2. Menjelaskan prinsip kerja motor listrik
II. DASAR TEORI Gaya Lorentz adalah gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik yang bergerak atau arus listrik yang berada dalam suatu medan magnet. Penerapan Gaya Lorentz dapat memudahkan pekerjaan manusia. Banyak sekali alat-alat teknologi yang memiliki prinsip kerja Gaya Lorentz, salah satunya yaitu motor listrik. Motor listrik adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi putaran. Ciri khas dari motor listrik yaitu adanya kumparan yang dilalui arus listrik yang diletakkan pada medan magnet dan menyebabkan kumparan berputar. Putaran inilah yang dimanfaatkan pada berbagai produk teknologi seperti kipas angin, mesin cuci, blender, dan lain-lain. Besar momen kopel atau putaran yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet dapat ditentukan dengan persamaan:
𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝜃
154 dengan
M = momen kopel (Nm) N = jumlah lilitan A = luas simpal (m2) B = kuat medan magnet (B) I = kuat arus (A) 𝜃 = sudut antara arah normal bidang dengan medan magnet
III. HIPOTESIS 1. Mengapa kipas angin dapat berputar? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. Faktor apa saja yang mempengaruhi besar momen kopel (putaran) pada motor listrik? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... IV. PERTANYAAN DISKUSI Berdasarkan hasil pengamatan yang kamu lakukan pada kegiatan demonstrasi, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut! 1. Apa yang terjadi ketika kumparan berarus listrik diletakkan dalam medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. Mengapa kumparan dapat berputar ketika dialiri arus listrik dan diletakkan dalam medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. Apa yang dimaksud dengan momen kopel? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 4. Bagaimana putaran yang dihasilkan ketika diameter kumparan yang digunakan semakin besar? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 5. Jelaskan hubungan antara luas kumparan dengan momen kopel! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 6. Bagaimana putaran yang dihasilkan ketika arus yang digunakan semakin besar? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 7. Jelaskan hubungan antara kuat arus listrik dengan momen kopel! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................
155 8. Bagaimana putaran yang dihasilkan ketika magnet dijauhkan dari kumparan? ................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................. 9. Jelaskan hubungan antara kuat medan magnet dengan momen kopel! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 10. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 11. Tuliskan persamaan untuk menentukan besar momen kopel yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 12. Jelaskan prinsip kerja motor listrik sederhana! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 13. Sebutkan contoh alat teknologi yang menggunakan prinsip kerja motor listrik! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 14. Sebutkan produk teknologi dalam kehidupan sehari-hari (minimal 3) yang merupakan penerapan dari Gaya Lorentz selain motor listrik! Dan jelaskan prinsip kerjanya! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... V. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan dari pengamatan yang telah dilakukan! ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………
156 Lampiran A.4
Mata Pelajaran Pokok Bahasan Kelas / Semester Nama Kelompok Anggota kelompok
: Fisika : Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik : : : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
I. TUJUAN 1. Mendefinisikan pengertian medan magnet. 2. Menjelaskan arah dan besar kuat medan magnet induksi pada kawat berarus listrik dalam bentuk kawat lurus, melingkar, dan solenoida dengan kaidah putaran tangan kanan. II. PERTANYAAN DISKUSI Setelah membaca materi medan magnet di sekitar kawat berarus listrik, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan cara diskusi bersama anggota kelompokmu! A. Arah Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik 1. Apa yang dimaksud dengan medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................. 2. Arah medan magnet di sekitar kawat berarus listrik sesuai dengan kaidah .................................................. yang berbunyi................................................................. ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................
157 3. Jika arah medan magnet yang masuk bidang gambar (meninggalkan mata pengamat) digambarkan SILANG dan yang keluar bidang gambar (menuju mata pengamat) digambarkan TITIK maka gambarlah arah medan magnet pada kawat-kawat berarus listrik berikut :
B. Kawat Lurus 1. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi kuat medan magnet pada kawat lurus berarus! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 2. Tuliskan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet di sekitar kawat lurus berarus dengan jarak a! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. Sebuah kawat lurus dialiri arus listrik sebesar 8 A. Tentukan besar medan magnet pada titik yang berjarak 5 cm dari kawat! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... C. Kawat Melingkar 1. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi kuat medan magnet di pusat lingkaran! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. Tuliskan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet di pusat lingkaran dengan jari-jari a! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. Sebuah kawat melingkar dialiri arus listrik 12 A sehingga besarnya medan magnet di titik pusat lingkaran sebesar 8.10-5 T. Tentukan jari-jari lingkaran kawat tersebut! ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................
158 D. Solenoida 1. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar medan magnet pada solenoida! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 2. Tuliskan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet di pusat solenoida dan di ujung solenoida dengan panjang solenoida l! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. Sebuah solenoida yang panjangnya 50 cm memiliki 8000 lilitan, dialiri arus listrik sebesar 8 A. Hitunglah medan magnet di ujung dan di pusat solenoida! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... E. Torida 1. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar medan magnet pada toroida! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 2. Tuliskan persamaan untuk menentukan kuat medan magnet pada toroida yang memiliki jari-jari a! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. Sebuah toroida berjari-jari 20 cm dialiri arus sebesar 0,8 A. Jika toroida mempunyai 50 lilitan, tentukan induksi magnetik pada toroida! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... III. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan dari hasil diskusi yang telah dilakukan! …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………
159 Lampiran A.4
Mata Pelajaran Pokok Bahasan Kelas / Semester Nama Kelompok Anggota Kelompok
: Fisika : Gaya Lorentz : : : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
I. TUJUAN 1. Menjelaskan pengertian dari Gaya Lorentz 2. Menentukan besaran-besaran yang mempengaruhi Gaya Lorentz pada kawat berarus dalam medan magnet dan dua konduktor sejajar II. PERTANYAAN DISKUSI Setelah membaca materi Gaya Lorentz, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan cara diskusi bersama anggota kelompokmu! A. Arah Gaya Lorentz 1. Apa yang dimaksud dengan Gaya Lorentz? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 2. Arah Gaya Lorentz sesuai dengan kaidah.................................................................. yang berbunyi...................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... .......................................................................................
160 3. Gambarkan arah Gaya Lorentz! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ............................................................................................. 4. Tanda silang (x) menunjukkan arah kuat medan magnet (B) masuk ke bidang baca (menjauhi pembaca), tanda titik (.) menunjukkan arah kuat medan magnet (B) keluar bidang baca (mendekati pembaca), dan tanda panah menunjukkan arah kuat arus (I), tentukan arah Gaya Lorentz (F) pada gambar berikut ini! xxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxx xxx xxx xxx xxx xxx
xx xx xx xx xx
xx xx xx xx xx
xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
xxx xxx xxx xxx xxx
xx xx xx xx xx
xx xx xx xx xx
xx xx xx xx xx
. . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . . . . . .
. . . .
. . . .
. . . . . . . .
xx xx xx xx xx
x x x x x
xxx xxx xxx xxx xxx
. . . .
. . . .
. . . .
. . . . . . . .
. . . .
. . . .
. . . .
. . . . . . . .
161 B. Gaya Lorentz Pada Kawat Berarus yang Diletakkan dalam Medan Magnet 1. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar Gaya Lorentz pada kawat berarus yang diletakkan dalam medan magnet? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ .......................................................................................................................................... 2. Tuliskan persamaan untuk menentukan besar Gaya Lorentz pada kawat dengan panjang l, dialiri oleh arus listrik I, dan diletakkan dalam medan magnet B! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 3. Sebuah kawat lurus sepanjang 50 cm berada dalam medan magnet 0,10 T, seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
I 30O B
Jika kawat dialiri arus listrik 2 A, maka tentukan besar dan arah Gaya Lorentz yang dialami kawat! C. Gaya Lorentz pada Dua Kawat Lurus Berarus 1. Jika dua kawat berarus diletakkan sejajar, apa yang akan terjadi pada kawat tersebut? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................. 2. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar Gaya Lorentz pada dua kawat lurus berarus? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. Tuliskan persamaan untuk menentukan besar Gaya Lorentz pada dua kawat berarus dengan panjang l, dialiri oleh arus listrik I1 dan I2, dengan jarak antara kedua kawat sebesar a! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 4. Dua buah kawat lurus sejajar pada jarak 16 cm. Kedua kawat dialiri arus listrik masing-masing 5A dan 8A dengan arah sama. Tentukan gaya tarik menarik antarkawat per satuan panjang yang dialami kedua kawat tersebut!
162 ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ D. Gaya Lorentz pada Muatan Listrik yang Bergerak di dalam Medan Maget 1. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar Gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak di dalam medan magnet! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. Tuliskan persamaan untuk menentukan besar Gaya Lorentz pada muatan listrik yang bergerak di dalam medan magnet dengan medan magnet B, besarnya muatan lsitrik q, kecepatan muatan listrik v, dan sudut yang dibentuk antara medan magnet dan kecepatan muatan listrik sebesar α! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................ 3. Sebuah elektron yang bermuatan 1,6 x 10−19 C bergerak dengan kecepatan 5 x 105 m/s melalui medan magnet sebesar 0,8 T seperti gambar berikut. Tentukan besar gaya magnetik saat elektron berada dalam medan magnet! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................................
III. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan dari hasil diskusi yang telah dilakukan! …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………
163 Lampiran A.4
Mata Pelajaran Pokok Bahasan Kelas / Semester Nama Kelompok Anggota Kelompok
: Fisika : Aplikasi Gaya Lorentz (Motor Listrik) : : : 1. 2. 3. 4. 5. 6.
I. TUJUAN 1. Menentukan besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel (torsi) yang dialami simpal (loop) penghantar berarus listrik dalam medan magnet 2. Menjelaskan prinsip kerja motor listrik 3. Menjelaskan aplikasi Gaya Lorentz pada produk teknologi II. PERTANYAAN DISKUSI Setelah membaca materi Aplikasi Gaya Lorentz, jawablah pertanyaanpertanyaan berikut dengan cara diskusi bersama anggota kelompokmu! 1. Apa yang dimaksud dengan motor listrik? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 2. Apa perbedaan antara motor listrik dan generator? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 3. Apa yang dimaksud dengan momen kopel atau momen gaya magnet? ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................
164 4. Tuliskan besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel (̠𝜏)? ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 5. Tuliskan persamaan untuk menentukan besar momen kopel yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 6. Sebuah motor listrik terdiri dari 1.000 lilitan dengan luas penampang 50 cm2, posisi penampang tegak lurus medan magnet sebesar 0,5 T. Jika kuat arus listrik pada kawat kumparan 1 A, tentukan momen kopel yang dihasilkan! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ........................................................................................................ 7. Jelaskan prinsip kerja motor listrik sederhana! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 8. Sebutkan contoh alat teknologi yang menggunakan prinsip kerja motor listrik! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... 9. Sebutkan produk teknologi dalam kehidupan sehari-hari (minimal 3) yang merupakan penerapan dari Gaya Lorentz selain motor listrik! Dan jelaskan prinsip kerjanya! ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... III. KESIMPULAN Buatlah kesimpulan dari pengamatan yang telah dilakukan! …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………...
165
LAMPIRAN B Instrumen Penelitian
1. Instrumen Tes a. Kisi-kisi Instrumen Tes b. Instrumen Tes 2. Analisis Hasil Uji Instrumen a. Soal Uji Coba Instrumen Tes b. Analisis Instrumen Tes (validitas, reliabilitas, taraf kesukaran, dan daya pembeda) c. Soal Instrumen Tes Penelitian d. Kunci Jawaban Instrumen Tes Penelitian 3. Instrumen Nontes a. Kisi-kisi Instrumen Nontes b. Angket c. Lembar Observasi
166
Lampiran B.1.a
Kisi-kisi Instrumen Tes untuk Uji Coba Penelitian Satuan Pendidikan Materi Pelajaran Materi Pokok Kelas/Semester Alokasi Waktu Jumlah Soal Bentuk Soal Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Konsep/ subkonsep
Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus
Gaya Magnet (Gaya Lorentz)
: SMA/MA : Fisika : Medan Magnet : XII/I (Ganjil) : 2 x 45 menit : 40 soal : Pilihan Ganda : 2. Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi : 2.2 Menerapkan induksi magnet dan gaya magnet pada beberapa produk teknologi
Indikator Mendefinisikan pengertian medan magnet. Menjelaskan arah medan magnet pada penghantar berarus dengan kaidah putaran tangan kanan. Mengimplementasikan persamaan medan magnet pada penghantar berarus untuk memecahkan masalah. Menganalisis fenomena munculnya medan magnet pada suatu penghantar berarus. Memeriksa karakteristrik medan magnet yang dihasilkan oleh penghantar berarus. Mendesain percobaan tentang medan magnet di sekiar penghantar berarus. Menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz. Menjelaskan arah Gaya Lorentz dengan kaidah telapak tangan kanan.
C1 1*
C2
Ranah Kognitif C3 C4
C5
C6
2, 3*
2 4*, 5, 6*
7
4
8
9*,10*
3 11*,12
2 13, 14*
15*
Jumlah Soal 1
2 1
16*, 17*
2
167
18*, 19*, 20, 21*
Menerapkan persamaan Gaya Lorentz untuk memecahkan masalah. Menganalisis fenomena munculnya Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. Memeriksa karakteristrik Gaya Lorentz pada penghantar berarus, dua konduktor lurus sejajar, dan partikel bermuatan. Membuat hipotesis tentang percobaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet. Mendefinisikan pengertian motor listrik. Membedakan prinsip kerja motor listrik dengan generator.
22*, 23*, 24
Menganalisis besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel atau torsi yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet pada motor listrik. Meniali beberapa produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz. Membuat sketsa produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz. Jumlah Soal Presentase Soal
Keterangan : * = butir soal yang valid
3 25*, 26
2 27*
28* 30, 31*, 32*
33
4
34
35*, 36
3 37, 38*
3 7,5%
5 12,5%
1 1 1
29*
Menerapkan prinsip Gaya Lorentz pada beberapa produk teknologi. Aplikasi Gaya Lorentz
4
12 30%
9 22,5%
6 15%
39
3
40*
1
5 12,5%
40 100%
168
Lampiran B.1.b
Instrumen Tes untuk Uji Coba
Konsep/ subkonsep Medan magnet di sekitar penghantar berarus
Indikator
Indikator Soal
Soal
Mendefinisikan pengertian medan magnet
Menyebutkan pengertian medan magnet
1.
Menjelaskan arah medan magnet pada penghantar berarus dengan kaidah putaran tangan kanan.
Menentukan arah medan magnet di sekitar kawat listrik dengan arah arus tertentu
2.
Ruang di sekitar suatu magnet di mana magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi magnet akan mengalami gaya magnet disebut… a. Kutub magnet b. Ruang magnet c. Medan magnet d. Garis-garis gaya magnet e. Pusat magnet Arus listrik mengalir sepanjang kawat listrik tegangan tinggi dari utara ke selatan. Arah medan magnet yang diakibatkan arus listrik di atas kawat tersebut… a. Selatan b. Utara c. Barat d. Timur e. Tenggara
Penyelesaian Kunci Jawaban: C Pembahasan: Medan magnet adalah ruang di sekitar suatu magnet di mana magnet lain atau benda lain yang mudah dipengaruhi magnet akan mengalami gaya magnet jika diletakkan dalam ruang tersebut.
Kunci Jawaban: C Pembahasan:
Ranah Kognitif C1
C2
utara
barat
timur
selatan Dengan menggunakan kaidah putaran tangan kanan seperti gambar, arah arus listrik mengikuti ibu jari (utara), maka didapat arah induksi magnet ke arah barat.
169
Menentukan arah medan magnet dengan simbol silang (X) dan titik (.)
3.
Jika arah arus listrik ke bawah, maka gambar yang benar adalah… a.
Kunci Jawaban: D Pembahasan: Dengan menggunakan kaidah tangan kanan, diperoleh gambar berikut:
C2
b.
c.
d.
e.
Mengimplementasikan persamaan medan magnet pada penghantar berarus untuk memecahkan masalah.
Menghitung kuat medan magnet dengan jarak tertentu dari sebuah kawat berarus listrik
Menghitung kuat arus listrik suatu kawat melingkar yang dapat
4.
5.
Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus listrik sebesar 4 A. Besarnya induksi magnet pada sebuah titik yang jaraknya 10 cm dari pusat kawat tersebut adalah… a. 8 x 10-5 T b. 4 x 10-5 T c. 8 x 10-6 T d. 12 x 10-6 T e. 4 x 10-7 T
Sebuah kawat yang berbentuk lingkaran dan berjari-jari 10 cm terdiri atas 20 lilitan. Agar kuat medan magnet di pusat lingkaran sama
Tanda (X) berarti arah medan magnet masuk ke bidang dan tanda (.) berarti arah medan magnet ke luar bidang. Kunci Jawaban: C Pembahasan: Diketahui: I=4A a = 10 cm = 10-1 m Ditanya: B=? Jawab: 𝜇𝑂 𝐼 2𝜋𝑎 (4𝜋. 10−7 )(4) 𝐵= 2𝜋(10−1 ) 𝐵 = 8 𝑥 10−6 𝑇 Kunci Jawaban: C Pembahasan: Diketahui: a = 10 cm = 10-1 m
C3
𝐵=
C3
170
dengan 4𝜋. 10−4 𝑇, maka besar arus listrik yang mengalir haruslah… a. 100 A b. 50 A c. 10 A d. 5 A e. 1 A
menghasilkan medan magnet tertenu.
Menghitung kuat arus yang mengalir pada solenoida dengan medan magnet di pusat solenoida
6.
Sebuah solenoida mempunyai panjang 20 cm dan terdiri atas 50 lilitan. Jika kuat medan magnet di tengah-tengah (pusat) solenoida 2𝜋. 10−4 𝑇, maka kuat arus yang mengalir pada solenoida adalah… a. 2 A b. 4 A c. 10 A d. 15 A e. 20 A
Menganalisis besar induksi magnet yang dihasilkan oleh
7.
Perhatikan gambar berikut:
N = 20 lilitan B = 4𝜋. 10−4 𝑇 Ditanya: I=? Jawab: 𝜇𝑂 𝑁𝐼 2𝑎 (4𝜋. 10−7 )(20)𝐼 4𝜋. 10−4 = 2(10−1 ) −5 8𝜋. 10 = (4𝜋. 10−7 )(20)𝐼 8𝜋. 10−5 𝐼= 8𝜋. 10−6 𝐼 = 10 𝐴 Kunci Jawaban: A Pembahasan: Diketahui: l = 20 cm = 2.10-1 m N = 50 lilitan B = 2𝜋. 10−4 𝑇 (di pusat solenoida) Ditanya: I=? Jawab: 𝜇𝑂 𝑁𝐼 𝐵= 𝑙 (4𝜋. 10−7 )(50)𝐼 2𝜋. 10−4 = (2.10−1 ) −5 4𝜋. 10 = (4𝜋. 10−7 )(50)𝐼 4𝜋. 10−5 𝐼= 2𝜋. 10−5 𝐼 =2𝐴 Kunci Jawaban: B Pembahasan: Diketahui: I=6A 𝐵=
C3
C4
171
kawat melingkar berarus listrik
I I I P Kawat
1 4
lingkaran dengan jari-jari 3 m dialiri
arus 6 A. Besar induksi magnet pada pusat lingkaran (P) adalah… a. 𝜋 𝑥 10−5 T b. 𝜋 𝑥 10−7 T c. 4𝜋 𝑥 10−5 T d. 4𝜋 𝑥 10−7 T e. 7𝜋 𝑥 10−7 T
Menganalisis fenomena munculnya medan magnet pada suatu penghantar berarus.
Menentukan jarak kompas yang menunjukkan medan magnet tertentu dari kawat berarus listrik
8.
Sebuah kompas ditelakkan a cm dari kawat lurus panjang dengan arus I A menunjukkan sudut sebesar α. Agar sudut pada kompas menyimpang dua kali dari sudut semula, maka kompas harus diletakkan dengan jarak … dari kawat berarus. a. 4𝑎 b. 3𝑎 c. 2𝑎 d. 𝑎 e.
1 2
𝑎
a=3m Ditanya: B =? Jawab: Komponen kawat listrik tidak menimbulkan induksi magnet di titik P karena jika diperpanjang, kedua komponen kawat lurus terebut akan melalui titik P. Komponen kawat yang menimbulkan induksi magnet di 1
titik P adalah lingkaran yang dialiri 4
arus I = 6 A. Besar induksi magnet dihitung menggunakan persamaan pada kawat melingkar 1 𝜇𝑜 𝐼 𝐵𝑃 = 𝑥 4 2𝑎 1 (4𝜋. 10−7 )(6) 𝐵𝑃 = 𝑥 4 2(3) 𝐵𝑃 = 𝜋 𝑥 10−7 T
Kunci Jawaban: E Pembahasan: Diketahui: a = a cm I=𝐼𝐴 α = αo Ditanya: a2 agar penyimpangan sudut dua kali dari semula = ? Jawab: Penyimpangan sudut pada kompas menunjukkan kuat medan magnet induksi
C3
172
yang dihasilkan. Artinya, jika diinginkan penyimpangan sudut kompas dua kali dari semula, kuat medan magnet harus dua kali lipat dari semula atau B2 = 2B1 Persamaan kuat medan magnet di sekitar kawat lurus berarus adalah: 𝜇𝑂 𝐼 𝐵= 2𝜋𝑎 1 Agar B menjadi 2B maka jarak a harus 𝑎 2
Menganalisis kuat arus dua buah penghantar yang menghasilkan medan magnet nol
9.
Dua buah kawat amat panjang dipasang vertikal sejajar dengan jarak d. Kawat pertama dialiri arus sebesar I ke atas. Titik P (dalam bidang kedua kawat itu) yang terletak diantaranya dan berjarak
1 3
karena B berbanding terbalik dengan jarak a. Kunci Jawaban: D Pembahasan: Soal tersebut dapat diilustrasikan pada gambar berikut:
𝑑 dari kawat
pertama. Jika induksi magnet di titik P besarnya nol, ini berarti arus yang mengalir dalam kawat kedua adalah... a. b. c. d. e.
1 3 1 2
P 1 𝑑 3
𝐼 ke bawah
2 𝑑 3
𝐼 ke bawah
3𝐼 ke atas 2𝐼 ke atas 2𝐼 ke bawah
I1
I2
Diketahui: I1 = arus pada kawat pertama = I I2 = arus pada kawat kedua 1
a1 = 𝑑 3 2
a1 = 𝑑 3
B di titik P = nol Ditanyakan: Besar dan arah I2?
C4
173
Jawab:
Menganalisis kuat medan magnet induksi yang dihasilkan oleh tiga buaah kawat berarus listrik dengan jarak tertentu
10. Tiga buah kawat dengan nilai dan arah arus seperti ditunjukkan gambar berikut!
Besar dan arah kuat medan magnet di titik P yang berjarak 1 meter dari kawat ketiga adalah… a. 4,5 𝑥 10−9 𝑇 masuk bidang baca b. 4,5 𝑥 10−8 𝑇 keluar bidang baca
Agar kuat medan magnet di titik P nol, maka induksi magnet yang dihasilkan oleh kawat pertama harus sama dengan kawat kedua (B1 = B2) dan berlawanan arah. 𝐵1 = 𝐵2 𝜇𝑜 𝐼1 𝜇𝑜 𝐼2 = 2𝜋𝑎1 2𝜋𝑎2 𝐼 𝐼2 = 1 2 𝑑 𝑑 3 3 𝐼2 = 2𝐼 Sesuai dengan kaidah tangan kanan kanan, arah B1 di titik P masuk bidang. Karena syaratnya B1 = B2, maka B2 harus berlawanan arah dengan B1, maka harus keluar bidang di P. Dengan menerapkan kaidah tangan kanan diperoleh I2 berarah ke atas.
Kunci Jawaban: E Pembahasan: Diketahui: I1 = 1 A I2 = 2 A I3 = 3 A a1 = 4 m a2 = 2 m a3 = 1 m Ditanyakan: Besar dan arah B di titik P=? Jawab:
C4
174
c. d. e.
4,5 𝑥 10−8 𝑇 masuk bidang baca 4,5 𝑥 10−7 𝑇 keluar bidang baca 4,5 𝑥 10−7 𝑇 masuk bidang
Besar B di titik P oleh kawat 1 𝜇𝑂 𝐼1 (4𝜋 𝑥 10−7 )(1) 𝐵1 = = 2𝜋𝑎1 2𝜋(4) 𝐵1 = 0,5 𝑥 10−7 𝑇
Besar B di titik P oleh kawat 2 𝜇𝑂 𝐼2 (4𝜋 𝑥 10−7 )(2) 𝐵2 = = 2𝜋𝑎2 2𝜋(2) −7 𝐵2 = 2 𝑥 10 𝑇
baca
Memeriksa karakteristrik medan magnet yang dihasilkan
Memeriksa nilai medan magnet di pusat lingkaran
11. Perhatikan susunan kawat yang dialiri arus seperti terlihat pada gambar berikut ini!
Besar B di titik P oleh kawat 3 𝜇𝑂 𝐼3 (4𝜋 𝑥 10−7 )(3) 𝐵3 = = 2𝜋𝑎3 2𝜋(1) −7 𝐵3 = 6 𝑥 10 𝑇 Pada gambar terlihat bahwa pada titik P terdapat tiga medan magnet dari kawat I (masuk bidang), kawat II (keluar bidang) dan kawat III (masuk bidang). Sehingga B total pada titik P adalah 𝐵𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = (𝐵1 + 𝐵3 ) − 𝐵2 (0,5 𝐵𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑥 10−7 𝑇 + 6 𝑥 10−7 𝑇) − 2 𝑥 10−7 𝑇 𝐵𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 4,5 𝑥 10−7 𝑇 Arah B di titik P adalah masuk bidang baca sesuai kaidah tangan kanan Kunci Jawaban: D Pembahasan: Diketahui: Dua buah kawat disusun sedemikian rupa dan dialiri arus yang sama besar
C5
175
oleh penghantar berarus.
Jika arus yang dialirkan sama kuat, maka susunan kedua kawat memiliki medan magnet di titik pusat lingkaran yang sama besar. Pernyataan terebut… a. Benar, kedua susunan kawat memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 0 b. Benar, kedua susunan kawat memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 2B c. Salah, kawat pertama memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 0 dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 2B d. Salah, kawat pertama memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 2B dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 0 e. Salah, kawat pertama memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = B dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 2B
Ditanyakan: Pernyataan benar/salah? Jawab: Arah arus dan induksi magnet bisa ditentukan dengan menggunakan kaidah putaran tangan kanan. Gambar (1) menunjukkan arah induksi magnet kawat kiri keluar bidang dan kawat kanan keluar bidang kertas juga. Sehingga resultan induksi magnet adalah ∑ 𝐵 = 𝐵 + 𝐵 = 2𝐵. Jadi besarnya induksi magnet yang dihasilkan di pusat lingkaran dua kali dari besar induksi magnet tiap kawat dan arahnya keluar bidang kertas
Gambar (2) menunjukkan arah induksi magnet kawat kiri masuk bidang dan
176
kawat kanan keluar bidang kertas. Sehingga resultan induksi magnet adalah ∑ 𝐵 = −𝐵 + 𝐵 = 0. Jadi besar induksi magnet di pusat lingkaran adalah nol.
Memeriksa pernyataan yang berkaitan dengan besar dan arah medan magnet di pusat lingkaran
12. Perhatikan gambar berikut!
I r P Sebuah loop arus bertentuk lingkaran berjarijari r dialiri arus I yang menimbulkan medan induksi magnet B di pusatnya P seperti pada gambar di atas. Besar dan arah B tersebut adalah
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
dan tegak lurus keluar bidang
gambar. Pernyataan tersebut… a. Benar, karena sesuai dengan persamaan medan magnet di pusat lingkaran yaitu
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
Jadi pernyataan tersebut salah, kawat pertama memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 2B dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 0. Kunci Jawaban: C Pembahasan: Induksi magnet di pusat lingkaran yang dialiri arus I dengan jari-jari r adalah 𝜇𝑜 𝐼 𝐵= 2𝑟 Arahnya sesuai kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan arah arus dan keempat jari lain menujukkan arah medan magnet. Sehingga arah medan magnet yang dihasilkan pada soal tersebut adalah tegak lurus masuk bidang gambar.
C5
177
b.
dan sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan arah medan magnet dan keempat jari lain menunjukkan arah arus Benar, karena sesuai dengan persamaan medan magnet di pusat lingkaran yaitu
c.
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
tetapi arah
tidak sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan arah arus dan keempat jari lain menunjukkan arah medan magnet sehingga arahnya tegak lurus masuk bidang gambar Salah, karena persamaan memang sudah sesuai dengan persamaan medan magnet di pusat lingkaran yaitu
e.
2𝑟
dan sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan arah arus dan keempat jari lain menunjukkan arah medan magnet Salah, karena persamaan memang sudah sesuai dengan persamaan medan magnet di pusat lingkaran yaitu
d.
𝜇𝑜 𝐼
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
tetapi arah
tidak sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan arah medan magnet dan keempat jari lain menunjukkan arah arus sehingga arahnya tegak lurus masuk bidang gambar Salah, seharusnya persamaan kuat medan magnet di pusat lingkaran yaitu
𝜇𝑜 𝐼 2𝜋𝑟
, tetapi
arah sudah benar dan sesuai dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan arah arus dan keempat jari lain menunjukkan arah medan magnet
178
Mendesain percobaan tentang medan magnet di sekiar penghantar berarus.
Membuat tabel data untuk melakukan pengamatan tentang medan magnet di sekitar kawat lurus berarus listrik
13. Seorang siswa melakukan pengamatan tentang medan magnet. Ia meletakkan sebuah kompas di dekat kawat lurus yang panjang. Ketika kawat tersebut dialiri arus listrik, jarum pada kompas menyimpang. Ia beranggapan bahwa ada hubungan antara penghantar berarus dan kemagnetan. Untuk menguji hipotesisnya, tabel data yang harus dibuat oleh siswa tersebut adalah… a. Tabel yang menunjukkan hubungan antara kuat arus dan penyimpangan pada jarum kompas. b. Tabel yang menunjukkan hubungan antara kuat arus, penyimpangan pada jarum kompas, dan letak kompas. c. Tabel yang menunjukkan hubungan antara tegangan, kuat arus, penyimpangan pada jarum kompas, dan letak kompas. d. Tabel yang menunjukkan hubungan antara tegangan, kuat arus, penyimpangan pada jarum kompas, letak kompas, dan ukuran kompas. e. Tabel yang menunjukkan hubungan antara tegangan, kuat arus, penyimpangan pada jarum kompas, letak kompas, ukuran kompas, dan jenis kawat penghantar.
Kunci Jawaban: B Pembahasan: Permasalahan pada soal tersebut adalah seorang siswa yang ingin membuktikan hipotesisnya bahwa ada hubungan antara penghantar berarus dan kemagnetan. Dari soal dapat diketahui bahwa siswa tersebut menggunakan kawat penghantar berarus dan kompas. Artinya, hubungan antara penghantar berarus dan kemagnetan dapat diketahui dari beberapa variabel yang terkait dua benda tersebut. Kawat penghantar berarus dapat menunjukkan variabel tegangan dan kuat arus. Tegangan yang diberikan akan mempengaruhi arus yang mengalir pada penghantar dan akan mempengaruhi penyimpangan pada jarum kompas. Dengan kata lain, sebenarnya yang mempengaruhi besar penyimpangan pada jarum kompas secara hanyalah kuat arus, karena tegangan hanya mempengaruhi besar kuat arus yang dihasilkan. Jenis kawat penghantar juga tidak berpengaruh secara langsung kepada penyimpangan jarum kompas. Jenis kawat penghantar akan mempengaruhi besar kuat arus yang dihasilkan. Penyimpangan pada jarum kompas menunjukkan besar medan magnet yang dihasilkan. Semakin besar penyimpangan pada jarum kompas, semakin besar pula medan magnet pada daerah tersebut.
C6
179
Membuat sketsa percobaan tentang medan magnet di sekiar penghantar berarus yang bernilai nol
14. Disediakan sebuah kompas, dua buah kawat lurus sama panjang, dua buah catu daya, dan dua buah amperemeter. Untuk menunjukkan daerah yang memiliki medan magnet nol, sketsa percobaan yang dapat dilakukan adalah... (K = kompas, A = amperemeter, C = catu daya)
Letak kompas atau jarak kompas pada penghantar juga perlu diperhatikan. Karena medan magnet hanya terdapat di daerah tertentu saja. Semakin jauh suatu benda dari medan magnet, maka pengaruh dari medan magnet yang diterima oleh benda tersebut juga semakin kecil. Ukuran kompas tidak dapat menunjukkan besarnya medan magnet yang dihasilkan. Karena kutub-kutub pada semua jenis kompas pada umumnya sama yaitu utara, barat, selatan, dan timur. Ukuran kompas hanya membedakan ketelitian derajat dari kompas tersebut. Dari beberapa pertimbangan di atas, tabel yang harus dibuat oleh siswa untuk menguji hipotesisnya yang menyatakan bahwa terdapat hubungan antara penghantar berarus dan kemagneran adalah tabel yang menunjukkan hubungan antara kuat arus, penyimpangan pada jarum kompas, dan letak kompas. Karena jenis penghantar, tegangan, dan ukuruan kompas tidak menunjukkan hubungan langsung antara kuat arus dan medan magnet. Kunci Jawaban: A Pembahasan: Sketsa percobaan yang dapat dilakukan untuk menunjukkan daerah yang memiliki medan magnet nol:
C6
180
a.
Kompas ditelakkan di tengah-tengah rangkaian dua buah kawat penghantar yang dialiri arus listrik. Di daerah tersebut, tidak terdapat medan magnet dan jarum pada kompas tidak akan menyimpang jika kedua kawat dialiri arus yang sama arah dan besarnya. Misalnya kuat arus pada kawat kiri dialirkan dari atas ke bawah sebesar 2 A, maka kuat arus pada kawat kanan juga harus dialirkan kuat arus dari atas ke bawah sebesar 2 A.
C
K A
b.
C
A
Kompas ditelakkan di tengah-tengah rangkaian dua buah kawat penghantar yang dialiri arus listrik. Di daerah tersebut, tidak terdapat medan magnet dan jarum pada kompas tidak akan menyimpang jika kedua kawat dialiri arus yang berbeda arah tetapi sama besar. Misalnya kuat arus pada kawat kiri dialirkan dari atas ke bawah sebesar 2 A, maka kuat arus pada kawat kanan harus dialirkan kuat arus dari bawah ke atas sebesar 2 A.
C
K A
C
A
Masing-masing kawat dihubungkan dengan catu daya dan amperemeter. Catu daya digunakan untuk menghasilkan arus listrik, dan amperemeter digunakan untuk mengukur arus yang mengalir. Karena kawat yang digunakan sama panjang, maka yang mempengaruhi kuat induksi magnet yang dihasilkan adalah arus listrik. Kompas diletakkan di tengah kedua rangkaian, karena pada daerah tersebut memiliki medan magnet nol. Medan magnet di daerah tersebut nol hanya jika arus yang diberikan pada kedua kawat sama dan searah. Misalnya, pada kawat pertama dialiri arus sebesar 2 A dari atas ke bawah, maka kawat kedua juga harus dialiri arus sebesar 2 A dari atas ke bawah. Besar arus ini dapat dilihat pada amperemeter dan untuk mengatur besar arus, dapat digunkan catu daya. Arah medan magnet pada kedua kawat tersebut ditunjukkan pada gambar berikut:
181
B2 C
K A
c.
C
A
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan rangkaian. Di daerah tersebut, tidak terdapat medan magnet dan jarum pada kompas tidak akan menyimpang jika kedua kawat dialiri arus yang sama arah dan besarnya. Misalnya kuat arus pada kawat kiri dialirkan dari atas ke bawah sebesar 2 A, maka kuat arus pada kawat kanan juga harus dialirkan kuat arus dari atas ke bawah sebesar 2 A.
C
C
K A
d.
A
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan rangkaian dua buah kawat penghantar yang dialiri arus listrik. Di daerah tersebut, tidak terdapat medan magnet dan jarum
I2
I1
B1
Sehingga daerah yang memiliki medan magnet nol adalah di antara kedua kawat (jarak antara kompas dan kawat pertama harus sama dengan jarak kompas dan kawat ke dua) yang dialiri arus yang sama dan searah. Untuk mendapatkan daerah yang memiliki medan magnet nol, bisa juga dengan cara meletakkan kompas di sisi kiri atau kanan kedua rangkaian. Hanya saja, jarak dan kuat arus pada kedua kompas harus diatur sedemikian rupa agar medan magnet yang dihasilkan oleh kawat kiri sama dengan medan magnet yang dihasilkan oleh kawat kanan. Dengan kata lain, arus yang mengalir pada kedua kawat tidak boleh sama karena jarak kompas pada kedua kawat berbeda.
182
pada kompas tidak akan menyimpang jika kedua kawat dialiri arus yang berbeda arah tetapi sama besar. Misalnya kuat arus pada kawat kiri dialirkan dari atas ke bawah sebesar 2 A, maka kuat arus pada kawat kanan harus dialirkan kuat arus dari bawah ke atas sebesar 2 A.
C
C
K A
e.
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan rangkaian dua buah kawat penghantar yang dialiri arus listrik. Di daerah tersebut, tidak terdapat medan magnet dan jarum pada kompas tidak akan menyimpang jika kawat yang dekat dengan kompas (kawat kiri pada gambar) dialiri arus listrik lebih besar dibandingkan kawat yang jaraknya jauh dari kompas (kawat kanan) dengan arah arus yang sama.
C
K
A
A
C
A
183
Gaya Lorentz (Gaya Magnetik)
Menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz.
Menyebutkan sebab terjadinya Gaya Lorentz
Menjelaskan arah Gaya Lorentz dengan kaidah telapak tangan kanan.
Menjelaskan arah Gaya Lorentz pada bidang tiga dimensi
Menentukan arah Gaya Lorentz dengan kaidah tangan kanan
15. Besar gaya yang dialami seutas kawat lurus berarus listrik tidak bergantung pada… a. Posisi kawat dalam medan magnet b. Panjang kawat c. Hambatan kawat d. Kuat arus e. Kuat medan magnet 16. Perhatikan gambar berikut:
Sepotong kawat berarus listrik I dengan arah sejajar sumbu Y-, berada di antara dua kutub magnet seperti pada gambar. Kawat akan mendapat Gaya Lorentz ke arah... a. Sumbu X+ b. Sumbu Yc. Sumbu Xd. Sumbu Z+ e. Sumbu Z17. Perhatikan gambar berikut!
Gaya Lorentz yang dihasilkan pada gambar di atas memiliki arah…
Kunci Jawaban: C Pembahasan: 𝐹 = 𝐵. 𝐼. 𝐿 sin 𝜃 Jadi, gaya Lorentz tidak bergantung pada hambatan kawat
C1
Kunci Jawaban: C Pembahasan:
C2
Gambar pada soal menunjukkan bahwa arah I ke sumbu Y- dan arah B ke arah Z-. Dengan menggunakan kaidah telapak tangan kanan, yaitu I sesuai dengan arah ibu jari dan B sesuai dengan arah keempat jari yang lain, maka Gaya Lorentz keluar dari telapak tangan sesuai dengan arah sumbu X-. Kunci Jawaban: E Pembahasan: Sesuai dengan kaidah telapak tangan kanan, arah Gaya Lorentz yang dihasilkan pada gambar tersebut keluar bidang kertas atau mendekati pembaca.
C2
184
a. b. c. d. e.
Menerapkan persamaan Gaya Lorentz untuk memecahkan masalah.
Ke kanan Ke kiri Ke atas Menjauhi pembaca Mendekati pembaca
Menghitung nilai 18. Dalam suatu medan magnet homogen 2,4 × 10−2 Gaya Lorentz dari T diletakkan sebuah kawat sepanjang 1 m yang sebuah kawat dialiri arus sebesar 20 A. Sudut yang dibentuk dengan arus antara arah arus dan arah medan magnet 30°. tertentu yang Gaya Lorentz yang muncul pada kawat sebesar... diletakkan dalam a. 0,03 N sebuah medan b. 0,06 N magnet homogen c. 0,12 N d. 0,24 N e. 0,48 N
Menghitung besar dan arah Gaya Lorentz pada koordinat X, Y, Z
19. Perhatikan gambar berikut:
Kawat berarus 5 ampere sepanjang 20 cm diletakkan dalam medan magnet 0,01 T dengan arah dan sudut seperti pada gambar. Besar dan
Kunci Jawaban: D Pembahasan: Diketahui: B = 2,4 × 10−2 T I = 20 A l=1m 𝜃 = 30o Ditanya: Gaya Lorentz = F? Jawab: 𝐹 = 𝐵 . 𝐼. 𝑙 sin 𝜃 𝐹 = (2,4 𝑥 10−2 )(20)(1) sin 30𝑜 𝐹 = 0,24 𝑁 Kunci Jawaban: A Pembahasan: Diketahui: I=5A l = 20 cm = 0,2 m B = 0,01 T Arah I = X (+) Aarah B = Y (-) Ditanya: Besar dan arah Gaya Lorentz (F) =? Jawab: 𝐹 = 𝐵 . 𝐼. 𝑙 sin 𝜃 Karena arah B dan I tegak lurus, maka 𝜃 = 90𝑜
C3
C3
185
Menentukan besar dan arah Gaya Lorentz yang ditimbulkan oleh dua buah kawat lurus yang dialiri arus listrik
arah gaya magnetik yang dialami kawat yaitu.... a. 0,01 N ke Z(-) b. 0,01 N ke Z(+) c. 0,02 N ke Z(-) d. 0,02 N ke Z(+) e. 0,03 N ke Y(-) 20. Dua buah kawat lurus yang sangat panjang diletakkan satu dari yang lain pada jarak r. Kedua kawat masing-masing dialiri arus sebesar I yang arahnya sama. Maka kedua kawat itu akan… a. Tolak menolak dengan gaya sebanding r b. Tarik - menarik dengan gaya sebanding r-2 c. Tolak-menolak dengan gaya sebanding r-1 d. Tarik - menarik dengan gaya sebanding r-1 e. Tarik-menarik dengan gaya sebanding r2
𝐹 = (0,01)(5)(0,2) sin 90𝑜 𝐹 = 0,01 𝑁 Arah Gaya Lorentz sesuai kaidah telapak tangan kanan menuju kea rah Z (-).
Kunci Jawaban: D Pembahasan: Diketahui: a=r I1 = I2 = I Ditanya: Besar dan arah gaya = F =? Jawab: Permasalahan pada soal tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
I1
I2
B2
B1 F1
F2 r
Karena besar arus dari kedua kawat sama, maka gaya yang dihasilkan juga bernilai sama, sebesar: 𝜇𝑜 𝐼1 𝐼2 𝐹1 = 𝐹2 = 𝐹 = 𝑙 2𝜋𝑟 2 𝜇𝑜 𝐼 𝑙 𝐹= 2𝜋𝑟
C3
186
Menghitung besar kecepatan elektron yang bergerak dalam suatu medan magnet
21. Sebuah elektron bergerak di dalam suatu medan magnet serba sama sebesar 0,2 T. Arah gerak elektron membentuk sudut 60o terhadap arah medan magnet. Apabila elektron mendapat gaya sebesar 64√3 𝑥 10−14 𝑁, maka besar kecepatan gerak elektron adalah… (muatan elektron = 1,6 𝑥 10−19 𝐶. a. 2 𝑥 106 𝑚/𝑠 b. 4 𝑥 106 𝑚/𝑠 c. 2 𝑥 107 𝑚/𝑠 d. 4 𝑥 107 𝑚/𝑠 e. 8 𝑥 107 𝑚/𝑠
1 𝐹~ ~𝑟 −1 𝑟 Pada gambar terlihat bahwa gaya yang dihasilkan oleh kawat pertama ke arah kanan, sedangkan gaya yang dihasilkan oleh kawat kedua mengarah ke kiri, sehingga gaya kedua kawat itu akan tarik menarik dengan gaya sebanding r-1. Kunci Jawaban: D Pembahasan: Diketahui: B = 0,2 T 𝜃 = 60o F = 64√3 𝑥 10−14 𝑁 q = 1,6 𝑥 10−19 𝐶 Ditanya: v =? Jawab: 𝐹 = 𝐵. 𝑞. 𝑣 sin 𝜃 64√3 𝑥 10−14 = (0,2)(1,6 𝑥 10−19 )𝑣(sin 60𝑜 ) 𝑣=
Menganalisis fenomena munculnya Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet.
Menganalisis gaya magnetik yang dialami suatu partikel yang bergerak di sekitar kawat berarus
22. Suatu partikel bermuatan 0,04 C bergerak sejajar dengan kawat berarus listrik 10 A. Jika jarak partikel dengan kawat sebesar 5 cm dan kelajuan partikel 5 m/s, maka gaya yang dialami partikel adalah... a. 0 𝜇𝑁 b. 2 𝜇𝑁 c. 4 𝜇𝑁 d. 6 𝜇𝑁
C3
64√3 𝑥 10−14
1 (0,2)(1,6 𝑥 10−19 )( √3) 2 𝑣 = 4 𝑥 107 𝑚/𝑠 Kunci Jawaban: E Pembahasan: Diketahui: q = 0,04 C I = 10 A a = 5 cm = 5 x 10-2 m v = 5 m/s Ditanyakan:
C4
187
e.
8 𝜇𝑁
Gaya Lorentz yang dialami oleh partikel = FL? Jawab: Soal tersebut dapat diilustrasikan pada gambar berikut:
q
v=5 m/s a= 5 x 10-2 m I = 10 A
Partikel bermuatan yang bergerak di dalam medan magnet akan mengalami Gaya Lorentz. Elektron mempunyai jarak a = 5 x 10-2 m dari arus listrik yang mempunyai induksi magnetik masuk ke bidang gambar menjauhi pembaca sebesar: 𝜇𝑜 𝐼 𝐵= 2𝜋𝑎 (4𝜋 𝑥 10−7 )(10) 𝐵= 2𝜋(5 𝑥 10−2 ) 𝐵 = 4 𝑥 10−5 𝑇 Sehingga Gaya Lorentz yang dialami partikel tersebut dapat ditentukan dengan persamaan: 𝐹𝐿 = 𝐵𝑞𝑣 sin 𝛼 Karena arah v dan B tegak lurus, maka 𝛼 = 90𝑜 , sehingga 𝐹𝐿 = (4 𝑥 10−5 )(0,04)(5)(sin 90𝑜 ) 𝐹𝐿 = 8 𝑥 10−6 𝑁 = 8 𝜇𝑁
188
Menganalisis jarijari lintasan sebuah partikel yang bergerak dengan kecepatan tertentu di sekitar medan magnet
23. Sebuah partikel α bergerak tegak lurus dengan kecepatan 3 x 105 m/s terhadap medan magnet sebesar 0,2 T yang arahnya masuk bidang gambar. Jari-jari lintasan yang ditempuh partikel α tersebut adalah… (m = 6,4 x 10-27 kg, q = 3,2 x 10-19 C) a. 1,33 m b. 0,75 m c. 0,30 m d. 0,13 m e. 0,03 m
Menganalisis besar dan arah gaya magnet yang ditimbulkan oleh tiga buah kawat berarus
24. Tiga buah kawat tersusun seperti gambar berikut:
Kunci Jawaban: E Pembahasan: Diketahui: v = 3 x 105 m/s B = 0,2 T m = 6,4 x 10-27 kg q = 3,2 x 10-19 C Ditanya: R =? Jawab: Pada partikel yang bergerak melingkar, berlaku Gaya Sentripetal pada partikel tersebut sama dengan Gaya Lorentz. Sehingga: 𝐹𝐿 = 𝐹𝑆 𝑚𝑣 2 𝐵. 𝑞. 𝑣 = 𝑅 𝑚. 𝑣 𝐵. 𝑞 = 𝑅 𝑚. 𝑣 𝑅= 𝐵. 𝑞 Dengan persamaan di atas, jari-jari lintasan partikel dapat ditentukan: 𝑚. 𝑣 𝑅= 𝐵. 𝑞 (6,4 𝑥 10−27 )(3 𝑥 105 ) 𝑅= (0,2)(3,2 𝑥 10−19 ) 𝑅 = 0,03 𝑚 Kunci Jawaban: A Pembahasan: Diketahui: I1 = 1 A I2 = 2 A I3 = 3 A
C4
C4
189
Masing-masing kawat memiliki panjang 1 m. Besar dan arah gaya magnet pada kawat ke II sebesar… a. 14 𝑥 10−7 𝑁 ke kiri b. 14 𝑥 10−7 𝑁 ke kanan c. 7 𝑥 10−7 𝑁 ke kiri d. 7 𝑥 10−7 𝑁 ke kanan e. 5 𝑥 10−7 𝑁 ke kiri
a21 = 2 m a21 = 1 m l=1m Ditanya: Besar dan arah F2 =? Jawab: Kawat II dipengaruhi oleh dua kawat yang lain yaitu kawat I dan kawat III Gaya yang timbul pada kawat II akibat pengaruh kawat I dinamakan F21 sebesar: 𝜇𝑜 𝐼2 𝐼1 𝑙 𝐹21 = 2𝜋𝑎21 (4𝜋 𝑥 10−7 )(2)(1)(1) 𝐹21 = 2𝜋(2) 𝐹21 = 2 𝑥 10−7 𝑁 Arah gaya ke kiri. Gaya yang timbul pada kawat II akibat pengaruh kawat III dinamakan F23 sebesar: 𝜇𝑜 𝐼2 𝐼3 𝑙 𝐹21 = 2𝜋𝑎23 (4𝜋 𝑥 10−7 )(2)(3)(1) 𝐹21 = 2𝜋(1) 𝐹21 = 12 𝑥 10−7 𝑁 Arah gaya ke kiri Karena gaya yang ditimbulkan oleh kawat I dan III sama arahnya, maka total gaya pada kawat II sebesar: 𝐹2 = 𝐹21 + 𝐹23 𝐹2 = 2 𝑥 10−7 + 12 𝑥 10−7 𝐹2 = 14 𝑥 10−7 𝑁 Arah gaya ke kiri.
190
Memeriksa karakteristrik Gaya Lorentz pada penghantar berarus, dua konduktor lurus sejajar, dan partikel bermuatan.
Menilai pernyataan yang berkaitan tentang Gaya Lorentz
Menyimpulkan besar muatan yang bergerak di daerah bermedan magnet dengan energi kinetic tertentu
25. Perhatikan pernyataan berikut! Kawat berarus listrik yang sejajar dengan medan magnet tidak mengalami Gaya Lorentz karena Gaya Lorentz hanya dialami oleh kawat berarus listrik yang tegak lurus medan magnet. Pernyataan dan alasan tersebut menunjukkan bahwa… a. Pernyataan benar, alasan benar, keduanya menunjukkan hubungan sebab akibat b. Pernyataan benar, alasan benar, tetapi keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat c. Pernyataan benar, alasan salah d. Pernyataan salah, alasan benar e. Pernyataan dan alasan, keduanya salah 26. Perhatikan gambar berikut!
Dalam daerah bermedan magnet seragam B (dengan arah menembus masuk bidang kertas) dua partikel bermuatan (𝑞1 dan 𝑞2 ) begerak melingkar dengan energi kinetik yang sama besar. Bila kedua muatan bermuatan sama, maka dapat disimpulkan bahwa… a. 𝑞1 > 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | > |𝑞2 | b. 𝑞1 > 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | < |𝑞2 |
Kunci Jawaban: C Pembahasan: Pernyataan tersebut benar, karena ketika arus sejajar dengan medan magnet (𝐼/⁄𝐵 ), sudutnya menjadi 0o sehingga, Gaya Lorentznya menjadi nol (𝐹 = 𝐵𝐼𝑙 sin 0𝑜 = 0). Alasana tersebut salah, karena sudut antara arus dan medan magnet tidak harus tegak lurus (90o) agar terjadi Gaya Lorentz. Sesuai dengan persamaan Gaya Lorentz (𝐹 = 𝐵𝐼𝑙 sin 𝜃), maka Gaya Lorenzt dapat terjadi jika sudut antara arus dan medan magnet yaitu 0𝑜 < 𝜃 < 180𝑜 .
C5
Kunci Jawaban: B Pembahasan:
C5
Untuk menentukan jenis muatan 𝑞1 dan 𝑞2 , perhatikan gambar di atas. Arah Gaya Lorentz pada muatan 𝑞1 adalah menuju pusat sesuai dengan arah gaya sentripetal seperti tampak pada gambar. Dengan menggunakan aturan tangan kanan, yaitu arah induksi magnet masuk pada bidang
191
c. d. e.
Membuat hipotesis tentang percobaan Gaya Lorentz pada penghantar berarus yang berada dalam medan magnet.
Membuat hipotesis dan penyelesaian terhadap permasalahan percobaan Gaya Lorentz
𝑞1 < 0, 𝑞2 > 0, dan |𝑞1 | < |𝑞2 | 𝑞1 < 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | > |𝑞2 | 𝑞1 > 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | = |𝑞2 |
27. Seorang siswa melakukan percobaan tentang Gaya Lorentz. Sketsa percobaan tersebut terlihat pada gambar di bawah ini:
gambar sesuai dengan arah jari telunjuk, arah Gaya Lorentz FL menuju pusat lingkaran sesuai dengan arah keluar dari telapak tangan, maka arah gerakan muatan positif mengikuti ibu jari seperi arah v1 pada gambar. Karena arah v1 ternyata sama dengan arah putaran 𝑞1 , maka 𝑞1 adalah muatan positif (𝑞1 > 0). Karena muatan 𝑞2 berputar dengan arah yang berlawanan dengan arah putaran 𝑞1 pada medan magnet yang sama, maka dapat disimpulkan bahwa muatan 𝑞2 adalah muatan negatif (𝑞2 < 0). Diketahui kedua muatan mempunyai energi kinetic sama dan bermassa sama. Dengan demikian besar kecepatan kedua muatan juga sama. Jari-jari lintasan partikel yang bergerak melingkar di dalam medan magnet adalah 𝑚𝑣 1 𝑅= 𝑠𝑒ℎ𝑖𝑛𝑔𝑔𝑎 𝑅 ∝ 𝐵𝑞 𝑞 Dari gambar tampak bahwa R1 > R2. Karena R berbanding terbalik dengan besar muatan q, maka |𝑞1 | < |𝑞2 | Kunci Jawaban: C Pembahasan: Permasalahan yang ditunjukkan pada soal tersebut adalah seorang siswa yang ingin mengamati arah Gaya Lorentz melalui percobaan, tetapi percobaan tidak dapat dilakukan karena ada kesalahan yang terjadi.
C6
192
Sumber Tegangan
U
S
Alumunium foil
Siswa tersebut ingin mengetahui arah Gaya Lorentz yang ditunjukkan oleh gerak alumunium foil. Tetapi, ketika sumber tegangan dinyalakan, alumunium foil tidak juga bergerak. Agar alumunium foil dapat bergerak dan arah Gaya Lorentz dapat diamati, yang harus dilakukan siswa tersebut adalah… a. Menaikkan tegangan sehingga kuat arus yang mengalir semakin besar b. Mengubah posisi magnet menjadi sama kutub saling berhadapan
Sumber Tegangan
U
U Alumunium foil
Gaya Lorentz dapat timbul dengan syarat sebagai berikut: 1. Terdapat kawat penghantar yang dialiri arus listrik 2. Penghantar berada dalam medan magnet Sketsa pada soal, sudah menunjukkan adanya kawat penghantar yang dialiri arus listrik dan penghantar tersebut sudah berada dalam medan magnet. Lalu apa yang salah? Hubungan antara arah arus listrik, medan magnet, dan Gaya Lorentz dapat ditunjukkan dengan kaidah telapak tangan kanan.
Kaidah tersebut menunjukkan bahwa arah arus, medan magnet, dan Gaya Lorentz harus saling tegak lurus. Sekarang, mari kita lihat pada sketsa gambar soal. Seperti yang kita ketahui sebelumnya, medan magnet mengarah dari kutub utara ke kutub selatan. Arus listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Sehingga pada sketsa, arah arus dan arah medan magnet sejajar. Oleh karena itu, Gaya Lorentz tidak terjadi pada kawat
193
c.
Mengubah posisi alumunium foil berada di tengah-tengah magnet Sumber Tegangan
U
S
Alumunium foil
d.
Mengubah kutub pada sumber tegangan (misal, awalnya positif menjadi negatif, dan sebaliknya) Sumber Tegangan
U
S Alumunium foil
e.
Mengubah posisi alumunium foil berada di tengah-tengah magnet dan mengubah kutub magnet menjadi searah
tersebut sehingga alumunium foil tidak bergerak. Lalu, bagaimana agar terjadi Gaya Lorentz? Kita harus mengubah posisi alumunium foil berada di tengah-tengah magnet agar arah arus dan medan magnet menjadi tegak lurus, atau bisa juga dengan mengubah posisi magnet menjadi di kanan dan kiri alumunium foil. Jika posisi alumuinum foil tetap seperti rangkaian semula, menaikkan kuat arus, ataupun mengubah arah arus dan kutub magnet tidak akan menghasilkan Gaya Lorentz, karena arah medan magnet dan arus masih sejajar (0o) atau berlawanan (180o). sehingga menurut persamaan 𝐹 = 𝐵 𝐼 𝐿 sin 𝜃 = 0
194
Sumber Tegangan
U
U
Alumunium foil
Aplikasi Gaya Lorentz
Mendefinisikan pengertian motor listrik.
Menyebutkan definisi motor listrik
Membedakan prinsip kerja motor listrik dengan generator.
Menjelaskan perbedaan motor listrik dan generator
28. Sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik disebut... a. Generator b. Transformator c. Motor listrik d. Dinamo e. Pembangkit listrik 29. Perbedaan motor listrik dan generator adalah… a. Motor listrik menghasilkan energi mekanik, sedangkan generator menghasilkan energi listrik b. Motor listrik menghasilkan energi listrik, sedangkan generator menghasilkan energi mekanik c. Motor listrik menghasilkan energi mekanik dan listrik, sedangkan generator menghasilkan energi listrik
Kunci Jawaban: C Pembahasan: Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
C1
Kunci Jawaban: A Pembahasan: Motor listrik menghasilkan energi mekanik, sedangkan generator menghasilkan energi listrik.
C2
195
d.
Menerapkan prinsip Gaya Lorentz pada beberapa produk teknologi.
Mengklasifikasikan
contoh produk teknologi yang meenerapkan prinsip Gaya Lorentz
Menghitung Gaya Lorentz yang terjadi pada sebuah motor DC
Motor listrik menghasilkan energi mekanik, sedangkan generator menghasilkan energi listrik dan mekanik e. Motor listrik menghasilkan energi listrik, sedangkan generator menghasilkan energi listrik dan mekanik 30. Dibawah ini merupakan produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz, kecuali… a. Kipas angin b. Dispenser c. Mesin cuci d. Pengeras suara e. Blender
31. Sebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 0,8 T. Di bawah pengaruh medan magnet, terdapat 400 kawat penghantar dengan arus 10 A. Jika panjang penghantar seluruhnya 150 mm, gaya yang terjadi pada motor tersebut sebesar... a. 396 N b. 496 N c. 596 N d. 696 N e. 796 N
Kunci Jawaban: B Pembahasan: Produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz salah satunya yaitu motor listrik. Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Oleh karena itu, alatalat yang menghasilkan energi mekanik dari energi listrik yaitu kipas angin, mesin cuci, dan blender. Ketiga alat tersebut memanfaatkan prinsip kerja motor listrik. Pengeras suara juga salah satu contoh produk teknologi yang memanfaatkan prinsip Gaya Lorentz tetapi berbeda dengan motor listrik. Kebanyakan pengeras suara bekerja berdasarkan prinsip bahwa suatu medan magnetik akan mengerjakan sebuah gaya pada kawat berarus. Kunci Jawaban: B Pembahasan: Diketahui: B = 0,8 T I = 10 A l = 150 mm = 0,155 m z = 400 kawat Ditanyakan: Gaya yang terjadi = Gaya Lorentz? Jawab:
C3
C3
196
Menentukan fungsi dari Gaya Lorentz pada pengeras suara
32. Kebanyakan pengeras suara (loudspeaker) bekerja berdasarkan prinsip bahwa suatu medan magnet akan mengerjakan sebuah gaya pada kawat berarus. Gaya magnet yang dilamai oleh kawat berarus pada pengeras suara berperan untuk… a. Mengubah gelombang bunyi menjadi sinyal listrik AC b. Mengubah sinyal listrik AC dari penerima menjadi gelombang bunyi c. Mengubah sinyal listrik DC dari penerima menjadi gelombang bunyi d. Mengubah gelombang bunyi menjadi sinyal listrik DC e. Mengubah sinyal listrik AC dan DC menjadi gelombang bunyi
Karena terdapat 400 kawat, maka Gaya Lorentz dikalikan dengan 400 𝐹 =𝐵𝐼𝑙𝑧 𝐹 = (0,8)(10)(0,155)(400) 𝐹 = 496 𝑁 Kunci Jawaban: B Pembahasan: Desain speaker memiliki tiga bagian dasar, yaitu kerucut, kumparan suara, dan magnet permanen. Kerucut dipasang sedemikian agar ia dapat bergetar maju dan mundur. Ketika bergetar, kerucut mendorong dan menarik molekul-molekul udara di depannya sehingga menciptakan gelombang bunyi. Pada puncak kerucut dipasang kumparan suara yang berbentuk silinder berongga, dimana kawat dililitkan mengitari silinder ini. Kumparan suara dipasang menutupi salah satu kutub magnet permanen dan ia dapat bergerak secara bebas. Kedua ujung kawat kumparan suara dihubungkan ke terminal-terminal speaker yang terdapat pada panel belakang sebuah penerima. Penerima bertindak sebagai sebuah generator AC, yang mengirim arus bolak-balik ke kumparan suara. Arus AC berinteraksi dengan medan magnet hingga dihasilkan gaya bolak balik, yang mendorong dan menarik kumparan suara berikut kerucutnya. Jadi, gaya magnet yang dialami oleh kawat berarus pada speaker berperan mengubah sinyal listrik AC dari penerima menjadi gelombang bunyi.
C3
197
Menganalisis momen kopel pada galvanometer
33. Galvanometer merupakan komponen dasar amperemeter dan voltmeter analog. Prinsip kerja galvanometer berdasarkan momen kopel yang bekerja pada suatu simpal (atau gelung atau loop). Agar terjadi momen kopel, diperlukan gaya pada sisi-sisi gelung yang bersifat… a. Sama besar, berlawanan arah, dan garis kerjanya berbeda. b. Sama besar, searah, dan garis kerjanya berberda. c. Sama besar, searah, dan garis kerjanya sama. d. Berbeda nilai, berlawanan arah, dan garis kerjanya berberda. e. Berberda nilai, searah, dan garis kerjanya sama
Kunci Jawaban: A Pembahasan: Galvanometer bekerja mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Prinsip kerjanya dengan memanfaatkan Gaya Lorentz yang menghasilkan momen kopel. Misalnya, sebuah gelung pada galvanometer berbentuk persegi panjang dengan sisi-sisi ABCD dan diletakkan di tengah medan magnet seperti pada gambar:
C
B
U
S D
A
Arus mengalir seperti ditunjukkan dengan anak panah. Sesuai degan kaidah tangan kanan, penghantar AB akan mengalami gaya magnet yang berarah ke bawah, dan penghantar CD akan mengalami gaya magnet yang berarah ke atas. Jadi, pada sisi-sisi gelung yang berlawanan bekerja dua gaya sama besar, berlawanan arah, dan garis kerjanya berbeda. Kedua gaya ini dinamakan momen kopel. Karena momen kopel ini gelung akan berputar. Jika gaya magnet yang bekerja pada sisi-sisi yang berlawanan sama besar, berlawanan arah, dan segaris kerja momen kopel akan sama dengan nol.
C4
198
Menganalisis besaran-besaran yang mempengaruhi besar momen kopel atau torsi yang dialami simpal (loop) penghantar berarus dalam medan magnet pada motor listrik.
Menentukan besaran-besaran yang mempengaruhi momen kopel pada motor listrik
34. Sebuah motor listrik sederhana memiliki kumparan dengan luas penampang A dan N jumlah lilitan yang diletakkan pada medan magnet homogen B dan dialiri arus listrik sebesar I. Kumparan pada motor listrik akan berputar semakin cepat bila dilakukan penambahan nilai… a. A dan N tetapi B dan I tetap b. B dan I tetapi A dan N tetap c. A tetapi B, N, dan I tetap d. N tetapi B, A, dan I tetap e. Semua jawaban benar
Menganalisis besar kerja yang diperlukan untuk menggerakkan kumparan yang berdada dalam medan magnet tertentu
35. Kumparan melingkar dengan N lilitan memiliki radius efektif a dan mengalirkan arus I. Kerja yang diperlukan untuk meletakkan kumparan tersebut dalam medan magnet B dari posisi 𝜃 = 0o ke posisi 𝜃 = 180o , jika N = 100, a = 5 cm, I = 0,10 A, dan B = 1,5 Wb/m2 adalah… a. 0,14 Joule b. 0,24 Joule c. 1,4 Joule d. 2,4 Joule e. 24 Joule
Kunci Jawaban: E Pembahasan: Diketahui: A=A N=N B=B I=I Ditanya: M bertambah apabila...? Jawab: Besar momen kopel atau torsi yang dialami suatu simpal penghantar berarus dalam medan magnet yaitu: 𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 Agar nilai M bertambah, maka dapat dilakukan dengan menambahkan nilai dari N, A, B, I, atau ketiganya. Kunci Jawaban: B Pembahasan: Diketahi: N = 100 a = 5 cm I = 0,10 A B = 1,5 Wb/m2 Ditanya: W agar kumparan bergerak dari posisi 𝜃 = 0o ke posisi 𝜃 = 180o Jawab: Momen gaya yang dialami kumparan akibat medan magnet bergantung pada posisi (sudut yang dibentuk oleh normal bidang kumparan dengan induksi magnet B) sesuai dengan hubungan:
C3
C4
199
𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 Momen gaya luar yang dibutuhkan memutar kumparan tersebut, minimum sama dengan yang diakibatkan medan magnet tetapi dengan arah yang berlawanan, sehingga 𝑀𝑙𝑢𝑎𝑟 = −𝑀 = −𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 Karena besar momen gaya ini tidak konstan, maka usaha yang diperlukan untuk memutar kumparan tersebut harus dihitung dengan metode integrasi, yaitu: 𝜋
𝑊 = ∫ −𝑀 𝑑𝛼 𝜋
0
𝑊 = − ∫ 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 𝑑𝛼 0
Menganalisis besat torsi pada motor listrik
36. Kumparan pada motor berbentuk segiempat dengan panjang 12 cm dan lebar 10 cm terdiri atas 40 lilitan dan dilalui arus 2 A. Kumparan berada dalam medan magnet 0,25 T. Besar torsi yang dialami kumparan tersebut adalah... a. 240 Nm b. 24 Nm c. 2,4 Nm d. 0,24 Nm e. 0,024 Nm
𝑊 = −𝑁𝐴𝐵𝐼[cos 𝛼]𝜋0 𝑊 = −𝑁(𝜋𝑟 2 )𝐵𝐼(−1 − 1) 𝑊 = −(100)𝜋(5𝑥10−2 )2 (1,5)(0,1)(−2) 𝑊 = 0,24 𝐽 Kunci Jawaban: D Pembahasan: Diketahui: N = 40 lilitan p = 12 cm l = 10 cm I=2A B = 0,25 Ditanyakan: Besar torsi = M? Jawab:
C4
200
Torsi atau momen kopel (M), dapat ditentukan menggunakan persamaan: 𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 Dari soal, hanya diketahui panjang dan lebar dari kumparan, oleh karena itu hitung luas kumparan terlebih dahulu. 𝐴=𝑝𝑥𝑙 𝐴 = (12)(10) 𝐴 = 120 𝑐𝑚2 = 120 𝑥 10−4 𝑚2 Sudut antara medan magnet B dan arah normal bidang kumparan belum diketahui, sehingga harus ditentukan. Soal tersebut dapat digambarkan sebagai berikut:
S
U B = 0,25 T
Menilai beberapa produk teknologi yang menerapkan
Menilai pernyataan tentang prinsip kerja mesin cuci
37. Mesin cuci merupakan produk teknologi yang prinsip kerjanya menggunakan motor listrik. Pernyataan tersebut…
Aarah B horizontal ke kanan dan arah normal bidang kumparan n adalah keluar bidang kertas. Dengan demikian sudut antara B dan n saling tegak lurus, sehingga 𝛼 = 90𝑜 . Jadi, besar torsi yang dialami kumparan sebesar: 𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝛼 𝑀 = (40)(120 𝑥 10−4 )(0,25) sin 90𝑜 𝑀 = 0,24 𝑁𝑚 Kunci Jawaban: A Pembahasan: Mesin cuci merupakan produk teknologi yang menggunakan motor listrik. Motor listrik
C5
201
prinsip Gaya Lorentz.
a.
Menilai pernyataan tentang prinsip kerja kipas angin
Benar, karena mesin cuci mengubah energi listrik menjadi energi mekanik b. Benar, karena mesin cuci mengubah energi mekanik menjadi energi listrik c. Salah, karena mesin cuci mengubah energi listrik menjadi energi mekanik d. Salah, karena mesin cuci mengubah energi mekanik menjadi energi listrik e. Salah, karena prinsip kerja mesin cuci menggunakan generator 38. Kipas angin merupakan alat rumah tangga yang digunakan untuk menghasilkan angin dari putaran baling-baling. Secara umum, kipas angin dilengkapi dengan beberapa tombol, misalnya ON/OFF, 1, 2 dan 3. Angka pada tombol tersebut berbanding lurus dengan putaran baling-baling kipas angin. Semakin besar nilai yang tertera pada tombol yang ditekan, semakin cepat putaran balingbalingnya. Hal ini terjadi karena tomboltombol pada kipas angin didesain sedemikian rupa untuk mengatur besar tegangan yang diterima oleh kipas angin. Semakin rendah tegangan yang diterima, semakin cepat putaran baling-baling kipas angin. Pernyataan tersebut… a. Salah, karena seharusnya semakin besar tegangan yang diterima, arus yang mengalir pada motor listrik semakin besar pula, sehingga putaran yang dihasilkan akan semakin cepat. b. Salah, karena seharusnya semakin besar tegangan yang diterima, arus yang mengalir pada motor listrik menjadi
merupakan perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Kunci Jawaban: A Pembahasan: Prinsip kerja kipas angin AC secara umum yaitu: 1. Arus bolak - balik masuk menuju kipas angin. 2. Dalam kipas angin terdapat suatu motor listrik, motor listrik tersebut mengubah energi listrik menjadi energi gerak. 3. Dalam sebuah motor listrik terdapat suatu kumparan besi pada bagian yang bergerak beserta sepasang pipih berbentuk magnet U pada bagian yang diam (Permanen). 4. Ketika listrik mengalir pada lilitan kawat dalam kumparan besi, hal ini membuat kumparan besi menjadi sebuah magnet. 5. Karena sifat magnet yang saling tolak menolak pada kedua kutubnya maka gaya tolak menolak magnet antara kumparan besi dan sepasang magnet tersebut membuat gaya berputar
C5
202
c.
d.
e.
Menyusun hipotesis tentang fenomena yang berhubungan dengan pengeras suara
semakin kecil, sehingga putaran yang dihasilkan akan semakin cepat. Salah, karena tombol-tombol pada kipas angin bukan berfungsi sebagai pengatur tegangan yang diterima oleh kipas angin, tetapi secara langsung untuk mengubah kecepatan putaran kipas angin. Benar, karena tegangan berbanding terbalik dengan momen kopel sehingga putaran pada motor listrik semakin cepat ketika tegangannya turun. Benar, karena jika tegangan rendah, maka arus semakin tinggi, sehingga putaran baling-baling semakin cepat.
39. Pengeras suara digunakan untuk menghasilkan suara yang lebih tinggi. Ketika kita mendengarkan musik misalnya, pengeras suara akan bergetar. Hal ini terjadi karena… a. Gelombang bunyi yang menggetarkan komponen pengeras suara b. Gelombang bunyi yang menggetarkan molekul udara di sekitar pengeras suara c. Gaya Lorentz yang mennggetarkan molekul udara di sekitar pengeras suara
secara periodik pada kumparan besi tersebut. 6. Oleh karena itu baling - baling kipas angin dikaitkan ke poros kumparan tersebut. Penambahan tegangan listrik pada kumparan besi dan menjadi gaya kemagnetan ditujukan untuk memperbesar hembusan angin pada kipas angin. Dari penjelasan prinsip kerja kipas angina di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar tegangan supply ke motor kipas angin yang diberikan maka semakin cepat pula kecepatan putaran motor kipas angin dan sebaliknya akan semakin lambat putaran kipas angin apabila supply tegangan ke motor kipas angin diturunkan, karena tegangan berbanding lurus dengan arus, dan arus berbanging lurus dengan momen kopel yang terjadi pada motor listrik. 𝑀 = 𝑁 𝐴 𝐵 𝐼 sin 𝜃 Kunci Jawaban: D Pembahasan: Pengeras suara bekerja berdasarkan prinsip Gaya Lorentz. Komponen dasar pengeras suara terdiri dari tiga bagian yaitu sebuah kerucut kertas yang bersambungan dengan sebuah kumparan suara (silinder yang dikitari oleh kawat tembaga) dan sebuah magnet hermanen berbentuk silinder (kutub utara di tengah dan dikelilingi kutub selatan).
C6
203
d.
e.
Membuat sketsa produk teknologi yang memanfaatkan
Merencanakan penyelesaian dari suatu masalah percobaan tentang motor listrik
Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh elektron dan menggetarkan komponen pengeras suara Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh molekul udara dan menggetarkan komponen pengeras suara
40. Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetik yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa putaran. Motor listrik sederhana dapat dibuat menggunakan baterai
Ketika arus dilewatkan pada lilitan kumparan, maka padanya akan bekerja Gaya Lorentz yang disebabkan oleh magnet permanen. Besar kecilnya gaya bergantung pada arus yang dihasilkan oleh terminal pengeras suara sehingga akan menyebabkan maju mundurnya kerucut kertas yang menumbuk udara sehingga dihasilkan gelombang-gelombang bunyi sesuai dengan frekuensi pengeras suara. Arus mengalir dari terminal pengeras suara menuju kumparan suara, sehingga didalam kumparan akan ada aliran elektron yang berada di dalam medan magnet. Elektron yang berada di medan magnet akan mengalami Gaya Lorentz yang dapat menimbulkan maju atau mundurnya kerucut kertas, sehingga elektron-elektron yang ada disekitar kerucut bertumbukan dengan udara yang mengakibatkan gelombang bunyi. Jadi, yang menyebabkan pengeras suara bergetar saat memainkan musik adalah adanya Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh elektron dan menggetarkan komponen pengeras suara berupa kerucut kertas. Kunci Jawaban: E Pembahasan: Permasalahan pada soal tersebut adalah siswa yang ingin membuat motor listrik sederhana tetapi tidak
C6
204
prinsip Gaya Lorentz.
(sumber tegangan), kawat tembaga, kabel penghubung, dan magnet luar. Seorang siswa akan membuat motor listrik sederhana, tetapi ia tidak memiliki magnet. Yang harus dilakukan siswa tersebut adalah… a. Melilitkan sebuah paku dengan kawat tembaga kemudian mengalirkan arus AC pada kawat tersebut sehingga paku dapat menjadi magnet. b. Melilitkan sebuah paku dengan kawat tembaga kemudian mengalirkan arus DC pada kawat tersebut sehingga paku dapat menjadi magnet. c. Meminjam magnet kepada teman kemudian menggosokkan magnet tersebut kepada sebuah besi sehingga besi akan menjadi magnet. d. Membeli magnet permanen di toko magnet sehingga siswa tersebut dapat membuat motor listrik sederhana e. Semua jawaban benar
memiliki magnet luar sebagai medan magnetnya. Secara umum, motor listrik sederhana akan dapat bekerja dengan prinsip sebagai berikut: 1. Penghantar berarus listrik yang berada dalam medan magnet akan memberikan gaya magnet (Gaya Lorentz)
2.
Pada motor listrik, kawat dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran atau loop. Hal ini bertujuan agar kedua sisi loop mengalami Gaya Lorentz yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan dikarenakan arah arus yang berbeda pada tiap sisi loop.
3.
Gaya Lorentz yang dialami loop akan menghasilkan pasangan
205
gaya yang menimbulkan tenaga putar untuk memutar loop tersebut.
Dari prinsip kerja motor listrik sederhana di atas, dapat diketahui bahwa yang berperan untuk menghasilkan putaran yang berasal dari Gaya Lorentz yaitu kawat yang berbentuk loop dan dialiri arus listrik, kemudian diletakkan pada medan magnet luar. Artinya, dibutuhkan medan magnet agar dapat terjadi Gaya Magnet. Permasalahannya, siswa tersebut tidak memiliki magnet permanen. Solusi yang dapat dilakukan oleh siswa tersebut bisa saja siswa itu membeli magnet yang baru. Seperti yang kita ketahui, bahwa di sekitar kawat penghantar berarus listrik, terdapat medan magnet. Artinya, medan magnet tidak selalu dihasilkan oleh magnet permanen. Siswa tersebut bisa membuat lilitan dari kawat tembaga pada paku bekas kemudian dialiri arus listrik. Lilitan tersebut diletakkan berhadapan dan kemudian kumparan diletakkan di antara kedua lilitan tersebut. Seperti pada gambar berikut:
206
Paku yang dililit oleh kawat tersebut akan menghasilkan medan magnet sebagai pengganti magnet permanen. Selain menggunakan kawat tembaga, bisa juga dengan memanfaatkan kabel penghubung dengan membuka pelindung kabel tersebut. Karena kabel penghubung juga terbuat dari kawat tembaga. Selain itu, siswa tersebut juga dapat membuat magnet sederhana dengan menggosokkan magnet milik temannya kepada sebuah besi sehingga besi tersebut akan menjadi magnet.
207 Lampiran B.2.a Soal Uji Coba Instrumen Tes
Berilah tanda silang (X) pada jawaban yang kamu anggap benar! 1.
Ruang di sekitar suatu magnet di mana
5.
magnet lain atau benda lain yang mudah
dan berjari-jari 10 cm terdiri atas 20 lilitan.
dipengaruhi magnet akan mengalami gaya
Agar kuat medan magnet di pusat lingkaran
magnet disebut…
sama dengan 4𝜋 𝑥 10−4 𝑇, maka besar arus
a.
Kutub magnet
listrik yang mengalir haruslah…
b.
Ruang magnet
a.
100 A
d. 5 A
c.
Medan magnet
b.
50 A
e. 1 A
d.
Garis-garis gaya magnet
c.
10 A
e.
Pusat magnet 6.
2.
3.
Sebuah kawat yang berbentuk lingkaran
Sebuah solenoida mempunyai panjang 20
Arus listrik mengalir sepanjang kawat
cm dan terdiri atas 50 lilitan. Jika kuat
listrik tegangan tinggi dari utara ke selatan.
medan magnet di tengah-tengah (pusat)
Arah medan magnet yang diakibatkan arus
solenoida 2𝜋 𝑥 10−4 𝑇, maka kuat arus
listrik di atas kawat tersebut adalah…
yang mengalir pada solenoida adalah…
a.
Selatan
d. Timur
a.
2A
d. 15 A
b.
Utara
e. Tenggara
b.
4A
e. 20 A
c.
Barat
c.
10 A
Jika arah arus listrik ke bawah, maka
7.
Perhatikan gambar berikut:
gambar yang benar adalah… a.
I
d.
I b.
e.
I P
c.
4.
Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus
Kawat
listrik sebesar 4 A. Besarnya induksi
1 4
lingkaran dengan jari-jari 3 m
dialiri arus 6 A. Besar induksi magnet pada
magnet pada sebuah titik yang jaraknya 10
pusat lingkaran (P) adalah…
cm dari pusat kawat tersebut adalah… a.
8 x 10-5 T
d. 12 x 10-6 T
a.
𝜋 𝑥 10−5 T
d. 4𝜋 𝑥 10−7 T
b.
4 x 10-5 T
e. 4 x 10-7 T
b.
𝜋 𝑥 10−7 T
e. 7𝜋 𝑥 10−7 T
c.
8 x 10-6 T
c.
4𝜋 𝑥 10−5 T
8.
Sebuah kompas ditelakkan a cm dari kawat lurus panjang dengan arus I A menunjukkan
208 sudut sebesar α. Agar sudut pada kompas menyimpang dua kali dari sudut semula, maka kompas harus diletakkan dengan jarak … dari kawat berarus. a.
4𝑎
d. 𝑎
b.
3𝑎
e. 𝑎
c.
2𝑎
1 2
Jika arus yang dialirkan sama kuat, maka susunan kedua kawat memiliki medan
9.
Dua buah kawat amat panjang dipasang
magnet di titik pusat lingkaran yang sama
vertikal sejajar dengan jarak d. Kawat
besar. Pernyataan terebut…
pertama dialiri arus sebesar I ke atas. Titik
a.
medan magnet di pusat lingkaran
P (dalam bidang kedua kawat itu) yang terletak diantaranya dan berjarak
1 3
dengan nilai B = 0
𝑑 dari
kawat pertama. Jika induksi magnet di titik
b.
a. b. c.
1 3 1 2
𝐼 ke bawah
d. 2𝐼 ke atas
𝐼 ke bawah
e. 2𝐼 ke bawah
Benar, kedua susunan kawat memiliki medan magnet di pusat lingkaran
P besarnya nol, ini berarti arus yang mengalir dalam kawat kedua adalah...
Benar, kedua susunan kawat memiliki
dengan nilai B = 2B c.
Salah, kawat pertama memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 0 dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai
3𝐼 ke atas
B = 2B 10. Tiga buah kawat dengan nilai dan arah arus
d.
Salah, kawat pertama memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai
seperti ditunjukkan gambar berikut!
B = 2B dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 0 e. Besar dan arah kuat medan magnet di titik P yang berjarak 1 meter dari kawat ketiga adalah… a.
4,5 𝑥 10−9 𝑇 masuk bidang baca
b.
4,5 𝑥 10−8 𝑇 keluar bidang baca
c.
4,5 𝑥 10−8 𝑇 masuk bidang baca
d.
4,5 𝑥 10−7 𝑇 keluar bidang baca
e.
4,5 𝑥 10−7 𝑇 masuk bidang baca
11. Perhatikan susunan kawat yang dialiri arus seperti terlihat pada gambar berikut ini!
Salah, kawat pertama memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = B dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 2B
12. Perhatikan gambar berikut!
I r P
209 Sebuah loop arus bertentuk lingkaran
arus sehingga arahnya tegak lurus
berjari-jari
masuk bidang gambar
r
dialiri
arus
I
yang
menimbulkan medan induksi magnet B di
e.
pusatnya P seperti pada gambar di atas. Besar dan arah B tersebut adalah tegak
lurus
keluar
bidang
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
medan magnet di pusat lingkaran yaitu 𝜇𝑜 𝐼
dan
2𝜋𝑟
gambar.
Benar,
karena
jari menunjukkan arah arus dan sesuai
dengan
keempat jari lain menunjukkan arah
persamaan medan magnet di pusat lingkaran yaitu
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
menunjukkan arah medan magnet dan keempat jari lain menunjukkan arah
13. Seorang siswa melakukan pengamatan tentang medan magnet. Ia meletakkan sebuah kompas di dekat kawat lurus yang panjang. Ketika kawat tersebut dialiri arus
arus Benar,
medan magnet
dan sesuai dengan
kaidah tangan kanan yaitu ibu jari
b.
karena
sesuai
dengan
persamaan medan magnet di pusat lingkaran yaitu
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
dan sesuai dengan
listrik, jarum pada kompas menyimpang. Ia beranggapan bahwa ada hubungan antara penghantar berarus dan kemagnetan. Untuk menguji hipotesisnya, tabel data yang harus
kaidah tangan kanan yaitu ibu jari menunjukkan arah arus dan keempat
dibuat oleh siswa tersebut adalah… a.
jari lain menunjukkan arah medan
pada jarum kompas.
Salah, karena persamaan memang
b.
sudah sesuai dengan persamaan medan magnet di pusat lingkaran yaitu
kanan
yaitu
ibu
jarum kompas, dan letak kompas.
2𝑟
c.
jari
Tabel yang menunjukkan hubungan antara
tegangan,
kuat
arus,
menunjukkan arah arus dan keempat
penyimpangan pada jarum kompas,
jari lain menunjukkan arah medan
dan letak kompas.
magnet sehingga arahnya tegak lurus
d.
Tabel yang menunjukkan hubungan antara kuat arus, penyimpangan pada
𝜇𝑜 𝐼
tetapi arah tidak sesuai dengan kaidah tangan
Tabel yang menunjukkan hubungan antara kuat arus dan penyimpangan
magnet c.
, tetapi arah sudah benar dan sesuai
dengan kaidah tangan kanan yaitu ibu
Pernyataan tersebut… a.
Salah, seharusnya persamaan kuat
d.
Tabel yang menunjukkan hubungan
masuk bidang gambar
antara
Salah, karena persamaan memang
penyimpangan pada jarum kompas,
sudah sesuai dengan persamaan medan
letak kompas, dan ukuran kompas.
magnet di pusat lingkaran yaitu
𝜇𝑜 𝐼 2𝑟
e.
tegangan,
kuat
arus,
Tabel yang menunjukkan hubungan
tetapi arah tidak sesuai dengan kaidah
antara
tangan
jari
penyimpangan pada jarum kompas,
menunjukkan arah medan magnet dan
letak kompas, ukuran kompas, dan
keempat jari lain menunjukkan arah
jenis kawat penghantar.
kanan
yaitu
ibu
tegangan,
kuat
arus,
210 14. Disediakan sebuah kompas, dua buah kawat lurus sama panjang, dua buah catu
C
daya, dan dua buah amperemeter. Untuk
K
menunjukkan daerah yang memiliki medan magnet nol, sketsa percobaan yang dapat
C
A
A
dilakukan adalah... (K = kompas, A = amperemeter, C = catu daya) a.
c.
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan
Kompas ditelakkan di tengah-tengah
rangkaian. Di daerah tersebut, tidak
rangkaian dua buah kawat penghantar
terdapat medan magnet dan jarum pada
yang dialiri arus listrik. Di daerah
kompas tidak akan menyimpang jika
tersebut, tidak terdapat medan magnet
kedua kawat dialiri arus yang sama
dan jarum pada kompas tidak akan
arah dan besarnya. Misalnya kuat arus
menyimpang jika kedua kawat dialiri
pada kawat kiri dialirkan dari atas ke
arus yang sama arah dan besarnya.
bawah sebesar 2 A, maka kuat arus
Misalnya kuat arus pada kawat kiri
pada kawat kanan juga harus dialirkan
dialirkan dari atas ke bawah sebesar 2
kuat arus dari atas ke bawah sebesar 2
A, maka kuat arus pada kawat kanan
A.
juga harus dialirkan kuat arus dari atas ke bawah sebesar 2 A.
C
C
K C
K
C
A
A
A
A d.
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan rangkaian dua buah kawat penghantar
b.
Kompas ditelakkan di tengah-tengah
yang dialiri arus listrik. Di daerah
rangkaian dua buah kawat penghantar
tersebut, tidak terdapat medan magnet
yang dialiri arus listrik. Di daerah
dan jarum pada kompas tidak akan
tersebut, tidak terdapat medan magnet
menyimpang jika kedua kawat dialiri
dan jarum pada kompas tidak akan
arus yang berbeda arah tetapi sama
menyimpang jika kedua kawat dialiri
besar. Misalnya kuat arus pada kawat
arus yang berbeda arah tetapi sama
kiri dialirkan dari atas ke bawah
besar. Misalnya kuat arus pada kawat
sebesar 2 A, maka kuat arus pada
kiri dialirkan dari atas ke bawah
kawat kanan harus dialirkan kuat arus
sebesar 2 A, maka kuat arus pada
dari bawah ke atas sebesar 2 A.
kawat kanan harus dialirkan kuat arus dari bawah ke atas sebesar 2 A.
211 kutub magnet seperti pada gambar. Kawat akan mendapat Gaya Lorentz ke arah...
C
C
K A
A
a.
Sumbu X+
d. Sumbu Z+
b.
Sumbu Y-
e. Sumbu Z-
c.
Sumbu X-
17. Perhatikan gambar berikut! e.
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan rangkaian dua buah kawat penghantar yang dialiri arus listrik. Di daerah tersebut, tidak terdapat medan magnet dan jarum pada kompas tidak akan menyimpang jika kawat yang dekat dengan kompas (kawat kiri pada gambar) dialiri arus listrik lebih besar dibandingkan kawat yang jaraknya jauh dari kompas (kawat kanan) dengan arah arus yang sama.
C
C
K A
A
Gaya Lorentz yang dihasilkan pada gambar di atas memiliki arah…
a.
Ke kanan
b.
Ke kiri
c.
Ke atas
d.
Menjauhi pembaca
e.
Mendekati pembaca
18. Dalam suatu medan magnet homogen 2,4 × 10−2 T diletakkan sebuah kawat sepanjang 1 m yang dialiri arus sebesar 20 A. Sudut
15. Besar gaya yang dialami seutas kawat lurus
yang dibentuk antara arah arus dan arah
berarus listrik tidak bergantung pada…
medan magnet 30°. Gaya Lorentz yang
a.
Posisi kawat dalam medan magnet
muncul pada kawat sebesar...
b.
Panjang kawat
a.
0,03 N
d. 0,24 N
c.
Hambatan kawat
b.
0,06 N
e. 0,48 N
d.
Kuat arus
c.
0,12 N
e.
Kuat medan magnet 19. Perhatikan gambar berikut:
16. Perhatikan gambar berikut:
Kawat berarus 5 A sepanjang 20 cm Sepotong kawat berarus listrik I dengan arah sejajar sumbu Y-, berada di antara dua
diletakkan dalam medan magnet 0,01 T dengan arah dan sudut seperti pada gambar.
212 Besar dan arah gaya magnetik yang dialami
a.
0 𝜇𝑁
d. 6 𝜇𝑁
kawat yaitu....
b.
2 𝜇𝑁
e. 8 𝜇𝑁
a.
0,01 N ke Z(-)
c.
4 𝜇𝑁
b.
0,01 N ke Z(+)
c.
0,02 N ke Z(-)
23. Sebuah partikel α bergerak tegak lurus
d.
0,02 N ke Z(+)
dengan kecepatan 3 x 105 m/s terhadap
e.
0,03 N ke Y(-)
medan magnet sebesar 0,2 T yang arahnya masuk bidang gambar. Jari-jari lintasan
20. Dua buah kawat lurus yang sangat panjang
yang ditempuh partikel α tersebut adalah…
diletakkan satu dari yang lain pada jarak r.
(m = 6,4 x 10-27 kg, q = 3,2 x 10-19 C)
Kedua kawat masing-masing dialiri arus
a.
1,33 m
d. 0,13 m
sebesar I yang arahnya sama. Maka kedua
b.
0,75 m
e. 0,03 m
kawat itu akan…
c.
0,30 m
24. Tiga buah kawat tersusun seperti gambar a.
Tolak menolak dengan gaya sebanding r
berikut: -2
b.
Tarik - menarik dengan gaya sebanding r
c.
Tolak-menolak dengan gaya sebanding r-1
d.
Tarik - menarik dengan gaya sebanding r-1
e.
Tarik-menarik dengan gaya sebanding r2
21. Sebuah elektron bergerak di dalam suatu
Masing-masing kawat memiliki panjang 1
medan magnet serba sama sebesar 0,2 T.
m. Besar dan arah gaya magnet pada kawat
Arah gerak elektron membentuk sudut 60o
ke II sebesar…
terhadap arah medan magnet. Apabila
a.
14 𝑥 10−7 𝑁 ke kiri
elektron
sebesar
b.
14 𝑥 10−7 𝑁 ke kanan
64√3 𝑥 10−14 𝑁, maka besar kecepatan
c.
7 𝑥 10−7 𝑁 ke kiri
gerak elektron adalah… (muatan elektron =
d.
7 𝑥 10−7 𝑁 ke kanan
1,6 𝑥 10−19 𝐶)
e.
5 𝑥 10−7 𝑁 ke kiri
mendapat
6
a.
2 𝑥 10 𝑚/𝑠
b.
4 𝑥 106 𝑚/𝑠
c. d. e.
gaya
7
2 𝑥 10 𝑚/𝑠 7
4 𝑥 10 𝑚/𝑠 7
8 𝑥 10 𝑚/𝑠
25. Perhatikan pernyataan dan alasan berikut! Kawat berarus listrik yang sejajar dengan medan magnet tidak mengalami Gaya Lorentz karena Gaya Lorentz hanya dialami oleh kawat berarus listrik yang tegak lurus
22. Suatu partikel bermuatan 0,04 C bergerak
medan magnet.
sejajar dengan kawat berarus listrik 10 A.
Pernyataan
Jika jarak partikel dengan kawat sebesar 5
menunjukkan bahwa…
cm dan kelajuan partikel 5 m/s, maka gaya yang dialami partikel adalah...
dan
alasan
tersebut
213 a.
Pernyataan keduanya
benar,
alasan
menunjukkan
benar, Sumber Tegangan
hubungan
sebab akibat b.
Pernyataan benar, alasan benar, tetapi keduanya
tidak
menunjukkan
U
S
hubungan sebab akibat c.
Pernyataan benar, alasan salah
d.
Pernyataan salah, alasan benar
e.
Pernyataan dan alasan, keduanya salah
Alumunium foil
Siswa tersebut ingin mengetahui arah Gaya Lorentz yang ditunjukkan oleh gerak
26. Perhatikan gambar berikut!
alumunium foil. Tetapi, ketika sumber tegangan dinyalakan, alumunium foil tidak juga bergerak. Agar alumunium foil dapat bergerak dan arah Gaya Lorentz dapat diamati, yang harus dilakukan siswa tersebut adalah… a.
Dalam daerah bermedan magnet seragam B (dengan arah menembus masuk bidang
Menaikkan tegangan sehingga kuat arus yang mengalir semakin besar
b.
kertas) dua partikel bermuatan (𝑞1 dan 𝑞2 )
Mengubah posisi magnet menjadi sama kutub saling berhadapan
begerak melingkar dengan energi kinetik yang sama besar. Bila kedua muatan
Sumber Tegangan
bermuatan sama, maka dapat disimpulkan bahwa… a.
𝑞1 > 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | > |𝑞2 |
b.
𝑞1 > 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | < |𝑞2 |
c.
𝑞1 < 0, 𝑞2 > 0, dan |𝑞1 | < |𝑞2 |
d.
𝑞1 < 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | > |𝑞2 |
e.
𝑞1 > 0, 𝑞2 < 0, dan |𝑞1 | = |𝑞2 |
U
U Alumunium foil
c.
Mengubah
posisi
alumunium
berada di tengah-tengah magnet 27. Seorang
siswa
melakukan
percobaan
tentang Gaya Lorentz. Sketsa percobaan
Sumber Tegangan
tersebut terlihat pada gambar di bawah ini:
U
S
Alumunium foil
foil
214 d.
Mengubah tegangan
kutub (misal,
pada
sumber
awalnya
positif
c.
Motor listrik menghasilkan energi mekanik
menjadi negatif, dan sebaliknya)
dan
listrik,
sedangkan
generator menghasilkan energi listrik d.
Sumber Tegangan
Motor listrik menghasilkan energi mekanik,
sedangkan
menghasilkan
energi
generator listrik
dan
mekanik U
S
e.
listrik,
Alumunium foil
e.
Motor listrik menghasilkan energi sedangkan
menghasilkan
Mengubah posisi alumunium foil berada di tengah-tengah magnet dan mengubah kutub magnet menjadi searah
energi
generator listrik
dan
mekanik 30. Dibawah ini merupakan produk teknologi yang menerapkan prinsip Gaya Lorentz, kecuali…
Sumber Tegangan
U
U
Alumunium foil
a.
Kipas angin
b.
Dispenser
c.
Mesin cuci
d.
Pengeras suara
e.
Blender
31. Sebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 0,8 T. Di bawah pengaruh
28. Sebuah perangkat elektromagnetik yang
medan
magnet,
terdapat
400
kawat
mengubah energi listrik menjadi energi
penghantar dengan arus 10 A. Jika panjang
mekanik disebut...
penghantar seluruhnya 150 mm, gaya yang
a.
Generator
terjadi pada motor tersebut sebesar...
b.
Transformator
a.
396 N
d. 696 N
c.
Motor listrik
b.
496 N
e. 796 N
d.
Dinamo
c.
596 N
e.
Pembangkit listrik 32. Kebanyakan pengeras suara (loudspeaker)
29. Perbedaan motor listrik dan generator
bekerja berdasarkan prinsip bahwa suatu
adalah…
medan magnet akan mengerjakan sebuah
a.
Motor listrik menghasilkan energi
gaya pada kawat berarus. Gaya magnet
mekanik,
yang dilamai oleh kawat berarus pada
b.
sedangkan
generator
menghasilkan energi listrik
pengeras suara berperan untuk…
Motor listrik menghasilkan energi
a.
listrik,
sedangkan
sinyal listrik AC
generator
menghasilkan energi mekanik
Mengubah gelombang bunyi menjadi
b.
Mengubah sinyal listrik AC dari penerima menjadi gelombang bunyi
215 c.
d.
e.
Mengubah sinyal listrik DC dari
arus I. Kerja yang diperlukan untuk
penerima menjadi gelombang bunyi
meletakkan
Mengubah gelombang bunyi menjadi
medan magnet B dari posisi 𝜃 = 0o ke
sinyal listrik DC
posisi 𝜃 = 180o , jika N = 100, a = 5 cm, I
Mengubah sinyal listrik AC dan DC
= 0,10 A, dan B = 1,5 Wb/m2 adalah…
menjadi gelombang bunyi
a.
0,14 Joule
d. 2,4 Joule
b.
0,24 Joule
e. 24 Joule
c.
1,4 Joule
33. Galvanometer merupakan komponen dasar
kumparan
tersebut
dalam
amperemeter dan voltmeter analog. Prinsip kerja galvanometer berdasarkan momen
36. Kumparan pada motor berbentuk segiempat
kopel yang bekerja pada suatu simpal (atau
dengan panjang 12 cm dan lebar 10 cm
gelung atau loop). Agar terjadi momen
terdiri atas 40 lilitan dan dilalui arus 2 A.
kopel, diperlukan gaya pada sisi-sisi gelung
Kumparan berada dalam medan magnet
yang bersifat…
0,25 T. Besar torsi yang dialami kumparan
a.
Sama besar, berlawanan arah, dan garis
tersebut adalah...
kerjanya berbeda.
a.
240 Nm
d. 0,24 Nm
Sama besar, searah, dan garis kerjanya
b.
24 Nm
e. 0,024 Nm
berberda.
c.
2,4 Nm
b.
c.
Sama besar, searah, dan garis kerjanya sama.
d.
e.
37. Mesin cuci merupakan produk teknologi
Berbeda nilai, berlawanan arah, dan
yang prinsip kerjanya menggunakan motor
garis kerjanya berberda.
listrik. Pernyataan tersebut…
Berberda nilai, searah, dan garis
a.
kerjanya sama
energi listrik menjadi energi mekanik b.
34. Sebuah motor listrik sederhana memiliki kumparan dengan luas penampang A dan N
c.
penambahan nilai…
Salah, karena mesin cuci mengubah energi listrik menjadi energi mekanik
d.
sebesar I. Kumparan pada motor listrik akan berputar semakin cepat bila dilakukan
Benar, karena mesin cuci mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
jumlah lilitan yang diletakkan pada medan magnet homogen B dan dialiri arus listrik
Benar, karena mesin cuci mengubah
Salah, karena mesin cuci mengubah energi mekanik menjadi energi listrik
e.
Salah, karena prinsip kerja mesin cuci menggunakan generator
a.
A dan N tetapi B dan I tetap
b.
B dan I tetapi A dan N tetap
c.
A tetapi B, N, dan I tetap
yang digunakan untuk menghasilkan angin
d.
N tetapi B, A, dan I tetap
dari putaran baling-baling. Secara umum,
e.
Semua jawaban benar
kipas angin dilengkapi dengan beberapa
38. Kipas angin merupakan alat rumah tangga
tombol, misalnya ON/OFF, 1, 2 dan 3. 35. Kumparan melingkar dengan N lilitan
Angka pada tombol tersebut berbanding
memiliki radius efektif a dan mengalirkan
lurus dengan putaran baling-baling kipas
216 angin. Semakin besar nilai yang tertera
a.
pada tombol yang ditekan, semakin cepat putaran baling-balingnya. Hal ini terjadi
komponen pengeras suara b.
karena tombol-tombol pada kipas angin didesain sedemikian rupa untuk mengatur
Gelombang bunyi yang menggetarkan molekul udara di sekitar pengeras suara
c.
besar tegangan yang diterima oleh kipas angin. Semakin rendah tegangan yang
Gelombang bunyi yang menggetarkan
Gaya Lorentz yang mennggetarkan molekul udara di sekitar pengeras suara
d.
Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh
diterima, semakin cepat putaran baling-
elektron dan menggetarkan komponen
baling kipas angin. Pernyataan tersebut…
pengeras suara
a.
Salah, karena seharusnya semakin
c.
molekul
yang mengalir pada motor listrik
komponen pengeras suara listrik
dan
menggetarkan
merupakan
perangkat
elektromagnetik yang berfungsi untuk
Salah, karena seharusnya semakin
mengubah energi listrik menjadi energi
besar tegangan yang diterima, arus
mekanik berupa putaran. Motor listrik
yang mengalir pada motor listrik
sederhana
menjadi
sehingga
baterai (sumber tegangan), kawat tembaga,
putaran yang dihasilkan akan semakin
kabel penghubung, dan magnet permanen.
cepat.
Seorang siswa akan membuat motor listrik
Salah, karena tombol-tombol pada
sederhana, tetapi ia tidak memiliki magnet
kipas angin bukan berfungsi sebagai
permanen. Yang harus dilakukan siswa
pengatur tegangan yang diterima oleh
tersebut adalah…
semakin
kecil,
a.
dapat
dibuat
menggunakan
Melilitkan sebuah paku dengan kawat
untuk mengubah kecepatan putaran
tembaga kemudian mengalirkan arus
kipas angin.
AC pada kawat tersebut sehingga
Benar, karena tegangan berbanding
paku dapat menjadi magnet.
terbalik dengan momen kopel sehingga
e.
40. Motor
udara
yang dihasilkan akan semakin cepat.
kipas angin, tetapi secara langsung
d.
Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh
besar tegangan yang diterima, arus
semakin besar pula, sehingga putaran
b.
e.
b.
Melilitkan sebuah paku dengan kawat
putaran pada motor listrik semakin
tembaga kemudian mengalirkan arus
cepat ketika tegangannya turun.
DC pada kawat tersebut sehingga
Benar, karena jika tegangan rendah,
paku dapat menjadi magnet.
maka arus semakin tinggi, sehingga
c.
putaran baling-baling semakin cepat.
Meminjam magnet kepada teman kemudian
menggosokkan
magnet
tersebut kepada sebuah besi sehingga 39. Pengeras
suara
digunakan
untuk
menghasilkan suara yang lebih tinggi.
besi akan menjadi magnet. d.
Membeli magnet permanen di toko
Ketika kita mendengarkan musik misalnya,
magnet sehingga siswa tersebut dapat
pengeras suara akan bergetar. Hal ini terjadi
membuat motor listrik sederhana
karena…
e.
Semua jawaban benar
217
LEMBAR JAWABAN UJI COBA INSTRUMEN TES
Nama
:
Kelas
:
Hari/tanggal
:
No.
A
B
C
D
E
No.
1
21
2
22
3
23
4
24
5
25
6
26
7
27
8
28
9
29
10
30
11
31
12
32
13
33
14
34
15
35
16
36
17
37
18
38
19
39
20
40
A
B
C
D
E
218 Lampiran B.2.b Analisis Instrumen Tes
219
220
221
222
223
224
225
226 Lampiran B.2.b
Rekapitulasi Analisis Butir Soal Uji Coba Instrumen Tes
Reliabilitas : 0.89 No.
Validitas
Taraf Kesukaran
Daya Pembeda
Keputusan
Indeks
Kategori
Indeks
Kategori
Indeks
Kategori
1
0.52
Cukup
0.74
Mudah
0.83
Baik sekali
Digunakan
2
0.16
Sangat rendah
0.09
Sukar
0.16
Jelek
Tidak digunakan
3
0.51
Cukup
0.52
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
4
0.50
Cukup
0.65
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
5
0.05
Sangat rendah
0.52
Sedang
-0.17
Drop
Tidak digunakan
6
0.48
Cukup
0.35
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
7
0.24
Rendah
0.65
Sedang
0.33
Cukup
Tidak digunakan
8
0.18
Sangat rendah
0.30
Sukar
0.00
Jelek
Tidak digunakan
9
0.44
Cukup
0.39
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
10
0.48
Cukup
0.26
Sukar
0.50
Baik
Digunakan
11
0.48
Cukup
0.26
Sukar
0.50
Baik
Digunakan
12
0.10
Sangat rendah
0.30
Sukar
0.17
Jelek
Tidak digunakan
13
-0.08
-
0.35
Sedang
0.00
Jelek
Tidak digunakan
14
0.44
Cukup
0.56
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
15
0.56
Cukup
0.39
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
16
0.53
Cukup
0.35
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
17
0.43
Cukup
0.35
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
18
0.55
Cukup
0.56
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
19
0.58
Cukup
0.39
Sedang
0.83
Baik sekali
Digunakan
20
-0.23
-
0.04
Sukar
-0.17
Drop
Tidak digunakan
21
0.56
Cukup
0.39
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
22
0.55
Cukup
0.43
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
23
0.48
Cukup
0.43
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
24
0.23
Rendah
0.13
Sukar
0.17
Jelek
Tidak digunakan
25
0.54
Cukup
0.35
Sedang
0.83
Baik sekali
Diguakan
26
0.01
Sangat rendah
0.48
Sedang
0.00
Jelek
Tidak digunakan
27
0.58
Cukup
0.35
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
28
0.58
Cukup
0.78
Mudah
0.50
Baik
Digunakan
29
0.57
Cukup
0.65
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
30
0.21
Rendah
0.48
Sedang
0.33
Cukup
Tidak digunakan
31
0.51
Cukup
0.48
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
227 32
0.53
Cukup
0.26
Sukar
0.50
Baik
Digunakan
33
0.28
Rendah
0.48
Sedang
0.50
Baik
Tidak digunakan
34
0.30
Rendah
0.30
Sukar
0.33
Cukup
Tidak digunakan
35
0.68
Timggi
0.26
Sukar
0.67
Baik
Digunakan
36
0.32
Rendah
0.35
Sedang
0.33
Cukup
Tidak digunakan
37
0.16
Sangat rendah
0.91
Mudah
0.17
Jelek
Tidak digunakan
38
0.46
Cukup
0.56
Sedang
0.67
Baik
Digunakan
39
0.00
Sangat rendah
0.17
Sukar
0.00
Jelek
Tidak digunakan
40
0.45
Cukup
0.43
Sedang
0.50
Baik
Digunakan
% Soal yang Digunakan 1
Mudah
8%
2
Sedang
76%
3
Sukar
16%
228 Lampiran B.2.c
Soal Instrumen Tes Penelitian
Pilihlah satu jawaban yang paling tepat! 1.
2.
Ruang di sekitar suatu magnet di mana
5.
Dua buah kawat amat panjang dipasang
magnet lain atau benda lain yang mudah
vertikal sejajar dengan jarak d. Kawat
dipengaruhi magnet akan mengalami gaya
pertama dialiri arus sebesar I ke atas. Titik
magnet disebut…
P (dalam bidang kedua kawat itu) yang
a.
Kutub magnet
terletak diantaranya dan berjarak
b.
Ruang magnet
c.
Medan magnet
d.
Garis-garis gaya magnet
e.
Pusat magnet
1 3
𝑑 dari
kawat pertama. Jika induksi magnet di titik P besarnya nol, ini berarti arus yang mengalir dalam kawat kedua adalah... a.
Jika arah arus listrik ke bawah, maka
b.
gambar yang benar adalah…
c.
a.
1 3 1 2
𝐼 ke bawah
d. 2𝐼 ke atas
𝐼 ke bawah
e. 2𝐼 ke bawah
3𝐼 ke atas
d. 6.
b.
Tiga buah kawat dengan nilai dan arah arus seperti ditunjukkan gambar berikut!
e.
c.
3.
4.
Sebuah kawat lurus panjang dialiri arus
Besar dan arah kuat medan magnet di titik
listrik sebesar 4 A. Besarnya induksi
P yang berjarak 1 meter dari kawat ketiga
magnet pada sebuah titik yang jaraknya 10
adalah…
cm dari pusat kawat tersebut adalah…
a.
4,5 𝑥 10−9 𝑇 masuk bidang baca
a.
8 x 10-5 T
d. 12 x 10-6 T
b.
4,5 𝑥 10−8 𝑇 keluar bidang baca
b.
4 x 10-5 T
e. 4 x 10-7 T
c.
4,5 𝑥 10−8 𝑇 masuk bidang baca
c.
8 x 10-6 T
d.
4,5 𝑥 10−7 𝑇 keluar bidang baca
e.
4,5 𝑥 10−7 𝑇 masuk bidang baca
Sebuah solenoida mempunyai panjang 20 cm dan terdiri atas 50 lilitan. Jika kuat medan magnet di tengah-tengah (pusat) solenoida 2𝜋 𝑥 10
−4
𝑇, maka kuat arus
yang mengalir pada solenoida adalah… a.
2A
d. 15 A
b.
4A
e. 20 A
c.
10 A
7.
Perhatikan susunan kawat yang dialiri arus seperti terlihat pada gambar berikut ini!
229 Jika arus yang dialirkan sama kuat, maka
arus yang sama arah dan besarnya.
susunan kedua kawat memiliki medan
Misalnya kuat arus pada kawat kiri
magnet di titik pusat lingkaran yang sama
dialirkan dari atas ke bawah sebesar 2
besar. Pernyataan terebut…
A, maka kuat arus pada kawat kanan
a.
Benar, kedua susunan kawat memiliki
juga harus dialirkan kuat arus dari atas
medan magnet di pusat lingkaran
ke bawah sebesar 2 A.
dengan nilai B = 0 b.
Benar, kedua susunan kawat memiliki
C
medan magnet di pusat lingkaran
K
dengan nilai B = 2B c.
Salah, kawat pertama memiliki medan
C
A
A
magnet di pusat lingkaran dengan nilai B = 0 dan kawat kedua memiliki medan magnet di pusat lingkaran dengan nilai
d.
e.
8.
b.
Kompas ditelakkan di tengah-tengah
B = 2B
rangkaian dua buah kawat penghantar
Salah, kawat pertama memiliki medan
yang dialiri arus listrik. Di daerah
magnet di pusat lingkaran dengan nilai
tersebut, tidak terdapat medan magnet
B = 2B dan kawat kedua memiliki
dan jarum pada kompas tidak akan
medan magnet di pusat lingkaran
menyimpang jika kedua kawat dialiri
dengan nilai B = 0
arus yang berbeda arah tetapi sama
Salah, kawat pertama memiliki medan
besar. Misalnya kuat arus pada kawat
magnet di pusat lingkaran dengan nilai
kiri dialirkan dari atas ke bawah
B = B dan kawat kedua memiliki medan
sebesar 2 A, maka kuat arus pada
magnet di pusat lingkaran dengan nilai
kawat kanan harus dialirkan kuat arus
B = 2B
dari bawah ke atas sebesar 2 A.
Disediakan sebuah kompas, dua buah
C
kawat lurus sama panjang, dua buah catu
K
daya, dan dua buah amperemeter. Untuk menunjukkan daerah yang memiliki medan
A
C
A
magnet nol, sketsa percobaan yang dapat dilakukan adalah... (K = kompas, A = amperemeter, C = catu
c.
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan
daya)
rangkaian. Di daerah tersebut, tidak
a.
Kompas ditelakkan di tengah-tengah
terdapat medan magnet dan jarum pada
rangkaian dua buah kawat penghantar
kompas tidak akan menyimpang jika
yang dialiri arus listrik. Di daerah
kedua kawat dialiri arus yang sama
tersebut, tidak terdapat medan magnet
arah dan besarnya. Misalnya kuat arus
dan jarum pada kompas tidak akan
pada kawat kiri dialirkan dari atas ke
menyimpang jika kedua kawat dialiri
bawah sebesar 2 A, maka kuat arus
230 pada kawat kanan juga harus dialirkan
C
kuat arus dari atas ke bawah sebesar 2 A.
C
K A C
A
C
K
A
A
9.
Besar gaya yang dialami seutas kawat lurus berarus listrik tidak bergantung pada…
d.
a.
Posisi kawat dalam medan magnet
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan
b.
Panjang kawat
rangkaian dua buah kawat penghantar
c.
Hambatan kawat
yang dialiri arus listrik. Di daerah
d.
Kuat arus
tersebut, tidak terdapat medan magnet
e.
Kuat medan magnet
dan jarum pada kompas tidak akan menyimpang jika kedua kawat dialiri
10. Perhatikan gambar berikut:
arus yang berbeda arah tetapi sama besar. Misalnya kuat arus pada kawat kiri dialirkan dari atas ke bawah sebesar 2 A, maka kuat arus pada kawat kanan harus dialirkan kuat arus dari bawah ke atas sebesar 2 A. Sepotong kawat berarus listrik I dengan arah sejajar sumbu Y-, berada di antara dua
C
C
K A
e.
A
Kompas ditelakkan di kiri atau kanan
kutub magnet seperti pada gambar. Kawat akan mendapat Gaya Lorentz ke arah... a.
Sumbu X+
d. Sumbu Z+
b.
Sumbu Y-
e. Sumbu Z-
c.
Sumbu X-
11. Perhatikan gambar berikut!
rangkaian dua buah kawat penghantar yang dialiri arus listrik. Di daerah tersebut, tidak terdapat medan magnet dan jarum pada kompas tidak akan menyimpang jika kawat yang dekat dengan kompas (kawat kiri pada gambar) dialiri arus listrik lebih besar dibandingkan kawat yang jaraknya jauh dari kompas (kawat kanan) dengan arah arus yang sama.
Gaya Lorentz yang dihasilkan pada gambar di atas memiliki arah… a.
Ke kanan
b.
Ke kiri
c.
Ke atas
d.
Menjauhi pembaca
e.
Mendekati pembaca
231 12. Dalam suatu medan magnet homogen 2,4 × 10
−2
15. Suatu partikel bermuatan 0,04 C bergerak
T diletakkan sebuah kawat sepanjang
sejajar dengan kawat berarus listrik 10 A.
1 m yang dialiri arus sebesar 20 A. Sudut
Jika jarak partikel dengan kawat sebesar 5
yang dibentuk antara arah arus dan arah
cm dan kelajuan partikel 5 m/s, maka gaya
medan magnet 30°. Gaya Lorentz yang
yang dialami partikel adalah...
muncul pada kawat sebesar...
a.
0 𝜇𝑁
d. 6 𝜇𝑁 e. 8 𝜇𝑁
a.
0,03 N
d. 0,24 N
b.
2 𝜇𝑁
b.
0,06 N
e. 0,48 N
c.
4 𝜇𝑁
c.
0,12 N
16. Sebuah partikel α bergerak tegak lurus dengan kecepatan 3 x 105 m/s terhadap
13. Perhatikan gambar berikut:
medan magnet sebesar 0,2 T yang arahnya masuk bidang gambar. Jari-jari lintasan yang ditempuh partikel α tersebut adalah… (m = 6,4 x 10-27 kg, q = 3,2 x 10-19 C)
Kawat berarus 5 A sepanjang 20 cm diletakkan dalam medan magnet 0,01 T
a.
1,33 m
d. 0,13 m
b.
0,75 m
e. 0,03 m
c.
0,30 m
dengan arah dan sudut seperti pada gambar. Besar dan arah gaya magnetik yang dialami
17. Perhatikan pernyataan dan alasan berikut! Kawat berarus listrik yang sejajar dengan
kawat yaitu....
medan magnet tidak mengalami Gaya a.
0,01 N ke Z(-)
Lorentz karena Gaya Lorentz hanya dialami
b.
0,01 N ke Z(+)
oleh kawat berarus listrik yang tegak lurus
c.
0,02 N ke Z(-)
medan magnet.
d.
0,02 N ke Z(+)
Pernyataan
e.
0,03 N ke Y(-)
menunjukkan bahwa… a.
14. Sebuah elektron bergerak di dalam suatu
Pernyataan keduanya
medan magnet serba sama sebesar 0,2 T. Arah gerak elektron membentuk sudut 60 o
dan
alasan
benar,
b.
hubungan sebab akibat
64√3 𝑥 10
hubungan
Pernyataan benar, alasan benar, tetapi
elektron
−14
benar,
sebab akibat
keduanya
gaya
alasan
menunjukkan
terhadap arah medan magnet. Apabila mendapat
tersebut
sebesar
tidak
menunjukkan
𝑁, maka besar kecepatan
c.
Pernyataan benar, alasan salah
gerak elektron adalah… (muatan elektron =
d.
Pernyataan salah, alasan benar
e.
Pernyataan dan alasan, keduanya salah
1,6 𝑥 10
−19
𝐶)
a.
2 𝑥 106 𝑚/𝑠
b.
4 𝑥 106 𝑚/𝑠
c.
2 𝑥 107 𝑚/𝑠
tentang Gaya Lorentz. Sketsa percobaan
d.
4 𝑥 107 𝑚/𝑠
tersebut terlihat pada gambar di bawah ini:
e.
7
8 𝑥 10 𝑚/𝑠
18. Seorang
siswa
melakukan
percobaan
232 d. Sumber Tegangan
Mengubah tegangan
kutub (misal,
pada
sumber
awalnya
positif
menjadi negatif, dan sebaliknya) Sumber Tegangan
S
U
Alumunium foil
S
U
Siswa tersebut ingin mengetahui arah Gaya
Alumunium foil
Lorentz yang ditunjukkan oleh gerak alumunium foil. Tetapi, ketika sumber
a.
tegangan dinyalakan, alumunium foil tidak juga bergerak. Agar alumunium foil dapat
Mengubah posisi alumunium foil berada di tengah-tengah magnet dan mengubah kutub magnet menjadi searah
bergerak dan arah Gaya Lorentz dapat Sumber Tegangan
diamati, yang harus dilakukan siswa tersebut adalah… a.
Menaikkan tegangan sehingga kuat
U
arus yang mengalir semakin besar b.
U
Mengubah posisi magnet menjadi sama Alumunium foil
kutub saling berhadapan Sumber Tegangan
19. Sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik disebut...
U
U Alumunium foil
c.
Mengubah
posisi
alumunium
foil
a.
Generator
b.
Transformator
c.
Motor listrik
d.
Dinamo
e.
Pembangkit listrik
berada di tengah-tengah magnet 20. Perbedaan motor listrik dan generator
Sumber Tegangan
adalah… a.
Motor listrik menghasilkan energi mekanik,
U
S
generator
menghasilkan energi listrik b.
Alumunium foil
sedangkan
Motor listrik menghasilkan energi listrik,
sedangkan
generator
menghasilkan energi mekanik
233 c.
Motor listrik menghasilkan energi mekanik
d.
dan
listrik,
memiliki radius efektif a dan mengalirkan
generator menghasilkan energi listrik
arus I. Kerja yang diperlukan untuk
Motor listrik menghasilkan energi
meletakkan
mekanik,
medan magnet B dari posisi 𝜃 = 0o ke
sedangkan
menghasilkan
e.
sedangkan
23. Kumparan melingkar dengan N lilitan
energi
generator listrik
dan
kumparan
tersebut
dalam
posisi 𝜃 = 180o , jika N = 100, a = 5 cm, I
mekanik
= 0,10 A, dan B = 1,5 Wb/m2 adalah…
Motor listrik menghasilkan energi
a.
0,14 Joule
d. 2,4 Joule
listrik,
b.
0,24 Joule
e. 24 Joule
c.
1,4 Joule
sedangkan
menghasilkan
energi
generator listrik
dan
mekanik 24. Kipas angin merupakan alat rumah tangga 21. Sebuah motor DC mempunyai kerapatan
yang digunakan untuk menghasilkan angin
medan magnet 0,8 T. Di bawah pengaruh
dari putaran baling-baling. Secara umum,
medan
kawat
kipas angin dilengkapi dengan beberapa
penghantar dengan arus 10 A. Jika panjang
tombol, misalnya ON/OFF, 1, 2 dan 3.
penghantar seluruhnya 150 mm, gaya yang
Angka pada tombol tersebut berbanding
terjadi pada motor tersebut sebesar...
lurus dengan putaran baling-baling kipas
a.
396 N
d. 696 N
angin. Semakin besar nilai yang tertera
b.
496 N
e. 796 N
pada tombol yang ditekan, semakin cepat
c.
596 N
magnet,
terdapat
400
putaran baling-balingnya. Hal ini terjadi karena tombol-tombol pada kipas angin
22. Kebanyakan pengeras suara (loudspeaker)
didesain sedemikian rupa untuk mengatur
bekerja berdasarkan prinsip bahwa suatu
besar tegangan yang diterima oleh kipas
medan magnet akan mengerjakan sebuah
angin. Semakin rendah tegangan yang
gaya pada kawat berarus. Gaya magnet
diterima, semakin cepat putaran baling-
yang dilamai oleh kawat berarus pada
baling kipas angin. Pernyataan tersebut…
pengeras suara berperan untuk…
a.
a.
b.
c.
d.
e.
Salah, karena seharusnya semakin
Mengubah gelombang bunyi menjadi
besar tegangan yang diterima, arus
sinyal listrik AC
yang mengalir pada motor listrik
Mengubah sinyal listrik AC dari
semakin besar pula, sehingga putaran
penerima menjadi gelombang bunyi
yang dihasilkan akan semakin cepat.
Mengubah sinyal listrik DC dari
b.
Salah, karena seharusnya semakin
penerima menjadi gelombang bunyi
besar tegangan yang diterima, arus
Mengubah gelombang bunyi menjadi
yang mengalir pada motor listrik
sinyal listrik DC
menjadi
Mengubah sinyal listrik AC dan DC
putaran yang dihasilkan akan semakin
menjadi gelombang bunyi
cepat. c.
semakin
kecil,
sehingga
Salah, karena tombol-tombol pada kipas angin bukan berfungsi sebagai
234 pengatur tegangan yang diterima oleh
yang digunakan sebagai medan magnet
kipas angin, tetapi secara langsung
luar. Yang harus dilakukan siswa tersebut
untuk mengubah kecepatan putaran
adalah…
kipas angin. d.
a.
Benar, karena tegangan berbanding
tembaga kemudian mengalirkan arus
terbalik dengan momen kopel sehingga
AC pada kawat tersebut sehingga paku
putaran pada motor listrik semakin
dapat menjadi magnet.
cepat ketika tegangannya turun. e.
Melilitkan sebuah paku dengan kawat
b.
Melilitkan sebuah paku dengan kawat
Benar, karena jika tegangan rendah,
tembaga kemudian mengalirkan arus
maka arus semakin tinggi, sehingga
DC pada kawat tersebut sehingga paku
putaran baling-baling semakin cepat.
dapat menjadi magnet. c.
25. Motor
listrik
merupakan
perangkat
Meminjam magnet kepada teman kemudian menggosokkan magnet
elektromagnetik yang berfungsi untuk
tersebut kepada sebuah besi sehingga
mengubah energi listrik menjadi energi
besi akan menjadi magnet.
mekanik berupa putaran. Motor listrik sederhana
dapat
dibuat
d.
menggunakan
Membeli magnet permanen di toko magnet sehingga siswa tersebut dapat
baterai (sumber tegangan), kawat tembaga,
membuat motor listrik sederhana
kabel penghubung, dan magnet luar.
e.
Semua jawaban benar
Seorang siswa akan membuat motor listrik sederhana, tetapi ia tidak memiliki magnet
LEMBAR JAWABAN Nama
:
Kelas :
Tanggal ujian : No. A
B
C
D
E
No. A
B
C
D
E
No. A
1
11
21
2
12
22
3
13
23
4
14
24
5
15
25
6
16
7
17
8
18
9
19
10
20
B
C
D
E
235 Lampiran B.2.d
KUNCI JAWABAN INSTRUMEN TES PENELITIAN
1. C 2. D 3. C 4. A 5. D 6. E 7. D 8. A 9. C 10. C 11. E 12. D 13. A 14. D 15. E 16. E 17. C 18. C 19. C 20. A 21. B 22. B 23. B 24. A 25. E
236 Lampiran B.3.a
Kisi-kisi Instrumen Nontes Angket Respon Siswa
Satuan Pendidikan
: SMA Negeri 4 Kota Serang
Mata Pelajaran
: Fisika
Materi Pokok
: Medan Magnet
Kelas/Semester
: XII/1
Standar Kompetensi : Menerapkan konsep kelistrikan dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan produk teknologi Kompetensi Dasar
: Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk tekonlogi
No. 1 2 3 4
Indikator Angket Respon siswa terhadap mata pelajaran fisika sebelum menggunakan APMM Penggunaan APMM terhadap proses pembelajaran Kesesuaian APMM terhadap materi yang dijelaskan Kemudahan penggunaan APMM Jumlah Soal
Pernyataan Positif Negatif
Jumlah Soal
1,3
2,4
4
5,7
6,8
4
9,11
10,12
4
13 7
14 7
2 14
237 Lampiran B.3.b
ANGKET Respon Siswa Terhadap Penggunaan APMM pada Pembelajaran Nama : Kelas : Hari/tanggal : Petunjuk Pengisian: 1. Pada angket ini terdapat 16 butir pernyataan. Pertimbangkan baik-baik setiap butir pernyataan dalam kaitannya dengan pembelajaran fisika menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet). 2. Tentukan pilihan Anda atas pernyataan yang tersedia dengan memberikan tanda checklist (√) pada lembar angket. Jawaban yang diberikan harus sesuai dengan pendapat Anda. 3. Angket ini tidak berpengaruh pada nilai, sehingga mohon bantuannya untuk mengisi dengan benar. Keterangan Pilihan Jawaban: STS : Sangat Tidak Setuju TS : Tidak Setuju C : Cukup S : Setuju SS : Sangat Setuju No. 1 2 3 4
5
6
Pernyataan STS TS Mata pelajaran fisika bagi saya adalah mata pelajaran yang menyenangkan Mata pelajaran fisika kurang menarik bagi saya Guru menggunakan bermacam-macam teknik mengajar yang menarik Konsep fisika cenderung bersifat matematis sehingga saya kesulitan dalam memahami materi pelajaran fisika Pembelajaran menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet) membuat saya lebih aktif dalam belajar fisika di kelas Saya sering melamun ketika belajar fisika di kelas dengan menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet)
C
S
SS
238
7
8 9 10
11
12 13 14
Saya senang belajar fisika menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet) karena materi yang disampaikan menjadi lebih jelas APMM (Alat Peraga Medan Magnet) tidak membantu saya dalam memahami materi medan magnet APMM (Alat Peraga Medan Magnet) dapat menjelaskan materi medan magnet yang abstrak Materi medan magnet menjadi kurang jelas jika disajikan menggunakan media APMM (Alat Peraga Medan Magnet) Rumus-rumus pada materi medan magnet lebih mudah dipahami dengan menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet) dibandingkan pembelajaran biasa tanpa menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet) APMM (Alat Peraga Medan Magnet) membuat saya bingung menggunakan rumus-rumus pada materi medan magnet Saya dapat dengan mudah menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet) pada pembelajaran Saya tidak mengerti cara menggunakan APMM (Alat Peraga Medan Magnet) pada pembelajaran
239 Lampiran B.3.c
LEMBAR OBSERVASI AKTIVITAS GURU Materi Pelajaran Nama Guru Hari/tanggal Kelas
: Fisika : Novita Sri Wullan : :
Petunjuk: Berikan penilaian dengan menggunakan tanda chek (√) pada kolom yang tersedia.
Aspek yang Diamati A. Pendahuluan 1. Mempersiapkan siswa untuk belajar 2. Melakukan motivasi dan apersepsi 3. Menyampaikan tujuan pembelajaran 4. Menjelaskan mekanisme pembelajaran yang akan dilakukan hari ini B. Kegiatan Inti 1. Mendemonstrasikan materi pelajaran dengan menggunakan APMM 2. Memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan pengamatan secara langsung menggunakan APMM 3. Memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari kegiatan demonstrasi yang dilakukan 4. Membimbing siswa untuk mengerjakan LKS dengan anggota kelompok 5. Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan siswa 6. Membiming siswa untuk melakukan presentasi hasil diskusi yang telah dilakukan
Penilaian Dilaksanakan Rating Ya Tidak 4 3 2
1
… … … …
… … … …
… … … …
… … … …
… … … …
… … … …
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
240 7. Menjelaskan hal-hal yang belum dipahami oleh siswa C. Penutup 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Membimbing siswa untuk menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang berkinerja baik D. Pengelolaan Waktu Waktu sesuai alokasi E. Suasana Kelas 1. Siswa antusias 2. Guru antusias
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
… …
… …
… …
… …
… …
… …
Keterangan skor penilaian: 4 = sangat baik 3 = baik 2 = tidak baik 1 = sangat tidak baik Observer
(……………………)
241 Lampiran B.3.c
LEMBAR OBSERVASI AKTIVITAS SISWA
Materi Pelajaran Nama Guru Hari/tanggal Kelas
: Fisika – Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus : Novita Sri Wullan : :
Petunjuk: Berikan penilaian dengan menggunakan tanda chek (√) pada kolom yang tersedia.
Aspek yang Diamati A. Pendahuluan 1. Mempersiapkan diri untuk belajar 2. Memperhatikan pemberian motivasi dan apersepsi dari guru 3. Memperhatikan tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh guru 4. Memperhatikan mekanisme pembelajaran yang akan dilakukan hari ini B. Kegiatan Inti 1. Memperhatikan demonstrasi tentang materi medan magnet di sekitar kawat berarus dengan menggunakan APMM oleh guru 2. Melakukan pengamatan secara langsung menggunakan APMM 3. Bertanya tentang hal yang belum dipahami dari kegiatan demonstrasi yang dilakukan 4. Memahami cara mengerjakan LKS yang diberikan oleh guru 5. Keterlibatan dalam diskusi kelompok 6. Memptresentasikan hasil diskusi yang telah dilakukan 7. Bertanya tentang materi yang belum dipahami
Penilaian Dilaksanakan Rating Ya Tidak 4 3 2
1
… …
… …
… …
… …
… …
… …
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
… …
… …
… …
… …
… …
… …
…
…
…
…
…
…
242 C. Penutup 1. Melaksanakan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan bersama guru
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
Keterangan skor penilaian: 4 = sangat baik 3 = baik 2 = tidak baik 1 = sangat tidak baik Observer
(……………………)
243
LAMPIRAN C Analisis Data Hasil Penelitian
1. Hasil Pretest 2. Hasil Posttest 3. Uji Normalitas Hasil Pretest a. Uji Normalitas Hasil Pretest Kelas Kontrol b. Uji Normalitas Hasil Pretest Kelas Eksperimen 4. Uji Normalitas Hasil Posttest a. Uji Normalitas Hasil Posttest Kelas Kontrol b. Uji Normalitas Hasil Posttest Kelas Eksperimen 5. Uji Homogenitas Hasil Pretest 6. Uji Homogenitas Hasil Posttest 7. Uji Hipotesis Hasil Pretest 8. Uji Hipotesis Hasil Posttest 9. Data Hasil Angket Respon Siswa 10. Data Hasil Lembar Observasi Aktivitas Guru dan Siswa 11. Data Persentase Ranah Kognitif 12. Data Persentase Sub Konsep
244 Lampiran C.1
Data Hasil Pretest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen
Siswa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Nilai Terendah Nilai Tertinggi
Nilai Pretest Kontrol Eksperimen 52 32 28 24 40 32 32 40 32 12 12 24 24 40 36 16 44 24 24 32 24 40 32 32 36 24 44 40 20 20 44 20 32 36 24 24 36 24 28 32 32 24 36 48 16 24 16 20 12 28 28 32 32 28 44 44 36 32 36 24 24 28 52 20 28 24 36 24 12
12
52
48
245
Hasil Pretest Kelas Kontrol
Perolehan nilai terendah hingga nilai tertinggi berdasarkan hasil pretest yang didapat dari kelas kontrol adalah sebagai berikut: 12
12
16
16
20
24
24
24
24
24
28
28
28
28
32
32
32
32
32
32
36
36
36
36
36
36
36
40
44
44
44
44
52
52
Untuk membuat tabel distribusi frekuensi dibutuhkan beberapa nilai, yaitu: a. Banyak data (N)
= 34
b. Nilai maksimal (Xmax)
= 52
c. Nilai minimal (Xmin)
= 12
d. Jangkauan (J)
= Xmax - Xmin = 52 – 12 = 40
e. Banyak kelas (k)
= 1 + 3,3 log n = 1 + 3,3 log 34 = 1 + 5,05 = 6,05 ≈ 6
f. Interval Kelas (I)
𝐽
=𝐾 =
40 6
= 6,67 ≈ 7
Tabel Distribusi Frekuensi Hasil Pretest Kelas Kontrol Interval 12 - 18 19 - 25 26 - 32 33 - 39 40 - 46 47 - 53 Jumlah
Frekuensi
Batas
Titik Tengah
(𝒇𝒊 )
Kelas
(𝒙𝒊 )
4 6 10 7 5 2 34
11.5 18.5 25.5 32.5 39.5 46.5
15 22 29 36 43 50
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
225 484 841 1296 1849 2500 7195
60 132 290 252 215 100 1049
900 2904 8410 9072 9245 5000 35531
246
Berdasarakan tabel distribusi frekuensi tersebut, maka dapat ditentukan beberapa nilai, yaitu: a. Rata-rata (𝑋̅) 𝑋̅ =
∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 1049 = = 30,85 ∑ 𝑥𝑖 34
b. Median (𝑀𝑒) Nilai median ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 dimana:
𝐿𝑜
= tepi bawah kelas median
= 25,5
𝑛
= banyaknya data
= 34
𝐹𝑚
= frekuensi kumulatif sebelum kelas median = 10
𝑓𝑚
= frekuensi kelas median
= 10
𝑃
= panjang kelas (interval kelas)
=7
maka: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 1 (34) − 10 𝑀𝑒 = 25,5 + (2 𝑥 7) 10 𝑀𝑒 = 25,5 + (
17 − 10 𝑥 7) 10
𝑀𝑒 = 25,5 + 4,9 𝑀𝑒 = 30,4 c. Modus (𝑀𝑜) Nilai modus ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + ( dimana:
𝐿𝑜 = tepi bawah kelas modus
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2 = 25,5
𝑏1 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sebelumnya = 4
247
𝑏2 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sesudahnya = 3 𝑃= panjang kelas (interval kelas)
=7
maka: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + (
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2
𝑀𝑜 = 25,5 + (
4 𝑥 7) 4+3
𝑀𝑜 = 25,5 + 4 𝑀𝑜 = 29,5 d. Standar Deviasi (𝑆) Nilai standar deviasi dapat ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑆=√ 𝑛(𝑛 − 1) 34(35531) − (1049)2 𝑆=√ 34(34 − 1) 1208054 − 1100401 𝑆=√ 1122 107653 𝑆=√ 1122 𝑆 = √95,9474 𝑆 = 9, 795275 ≈ 9,79
248
Hasil Pretest Kelas Eksperimen
Perolehan nilai terendah hingga nilai tertinggi berdasarkan hasil pretest yang didapat dari kelas eksperimen adalah sebagai berikut: 12
16
20
20
20
20
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
24
28
28
28
32
32
32
32
32
32
32
36
40
40
40
40
44
48
Untuk membuat tabel distribusi frekuensi dibutuhkan beberapa nilai, yaitu: a. Banyak data (N)
= 34
b. Nilai maksimal (Xmax)
= 48
c. Nilai minimal (Xmin)
= 12
d. Jangkauan (J)
= Xmax - Xmin = 48 – 12 = 36
e. Banyak kelas (k)
= 1 + 3,3 log n = 1 + 3,3 log 34 = 1 + 5,05 = 6,05 ≈ 6
f. Interval Kelas (I)
𝐽
=𝐾 =
36 6
=6
Tabel Distribusi Frekuensi Hasil Pretest Kelas Eksperimen Interval 12 - 17 18 - 23 24 - 29 30 - 35 36 - 41 42 - 47 48 - 53 Jumlah
Frekuensi
Batas
Titik
(𝒇𝒊 )
Kelas
Tengah (𝒙𝒊 )
2 4 14 7 5 1 1 34
11.5 17.5 23.5 29.5 35.5 41.5 47.5
14.5 20.5 26.5 32.5 38.5 44.5 50.5
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
210.25 420.25 702.25 1056.25 1482.25 1980.25 2550.25 8401.75
29 82 371 227.5 192.5 44.5 50.5 997
420.5 1681 9831.5 7393.75 7411.25 1980.25 2250.25 31268.5
249
Berdasarakan tabel distribusi frekuensi tersebut, maka dapat ditentukan beberapa nilai, yaitu: a. Rata-rata (𝑋̅) 𝑋̅ =
∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 997 = = 29,32 ∑ 𝑥𝑖 34
b. Median (𝑀𝑒) Nilai median ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 dimana:
𝐿𝑜
= tepi bawah kelas median
= 23,5
𝑛
= banyaknya data
= 34
𝐹𝑚
= frekuensi kumulatif sebelum kelas median = 6
𝑓𝑚
= frekuensi kelas median
= 14
𝑃
= panjang kelas (interval kelas)
=6
maka: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 1 (34) − 6 𝑀𝑒 = 23,5 + (2 𝑥 6) 14 𝑀𝑒 = 23,5 + (
17 − 6 𝑥 6) 14
𝑀𝑒 = 23,5 + 4,71 𝑀𝑒 = 28,21 c. Modus (𝑀𝑜) Nilai modus ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + ( dimana:
𝐿𝑜 = tepi bawah kelas modus
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2 = 23,5
𝑏1 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sebelumnya = 10
250
𝑏2 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sesudahnya = 7 𝑃= panjang kelas (interval kelas)
=6
maka: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + (
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2
𝑀𝑜 = 23,5 + (
10 𝑥 6) 10 + 7
𝑀𝑜 = 23,5 + 3,53 𝑀𝑜 = 27,03 d. Standar Deviasi (𝑆) Nilai standar deviasi dapat ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑆=√ 𝑛(𝑛 − 1) 34(31268,5) − (997)2 𝑆=√ 34(34 − 1) 1063129 − 994009 𝑆=√ 1122 69120 𝑆=√ 1122 𝑆 = √61,60427 𝑆 = 7,8488 ≈ 7,85
251 Lampiran C.2
Data Hasil Posttest Kelas Kontrol dan Kelas Eksperimen
Siswa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Nilai Terendah Nilai Tertinggi
Nilai Posttest Kontrol Eksperimen 56 76 52 68 68 76 80 76 76 80 60 68 72 84 68 56 68 48 60 80 60 80 48 80 76 80 76 84 52 80 76 52 72 76 48 76 44 80 72 72 76 76 64 84 56 68 72 60 64 72 56 72 68 56 64 64 64 64 80 68 64 68 76 60 68 84 72 56 44
48
80
84
252
Hasil Posttest Kelas Kontrol
Perolehan nilai terendah hingga nilai tertinggi berdasarkan hasil posttest yang didapat dari kelas kontrol adalah sebagai berikut: 44
48
48
52
52
56
56
56
60
60
60
64
64
64
64
64
68
68
68
68
68
72
72
72
72
72
76
76
76
76
76
76
80
80
Untuk membuat tabel distribusi frekuensi dibutuhkan beberapa nilai, yaitu: a. Banyak data (N)
= 34
b. Nilai maksimal (Xmax)
= 80
c. Nilai minimal (Xmin)
= 44
d. Jangkauan (J)
= Xmax - Xmin = 80 – 44 = 36
e. Banyak kelas (k)
= 1 + 3,3 log n = 1 + 3,3 log 34 = 1 + 5,05 = 6,05 ≈ 6
f. Interval Kelas (I)
𝐽
=𝐾=
36 6
=6
Tabel Distribusi Frekuensi Hasil Posttest Kelas Kontrol Interval 44 - 49 50 - 55 56 - 61 62 - 67 68 - 73 74 - 79 80 - 85 Jumlah
Frekuensi
Batas
Titik
(𝒇𝒊 )
Kelas
Tengah (𝒙𝒊 )
3 2 6 5 10 6 2 34
43.5 49.5 55.5 61.5 67.5 73.5 79.5
46.5 52.5 58.5 64.5 70.5 76.5 82.5
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
2162.25 2756.25 3422.25 4160.25 4970.25 5852.25 6806.25 30129.75
139.5 105 351 322.5 705 459 165 2247
6486.75 5512.5 20533.5 20801.25 49702.5 35113.5 13612.5 151762.5
253
Berdasarakan tabel distribusi frekuensi tersebut, maka dapat ditentukan beberapa nilai, yaitu: a. Rata-rata (𝑋̅) 𝑋̅ =
∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2247 = = 66,09 ∑ 𝑥𝑖 34
b. Median (𝑀𝑒) Nilai median ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 dimana:
𝐿𝑜
= tepi bawah kelas median
= 67,5
𝑛
= banyaknya data
= 34
𝐹𝑚
= frekuensi kumulatif sebelum kelas median = 16
𝑓𝑚
= frekuensi kelas median
= 10
𝑃
= panjang kelas (interval kelas)
=6
maka: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 1 (34) − 16 𝑀𝑒 = 67,5 + (2 𝑥 6) 10 𝑀𝑒 = 67,5 + (
17 − 16 𝑥 6) 10
𝑀𝑒 = 67,5 + 0,6 𝑀𝑒 = 68,1 c. Modus (𝑀𝑜) Nilai modus ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + ( dimana:
𝐿𝑜 = tepi bawah kelas modus
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2 = 67,5
254 𝑏1 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sebelumnya = 5 𝑏2 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sesudahnya = 4 𝑃= panjang kelas (interval kelas)
=6
maka: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + (
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2
𝑀𝑜 = 67,5 + (
5 𝑥 6) 5+4
𝑀𝑜 = 25,5 + 3,33 𝑀𝑜 = 70,83 d. Standar Deviasi (𝑆) Nilai standar deviasi dapat ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑆=√ 𝑛(𝑛 − 1) 34(151762,5) − (2247)2 √ 𝑆= 34(34 − 1) 5159925 − 5049009 𝑆=√ 1122 110916 𝑆=√ 1122 𝑆 = √98,8556 𝑆 = 9, 9426 ≈ 9,94
255
Hasil Posttest Kelas Eksperimen
Perolehan nilai terendah hingga nilai tertinggi berdasarkan hasil posttest yang didapat dari kelas eksperimen adalah sebagai berikut: 48
52
56
56
56
60
60
64
64
68
68
68
68
68
72
72
72
76
76
76
76
76
76
80
80
80
80
80
80
80
84
84
84
84
Untuk membuat tabel distribusi frekuensi dibutuhkan beberapa nilai, yaitu: a. Banyak data (N)
= 34
b. Nilai maksimal (Xmax)
= 84
c. Nilai minimal (Xmin)
= 48
d. Jangkauan (J)
= Xmax - Xmin = 84 – 48 = 36
e. Banyak kelas (k)
= 1 + 3,3 log n = 1 + 3,3 log 34 = 1 + 5,05 = 6,05 ≈ 6
f. Interval Kelas (I)
𝐽
=𝐾 =
36 6
=6
Tabel Distribusi Frekuensi Hasil Posttest Kelas Eksperimen Interval 48 - 53 54 - 59 60 - 65 66 - 71 72 - 77 78 - 83 84 - 89 Jumlah
Frekuensi
Batas
Titik
(𝒇𝒊 )
Kelas
Tengah (𝒙𝒊 )
2 3 4 5 9 7 4 34
47.5 53.5 59.5 65.5 71.5 77.5 83.5
50.5 56.5 62.5 68.5 74.5 80.5 86.5
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
2550.25 3192.25 3906.25 4692.25 5550.25 6480.25 7482.25
101 169.5 250 342.5 670.5 563.5 346
5100.5 9576.75 15625 23461.25 49952.25 45361.75 29929
33853.75
2443
179006.5
256
Berdasarakan tabel distribusi frekuensi tersebut, maka dapat ditentukan beberapa nilai, yaitu: a. Rata-rata (𝑋̅) 𝑋̅ =
∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2443 = = 71,85 ∑ 𝑥𝑖 34
b. Median (𝑀𝑒) Nilai median ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 dimana:
𝐿𝑜
= tepi bawah kelas median
= 71,5
𝑛
= banyaknya data
= 34
𝐹𝑚
= frekuensi kumulatif sebelum kelas median = 14
𝑓𝑚
= frekuensi kelas median
=9
𝑃
= panjang kelas (interval kelas)
=6
maka: 1 𝑛 − 𝐹𝑚 𝑀𝑒 = 𝐿𝑜 + (2 𝑥 𝑃) 𝑓𝑚 1 (34) − 14 𝑀𝑒 = 71,5 + (2 𝑥 6) 9 𝑀𝑒 = 71,5 + (
17 − 14 𝑥 6) 9
𝑀𝑒 = 71,5 + 2 𝑀𝑒 = 73,5 c. Modus (𝑀𝑜) Nilai modus ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + ( dimana:
𝐿𝑜 = tepi bawah kelas modus
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2 = 71,5
𝑏1 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sebelumnya = 4
257
𝑏2 = selisih frekuensi kelas modus dengan kelas sesudahnya = 2 𝑃= panjang kelas (interval kelas)
=6
maka: 𝑀𝑜 = 𝐿𝑜 + (
𝑏1 𝑥 𝑃) 𝑏1 + 𝑏2
𝑀𝑜 = 71,5 + (
4 𝑥 6) 4+2
𝑀𝑜 = 71,5 + 4 𝑀𝑜 = 75,5 d. Standar Deviasi (𝑆) Nilai standar deviasi dapat ditentukan dengan rumus statistik berikut ini: 𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑆=√ 𝑛(𝑛 − 1) 34(179006,5) − (2443)2 𝑆=√ 34(34 − 1) 6086221 − 5968249 𝑆=√ 1122 117972 𝑆=√ 1122 𝑆 = √105,144 𝑆 = 10,25399 ≈ 10,25
258 Lampiran C.3.a
Uji Normalitas Data Hasil Pretest Kelas Kontrol
Uji normalitas dengan menggunakan chi-kuadrat dengan rumus sebagai berikut: 𝑋2𝐻 = ∑ dimana:
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 𝑓ℎ
𝑋2𝐻
= nilai tes chi-kuadrat hitung
𝑓𝑜
= frekuensi yang diperoleh berdasarkan observasi
𝑓ℎ
= frekuensi yang diharapkan
Kriteria pengujian nilai chi-kuadrat adalah sebagai berikut: a. Jika 𝑋 2 𝐻 ≤ 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan normal b. jika 𝑋 2 𝐻 > 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan tidak normal Langkah-langkah untuk menghitung uji normalitas menggunakan chi-kuadrat sebagai berikut: 1. Membuat tabel distribusi frekuensi 2. menentukan Z batas kelas dengan menggunakan rumus: 𝑍=
𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 − 𝑋̅ 𝑆
3. Menentukan luas Z tabel dari tabel kurva normal 0 – Z dengan menggunakan angkaangka Z batas kelas 4. Menghitung luas tiap kelas interval dengan cara mengurangkan angka-angka yang diperoleh dari tabel 0 - Z 5. Menghitung nilai frekuensi yang diharapkan (𝑓ℎ ) dengan menggunakan rumus: 𝑓ℎ = ∑ 𝑓 𝑥 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 6. Menentukan nilai chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) dengan rumus: 𝑋
2
𝐻
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 =∑ 𝑓ℎ
259
Berdasarkan langkah-langkah di atas, diperoleh tabel bantu untuk menghitung nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) sebagai berikut:
4
𝒙𝒊
𝒙𝒊
15
225
60
Batas
Z Batas
Kelas
Kelas
11.5
-1.97574
900 18.5
19 – 25
6
22
484
132
26 – 32
10
29
841
290
33 – 39
7
36
1296
252
40 – 46
5
43
1849
215
47 – 53
2
50
2500
100
Jumlah
34
7195
1049
2.6996
4
1.69104
0.626404
0.1874
6.3716
6
0.138087
0.021672
0.1492
5.0728
10
24.2773
4.785779
0.251
8.534
7
2.353156
0.275739
0.1448
4.9232
5
0.005898
0.001198
0.031
1.054
2
0.894916
0.849066
1.699499
5000 53.5
0.0794
Kelas
0.882779
9245 46.5
𝑿𝟐 𝑯
0.14773
9072 39.5
𝒇𝒐
-0.54648
8410 32.5
𝒇𝒉
Tiap
-1.26111
2904 25.5
Luas
(𝒇𝒉 − 𝒇𝒐 )𝟐
12 – 18
𝒇𝒊
𝟐
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
Interval
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊
Tabel Uji Normalitas Pretest Kelas Kontrol
2.209949
35531
34
Z Batas Kelas
-1.97574
-1.26111
-0.54648
0.14773
Luas Z tabel
0.4756
0.3962
0.2088
0.0596
6.559859
0.882779 1.699499 2.209949 0.3106
0.4554
0.4864
Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) yaitu 6,559859. Nilai chi-kuadrat tabel (𝑋 2 𝑇 ) dengan derajat kebebasan 𝑑𝑘 = 6 − 1 = 5 pada taraf signifikansi 5% adalah 11,07048. Untuk menguji normalitas, nilai 𝑋 2 𝐻 dibandingkan dengan nilai 𝑋 2 𝑇 dan diperoleh 𝑋 2 𝐻 < 𝑋 2 𝑇 yaitu 6,559859 < 11,07048. Hal ini berarti data terdisrtibusi normal.
260 Lampiran C.3.b
Uji Normalitas Data Hasil Pretest Kelas Eksperimen
Uji normalitas dengan menggunakan chi-kuadrat dengan rumus sebagai berikut: 𝑋2𝐻 = ∑ dimana:
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 𝑓ℎ
𝑋2𝐻
= nilai tes chi-kuadrat hitung
𝑓𝑜
= frekuensi yang diperoleh berdasarkan observasi
𝑓ℎ
= frekuensi yang diharapkan
Kriteria pengujian nilai chi-kuadrat adalah sebagai berikut: a. Jika 𝑋 2 𝐻 ≤ 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan normal b. jika 𝑋 2 𝐻 > 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan tidak normal Langkah-langkah untuk menghitung uji normalitas menggunakan chi-kuadrat sebagai berikut: 1. Membuat tabel distribusi frekuensi 2. menentukan Z batas kelas dengan menggunakan rumus: 𝑍=
𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 − 𝑋̅ 𝑆
3. Menentukan luas Z tabel dari tabel kurva normal 0 – Z dengan menggunakan angkaangka Z batas kelas 4. Menghitung luas tiap kelas interval dengan cara mengurangkan angka-angka yang diperoleh dari tabel 0 - Z 5. Menghitung nilai frekuensi yang diharapkan (𝑓ℎ ) dengan menggunakan rumus: 𝑓ℎ = ∑ 𝑓 𝑥 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 6. Menentukan nilai chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) dengan rumus: 𝑋
2
𝐻
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 =∑ 𝑓ℎ
261
Berdasarkan langkah-langkah di atas, diperoleh tabel bantu untuk menghitung nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) sebagai berikut:
2
𝒙𝒊
14.5
𝒙𝒊
𝟐
210.25
29
Batas
Z Batas
Kelas
Kelas
11.5
-2.27084
420.5 17.5
4
18 -23
20.5
420.25
82
24 - 29
14
26.5
702.25
371
30 - 35
7
32.5
1056.25
227.5
36 - 41
5
38.5
1482.25
192.5
42 - 47
1
44.5
1980.25
44.5
48 - 53
1
50.5
2550.25
50.5
Jumlah
34
8401.75
997
2
0.028022
0.015291
0.1641
5.5794
4
2.494504
0.447091
0.2624
8.9216
14
25.79014
2.890753
0.2772
9.4248
7
5.879655
0.623849
0.1542
5.2428
5
0.058951
0.011244
0.0502
1.7068
1
0.499566
0.292691
0.0094
0.3196
1
0.462944
1.448511
2.315816
2550.25
53.5
1.8326
1.551372
1980.25
47.5
0.0539
Kelas
0.786927
7411.25
41.5
𝑿𝟐 𝑯
0.022483
7393.75
35.5
𝒇𝒐
-0.74196
9831.5 29.5
𝒇𝒉
Tiap
-1.50640
1681 23.5
Luas
(𝒇𝒉 − 𝒇𝒐 )𝟐
12 - 17
𝒇𝒊
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊
Interval
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
Tabel Uji Normalitas Pretest Kelas Eksperimen
3.080260 34
31268.5
5.729433
Z Batas Kelas
-2.27084
-2.27084
-2.27084
-2.27084
-2.27084
-2.27084
-2.27084
-2.27084
Luas Z tabel
0.4884
0.4345
0.2704
0.0080
0.2852
0.4394
0.4896
0.4990
Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) yaitu 5,729433. Nilai chi-kuadrat tabel (𝑋 2 𝑇 ) dengan derajat kebebasan 𝑑𝑘 = 7 − 1 = 6 pada taraf signifikansi 5% adalah 12.59158. Untuk menguji normalitas, nilai 𝑋 2 𝐻 dibandingkan dengan nilai 𝑋 2 𝑇 dan diperoleh 𝑋 2 𝐻 < 𝑋 2 𝑇 yaitu 5,729433 < 12.59158. Hal ini berarti data berdisrtibusi normal.
262 Lampiran C.4.a
Uji Normalitas Data Hasil Posttest Kelas Kontrol
Uji normalitas dengan menggunakan chi-kuadrat dengan rumus sebagai berikut: 𝑋2𝐻 = ∑ dimana:
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 𝑓ℎ
𝑋2𝐻
= nilai tes chi-kuadrat hitung
𝑓𝑜
= frekuensi yang diperoleh berdasarkan observasi
𝑓ℎ
= frekuensi yang diharapkan
Kriteria pengujian nilai chi-kuadrat adalah sebagai berikut: a. Jika 𝑋 2 𝐻 ≤ 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan normal b. jika 𝑋 2 𝐻 > 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan tidak normal Langkah-langkah untuk menghitung uji normalitas menggunakan chi-kuadrat sebagai berikut: 1. Membuat tabel distribusi frekuensi 2. menentukan Z batas kelas dengan menggunakan rumus: 𝑍=
𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 − 𝑋̅ 𝑆
3. Menentukan luas Z tabel dari tabel kurva normal 0 – Z dengan menggunakan angkaangka Z batas kelas 4. Menghitung luas tiap kelas interval dengan cara mengurangkan angka-angka yang diperoleh dari tabel 0 - Z 5. Menghitung nilai frekuensi yang diharapkan (𝑓ℎ ) dengan menggunakan rumus: 𝑓ℎ = ∑ 𝑓 𝑥 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 6. Menentukan nilai chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) dengan rumus: 𝑋
2
𝐻
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 =∑ 𝑓ℎ
263
Berdasarkan langkah-langkah di atas, diperoleh tabel bantu untuk menghitung nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) sebagai berikut:
3
𝒙𝒊
𝒙𝒊
46.5
𝟐
2162.25
139.5
Batas
Z Batas
Kelas
Kelas
43.5
-2.2719
6486.75
49.5 50 - 55
2
52.5
2756.25
105
56 - 61
6
58.5
3422.25
351
62 - 67
5
64.5
4160.25
322.5
68 - 73
10
70.5
4970.25
705
74 - 79
6
76.5
5852.25
459
80 - 85
2
82.5
6806.25
165
Jumlah
34
30129.75
2247
3
3.04642
2.428201
0.0961
3.2674
2
1.6063
0.491615
0.1782
6.0588
6
0.00346
0.000571
0.1215
4.131
5
0.75516
0.182803
0.2147
7.2998
10
7.29108
0.998805
0.1395
4.743
6
1.58005
0.333133
0.0645
2.193
2
0.03725
0.016985
1.34892
13612.5
85.5
1.2546
0.74545
35113.5
79.5
0.0369
Kelas
0.14199
49702.5
73.5
𝑿𝟐 𝑯
-0.4615
20801.25
67.5
𝒇𝒐
-1.0649
20533.5
61.5
𝒇𝒉
Tiap
-1.6684
5512.5
55.5
Luas
(𝒇𝒉 − 𝒇𝒐 )𝟐
44 - 49
𝒇𝒊
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊
Interval
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
Tabel Uji Normalitas Posttest Kelas Kontrol
1.95238 34
151762.5
4.452114
Z Batas Kelas
-2.2719
-2.2719
-2.2719
-2.2719
-2.2719
-2.2719
-2.2719
-2.2719
Luas Z tabel
0.4884
0.4515
0.3554
0.1772
0.0557
0.2704
0.4099
0.4744
Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) yaitu 4,452114. Nilai chi-kuadrat tabel (𝑋 2 𝑇 ) dengan derajat kebebasan 𝑑𝑘 = 7 − 1 = 6 pada taraf signifikansi 5% adalah 12.59158. Untuk menguji normalitas, nilai 𝑋 2 𝐻 dibandingkan dengan nilai 𝑋 2 𝑇 dan diperoleh 𝑋 2 𝐻 < 𝑋 2 𝑇 yaitu 4,452114 < 12.59158. Hal ini berarti data berdisrtibusi normal.
264 Lampiran C.4.b
Uji Normalitas Data Hasil Posttest Kelas Eksperimen
Uji normalitas dengan menggunakan chi-kuadrat dengan rumus sebagai berikut: 𝑋2𝐻 = ∑ dimana:
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 𝑓ℎ
𝑋2𝐻
= nilai tes chi-kuadrat hitung
𝑓𝑜
= frekuensi yang diperoleh berdasarkan observasi
𝑓ℎ
= frekuensi yang diharapkan
Kriteria pengujian nilai chi-kuadrat adalah sebagai berikut: a. Jika 𝑋 2 𝐻 ≤ 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan normal b. jika 𝑋 2 𝐻 > 𝑋 2 𝑇 , maka distribusi data dinyatakan tidak normal Langkah-langkah untuk menghitung uji normalitas menggunakan chi-kuadrat sebagai berikut: 1. Membuat tabel distribusi frekuensi 2. menentukan Z batas kelas dengan menggunakan rumus: 𝑍=
𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 − 𝑋̅ 𝑆
3. Menentukan luas Z tabel dari tabel kurva normal 0 – Z dengan menggunakan angkaangka Z batas kelas 4. Menghitung luas tiap kelas interval dengan cara mengurangkan angka-angka yang diperoleh dari tabel 0 - Z 5. Menghitung nilai frekuensi yang diharapkan (𝑓ℎ ) dengan menggunakan rumus: 𝑓ℎ = ∑ 𝑓 𝑥 𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑡𝑖𝑎𝑝 𝑘𝑒𝑙𝑎𝑠 6. Menentukan nilai chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) dengan rumus: 𝑋
2
𝐻
(𝑓𝑜 − 𝑓ℎ )2 =∑ 𝑓ℎ
265
Berdasarkan langkah-langkah di atas, diperoleh tabel bantu untuk menghitung nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) sebagai berikut:
2
𝒙𝒊
𝒙𝒊
50.5
𝟐
2550.25
101
Batas
Z Batas
Kelas
Kelas
47.5
-2.37498
5100.5 53.5
54 - 59
3
56.5
3192.25
169.5
60 - 65
4
62.5
3906.25
250
66 - 71
5
68.5
4692.25
342.5
72 - 77
9
74.5
5550.25
670.5
78 - 83
7
80.5
6480.25
563.5
84 - 89
4
86.5
7482.25
346
Jumlah
34
33853.75
2443
2
1.1126
1.177109
0.0784
2.6656
3
0.11182
0.041951
0.1525
5.185
4
1.40423
0.270824
0.2204
7.4936
5
6.21804
0.82978
0.1968
6.6912
9
5.33056
0.796652
0.162
5.508
7
2.22606
0.404151
0.0865
2.941
4
1.12148
0.381326
1.13586
29929 89.5
0.9452
0.55072
45361.75
83.5
0.0278
Kelas
-0.03442
49952.25
77.5
𝑿𝟐 𝑯
-0.61956
23461.25
71.5
𝒇𝒐
-1.2047
15625 65.6
𝒇𝒉
Tiap
-1.78984
9576.75
59.5
Luas
(𝒇𝒉 − 𝒇𝒐 )𝟐
48 - 53
𝒇𝒊
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊
Interval
𝒇 𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
Tabel Uji Normalitas Posttest Kelas Eksperimen
1.721 34
179006.5
3.901793
Z Batas Kelas
-2.37498
-2.37498
-2.37498
-2.37498
-2.37498
-2.37498
-2.37498
-2.37498
Luas Z tabel
0.4911
0.4633
0.3849
0.2324
0.0120
0.2088
0.3708
0.4573
Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tes chi-kuadrat hitung (𝑋 2 𝐻 ) yaitu 3,901793. Nilai chi-kuadrat tabel (𝑋 2 𝑇 ) dengan derajat kebebasan 𝑑𝑘 = 6 − 1 = 5 pada taraf signifikansi 5% adalah 12.59158. Untuk menguji normalitas, nilai 𝑋 2 𝐻 dibandingkan dengan nilai 𝑋 2 𝑇 dan diperoleh 𝑋 2 𝐻 < 𝑋 2 𝑇 yaitu 3,901793 < 12.59158. Hal ini berarti data berdisrtibusi normal.
266 Lampiran C.5
Uji Homogenitas Data Hasil Pretest
Uji homogenitas yang digunakan dalam penelitian ini yaitu uji F. Untuk menentukan nilai Fhitung digunakan rumus sebagai berikut: 𝐹𝐻 = dimana
𝑆1 2 𝑆2 2
𝐹𝐻
= koefisisen uji F (F hitung)
𝑆1 2
= varians pada kelompok yang mempunyai nilai besar
𝑆2 2
= varians pada kelompok yang mempunyai nilai kecil
Varians dapat dihitung menggunakan rumus: 𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑆=√ 𝑛(𝑛 − 1)
Kriteria pengujian uji F adalah sebagai berikut: a. Jika 𝐹𝐻 ≤ 𝐹𝑇 , maka data dinyatakan homogen b. Jika 𝐹𝐻 > 𝐹𝑇 , maka data dinyatakan tidak homogen Varians dari nilai pretest kelas kontrol dan kelas eskperimen dapat dihitung menggunakan tabel bantu sebagai berikut:
Tabel Bantu Uji F Pretest Kelas Kontrol Interval 12 – 18 19 – 25 26 – 32 33 – 39 40 – 46 47 – 53 Jumlah
Frekuensi
Batas
Titik Tengah
(𝒇𝒊 )
Kelas
(𝒙𝒊 )
4 6 10 7 5 2 34
11.5 18.5 25.5 32.5 39.5 46.5
15 22 29 36 43 50
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
225 484 841 1296 1849 2500 7195
60 132 290 252 215 100 1049
900 2904 8410 9072 9245 5000 35531
267
Tabel Bantu Uji F Pretest Kelas Eksperimen Interval
Frekuensi
Batas
Titik
(𝒇𝒊 )
Kelas
Tengah (𝒙𝒊 )
2 4 14 7 5 1 1 34
11.5 17.5 23.5 29.5 35.5 41.5 47.5
14.5 20.5 26.5 32.5 38.5 44.5 50.5
12 – 17 18 – 23 24 – 29 30 – 35 36 – 41 42 – 47 48 - 53 Jumlah
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
210.25 420.25 702.25 1056.25 1482.25 1980.25 2550.25 8401.75
29 82 371 227.5 192.5 44.5 50.5 997
420.5 1681 9831.5 7393.75 7411.25 1980.25 2250.25 31268.5
a. Varians atau standar deviasi pretest kelas kontrol 𝑆=√
𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑛(𝑛 − 1)
𝑆=√
34(35531) − (1049)2 34(34 − 1)
𝑆=√
1208054 − 1100401 1122
𝑆=√
107653 1122
𝑆 = √95,9474 𝑆 = 9, 795275 ≈ 9,79
b. Varians atau standar deviasi pretest kelas eksperimen 𝑆=√
𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑛(𝑛 − 1)
𝑆=√
34(31268,5) − (997)2 34(34 − 1)
𝑆=√
1063129 − 994009 1122
268
𝑆=√
69120 1122
𝑆 = √61,60427 𝑆 = 7,8488 ≈ 7,85 c. Nilai F hitung (𝐹𝐻 ) dan F tabel (𝐹𝑇 ) 𝐹𝐻 =
𝑆1 2 𝑆2 2
𝐹𝐻 =
(9,79)2 (7,85)2
𝐹𝐻 =
95,84 61,62
𝐹𝐻 = 1,555339 Untuk menguji homogenitas, nilai F hitung (𝐹𝐻 ) dan F tabel (𝐹𝑇 ) dibandingkan. F tabel dengan dk = (33;33) dan taraf signifikansi 5% yaitu 1,7878. Nilai 𝐹𝐻 < 𝐹𝑇 yaitu 1,555339 < 1,7878, sehingga kedua kelas dinyatakan homogen.
269 Lampiran C.6
Uji Homogenitas Data Hasil Posttest
Uji homogenitas yang digunakan dalam penelitian ini yaitu uji F. Untuk menentukan nilai Fhitung digunakan rumus sebagai berikut: 𝐹𝐻 = dimana
𝑆1 2 𝑆2 2
𝐹𝐻
= koefisisen uji F (F hitung)
𝑆1 2
= varians pada kelompok yang mempunyai nilai besar
𝑆2 2
= varians pada kelompok yang mempunyai nilai kecil
Varians dapat dihitung menggunakan rumus: 𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑆=√ 𝑛(𝑛 − 1)
Kriteria pengujian uji F adalah sebagai berikut: a. Jika 𝐹𝐻 ≤ 𝐹𝑇 , maka data dinyatakan homogen b. Jika 𝐹𝐻 > 𝐹𝑇 , maka data dinyatakan tidak homogen Varians dari nilai posttest kelas kontrol dan kelas eskperimen dapat dihitung menggunakan tabel bantu sebagai berikut:
Tabel Bantu Uji F Posttest Kelas Kontrol Interval 44 - 49 50 - 55 56 - 61 62 - 67 68 - 73 74 - 79 80 - 85 Jumlah
Frekuensi
Batas
Titik
(𝒇𝒊 )
Kelas
Tengah (𝒙𝒊 )
3 2 6 5 10 6 2 34
43.5 49.5 55.5 61.5 67.5 73.5 79.5
46.5 52.5 58.5 64.5 70.5 76.5 82.5
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
2162.25 2756.25 3422.25 4160.25 4970.25 5852.25 6806.25 30129.75
139.5 105 351 322.5 705 459 165 2247
6486.75 5512.5 20533.5 20801.25 49702.5 35113.5 13612.5 151762.5
270
Tabel Bantu Uji F Posttest Kelas Eksperimen Interval
Frekuensi
Batas
Titik
(𝒇𝒊 )
Kelas
Tengah (𝒙𝒊 )
2 3 4 5 9 7 4 34
47.5 53.5 59.5 65.5 71.5 77.5 83.5
50.5 56.5 62.5 68.5 74.5 80.5 86.5
48 - 53 54 - 59 60 - 65 66 - 71 72 - 77 78 - 83 84 - 89 Jumlah
𝒙𝒊 𝟐
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊
𝒇𝒊 . 𝒙𝒊 𝟐
2550.25 3192.25 3906.25 4692.25 5550.25 6480.25 7482.25
101 169.5 250 342.5 670.5 563.5 346
5100.5 9576.75 15625 23461.25 49952.25 45361.75 29929
33853.75
2443
179006.5
a. Varians atau standar deviasi posttest kelas kontrol 𝑆=√
𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑛(𝑛 − 1)
𝑆=√
34(151762,5) − (2247)2 34(34 − 1)
𝑆=√
5159925 − 5049009 1122
𝑆=√
110916 1122
𝑆 = √98,8556 𝑆 = 9, 9426 ≈ 9,94
b. Varians atau standar deviasi posttest kelas eksperimen 𝑆=√
𝑛 ∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 2 − (∑ 𝑓𝑖 . 𝑥𝑖 )2 𝑛(𝑛 − 1)
𝑆=√
34(179006,5) − (2443)2 34(34 − 1) 𝑆=√
6086221 − 5968249 1122
271
𝑆=√
117972 1122
𝑆 = √105,144 𝑆 = 10,25399 ≈ 10,25 c. Nilai F hitung (𝐹𝐻 ) dan F tabel (𝐹𝑇 ) 𝐹𝐻 =
𝑆1 2 𝑆2 2
𝐹𝐻 =
(10,25)2 (9,94)2
𝐹𝐻 =
105,06 98,80
𝐹𝐻 = 1,063360 Untuk menguji homogenitas, nilai F hitung (𝐹𝐻 ) dan F tabel (𝐹𝑇 ) dibandingkan. F tabel dengan dk = (33;33) dan taraf signifikansi 5% yaitu 1,7878. Nilai 𝐹𝐻 < 𝐹𝑇 yaitu 1,063360 < 1,7878, sehingga kedua kelas dinyatakan homogen.
272 Lampiran C.7
Uji Hipotesis Hasil Pretest
Berdasarkan hasil uji normalitas dan homogenitas, kedua data berdistribusi normal dan kedua kelas dinyatakan homogen. Rumus uji hipotesis yang digunakan adalah: 𝑡=
𝑋̅1 − 𝑋̅2 1 1 𝑆𝑔𝑎𝑏 √𝑛 + 𝑛 1 2
dimana 𝑆𝑔𝑎𝑏
(𝑛1 − 1)𝑆1 2 + (𝑛2 − 1)𝑆2 2 =√ 𝑛1 + 𝑛2 − 2
Keterangan: 𝑋̅1
= Rata-rata hasil belajar kelompok eksperimen
𝑋̅2
= Rata-rata hasil belajar kelompok kontrol
𝑛1
= Jumlah anggota sampel kelompok eksperimen
𝑛2
= Jumlah anggota sampel kelompok kontrol
𝑆1 2
= Standar deviasi data kelompok eksperimen
𝑆2 2
= Standar deviasi data kelompok kontrol
𝑡
= Hasil hitung distribusi
𝑆𝑔𝑎𝑏
= Standar deviasi gabungan kedua kelompok
Kriteria pengujian uji t sebagai berikut: a. Jika 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 ≤ 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 , maka 𝐻𝑜 diterima dan 𝐻𝑎 b. Jika 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 > 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 , maka 𝐻𝑎 diterima dan 𝐻𝑜 Langkah-langkah menentukan 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 adalah sebagai berikut: 1. Menentukan nilai-nilai yang diketahui. Berdasarkan hasil pretest diperoleh: 𝑋̅1 = 29,32 𝑋̅2 = 30,85 𝑆1 = 7,85 𝑆2 = 9,79 𝑛1 = 𝑛2 = 34
273
2. Menentukan nilai standar deviasi gabungan (𝑆𝑔𝑎𝑏 ) 𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
(𝑛1 − 1)𝑆1 2 + (𝑛2 − 1)𝑆2 2 𝑛1 + 𝑛2 − 2
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
(34 − 1)(7,85)2 + (34 − 1)(9,79)2 34 + 34 − 2
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
(33)(61,6225) + (33)(95,8441) 66
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
2033,5425 + 3162,8553 66
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
5196,3978 66
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √78,7333 𝑆𝑔𝑎𝑏 = 8,8731 ≈ 8,87 3. Menentukan nilai 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑡=
𝑡=
𝑋̅1 − 𝑋̅2 1 1 𝑆𝑔𝑎𝑏 √𝑛 + 𝑛 1 2 29,32 − 30,85 1 1 8,87√34 + 34
𝑡=
−1,53 8,87(0,2425)
𝑡=
−1,53 2,15129
𝑡 = −0,7112
274 4. Menentukan nilai 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 Derajat kebebasan (dk) untuk menenteukan 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 yaitu: 𝑑𝑘 = 𝑛1 + 𝑛2 − 2 𝑑𝑘 = 34 + 34 − 2 𝑑𝑘 = 66 Nilai 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 dengan 𝑑𝑘 = 66 dan taraf signifikansi 5% adalah 1,99656. 5. Menguji Hipotesis Karena nilai 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 < 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 yaitu -0,7112 < 1,99656, maka 𝐻𝑜 diterima dan 𝐻𝑎 ditolak.
6. Memberikan interpretasi Berdasarkan hasil uji hipotesis di atas, dapat disimpulkan bahwa tidak terdapat perbedaan hasil belajar fisika pada konsep medan magnet antara pretest kelas kontrol dan kelas eksperimen, sehingga kedua kelas dinyatakan memiliki kemampuan homogen dan kedua kelas layak dijadikan sampel penelitian.
275 Lampiran C.8
Uji Hipotesis Hasil Posttest
Berdasarkan hasil uji normalitas dan homogenitas, kedua data berdistribusi normal dan kedua kelas dinyatakan homogen. Rumus uji hipotesis yang digunakan adalah: 𝑡=
𝑋̅1 − 𝑋̅2 1 1 𝑆𝑔𝑎𝑏 √𝑛 + 𝑛 1 2
dimana 𝑆𝑔𝑎𝑏
(𝑛1 − 1)𝑆1 2 + (𝑛2 − 1)𝑆2 2 =√ 𝑛1 + 𝑛2 − 2
Keterangan: 𝑋̅1
= Rata-rata hasil belajar kelompok eksperimen
𝑋̅2
= Rata-rata hasil belajar kelompok kontrol
𝑛1
= Jumlah anggota sampel kelompok eksperimen
𝑛2
= Jumlah anggota sampel kelompok kontrol
𝑆1 2
= Standar deviasi data kelompok eksperimen
𝑆2 2
= Standar deviasi data kelompok kontrol
𝑡
= Hasil hitung distribusi
𝑆𝑔𝑎𝑏
= Standar deviasi gabungan kedua kelompok
Kriteria pengujian uji t sebagai berikut: a. Jika 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 ≤ 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 , maka 𝐻𝑜 diterima dan 𝐻𝑎 b. Jika 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 > 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 , maka 𝐻𝑎 diterima dan 𝐻𝑜 Langkah-langkah menentukan 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 adalah sebagai berikut: 1. Menentukan nilai-nilai yang diketahui. Berdasarkan hasil posttest diperoleh: 𝑋̅1 = 71,85 𝑋̅2 = 66,09 𝑆1 = 10,25 𝑆2 = 9,94 𝑛1 = 𝑛2 = 34
276
2. Menentukan nilai standar deviasi gabungan (𝑆𝑔𝑎𝑏 ) 𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
(𝑛1 − 1)𝑆1 2 + (𝑛2 − 1)𝑆2 2 𝑛1 + 𝑛2 − 2
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
(34 − 1)(10,25)2 + (34 − 1)(9,94)2 34 + 34 − 2
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
(33)(105,0625) + (33)(98,8036) 66
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
3467,0625 + 2940,7488 66
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √
6407,8113 66
𝑆𝑔𝑎𝑏 = √97,08805 𝑆𝑔𝑎𝑏 = 9,8533 ≈ 9,85 3. Menentukan nilai 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 𝑡=
𝑡=
𝑋̅1 − 𝑋̅2 1 1 𝑆𝑔𝑎𝑏 √𝑛 + 𝑛 1 2 71,85 − 66,09 1 1 9,85√34 + 34
𝑡=
5,76 9,85(0,2425)
𝑡=
5,76 2,388625
𝑡 = 2,41107
277 4. Menentukan nilai 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 Derajat kebebasan (dk) untuk menenteukan 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 yaitu: 𝑑𝑘 = 𝑛1 + 𝑛2 − 2 𝑑𝑘 = 34 + 34 − 2 𝑑𝑘 = 66 Nilai 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 dengan 𝑑𝑘 = 66 dan taraf signifikansi 5% adalah 1,99656. 5. Menguji Hipotesis Karena nilai 𝑡ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔 > 𝑡𝑡𝑎𝑏𝑒𝑙 yaitu 2,41107 > 1,99656, maka 𝐻𝑎 diterima dan 𝐻𝑜 ditolak.
6. Memberikan interpretasi Berdasarkan hasil uji hipotesis di atas, dapat disimpulkan bahwa terdapat pengaruh alat peraga medan magnet (APMM) terhadap hasil belajar siswa kelas XII SMA pada konsep medan magnet.
278
Lampiran C.9
Data Hasil Angket Respon Siswa Terhadap Penggunaan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) pada Pembelajaran di Kelas
Indikator 1
Indikator 2
Indikator 3
Indikator 4
Responden
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
4 3 3 3 4 4 2 1 3 2 3 3 3 3 4 4 3 4 2 2 3 3
4 3 3 3 4 4 4 4 3 2 3 3 3 2 4 4 3 3 4 2 2 2
4 2 5 3 3 5 3 2 4 5 2 4 5 4 5 3 1 4 4 3 4 4
2 2 2 2 4 2 4 1 2 3 2 2 1 2 3 3 2 1 1 1 2 2
5 5 3 4 5 5 2 4 4 2 5 4 4 4 5 5 1 5 4 4 4 4
5 4 4 4 5 4 4 4 3 2 5 1 4 4 5 4 3 4 4 5 4 4
4 5 4 4 4 5 4 4 5 4 5 5 4 4 5 5 1 5 4 4 4 4
5 4 3 4 4 5 4 4 4 4 5 4 4 5 5 4 3 4 2 3 4 4
2 3 2 4 4 1 4 2 4 3 4 2 3 3 5 2 1 4 3 3 2 2
4 4 4 4 5 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4
4 3 3 4 5 3 5 4 5 2 5 5 5 4 4 4 3 5 4 4 4 4
4 3 3 4 4 3 4 3 3 1 5 4 3 2 3 4 4 3 3 2 3 4
4 4 2 3 4 4 3 4 4 3 5 4 4 4 5 4 3 5 4 4 4 4
4 4 2 3 4 4 4 3 4 1 5 4 3 4 2 4 4 4 4 4 4 4
Jumlah 55 49 43 49 59 53 51 44 52 38 58 49 50 49 59 54 36 56 47 45 48 49
279
23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Jumlah
4 3 2 4 4 1 5 3 1 3 2 1 99
3 4 3 3 4 1 5 1 2 2 2 2 101
2 1 4 4 4 2 4 4 4 5 5 4 122
1 3 2 1 2 2 3 4 1 2 2 2 71
4 3 4 5 5 3 4 4 5 5 5 4 139
4 2 4 5 4 4 4 2 5 5 4 2 131
5 3 4 5 4 2 3 5 5 5 4 4 142
4 4 4 4 4 4 4 2 1 5 2 4 130
2 3 2 5 4 4 3 2 5 2 3 1 99
4 3 4 4 4 4 4 3 5 4 4 5 138
4 2 4 5 4 2 2 3 5 5 4 4 133
4 4 2 5 2 5 4 4 3 4 4 5 118
4 5 4 4 5 2 4 3 5 4 4 4 133
4 5 4 3 4 2 4 3 5 5 4 5 127
Skor
58.23%
59.41%
71.76%
41.76%
81.76%
77.06%
83.53%
76.47%
58.23%
81.18%
78.23%
69.41%
78.23%
74.70%
Ratarata
57.79% 57,79%
79.70%
71.76% 75,98%
76.47%
49 45 47 57 54 38 53 43 52 56 49 47
280
Lampiran C.10
Data Hasil Observasi Aktivitas Guru
Aspek yang Diamati PENDAHULUAN 1. Mempersiapkan siswa untuk belajar 2. Melakukan motivasi dan apersepsi 3. Menyampaikan tujuan pembelajaran 4. Menjelaskan mekanisme pembelajaran yang akan dilakukan INTI 1. Mendemonstrasikan materi menggunakan APMM 2. Memberikan kesempatan kepada siswa untuk melakukan pengamatan secara langsung menggunakan APMM 3. Memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya tentang hal yang belum dipahami dari kegiatan demonstrasi yang dilakukan 4. Membimbing siswa untuk mengerjakan LKS dengan anggota kelompok 5. Mengamati kegiatan diskusi yang dilakukan siswa 6. Membiming siswa untuk melakukan presentasi hasil diskusi yang telah dilakukan 7. Menjelaskan hal-hal yang belum dipahami oleh siswa
Pertemuan Pertemuan Pertemuan 1 2 3
Jumlah
Persentase
3 3 4
4 3 4
4 3 4
11 9 12
91.67% 75% 100%
4
4
4
12
100%
4
4
4
12
100%
3
4
4
11
91.67%
3
3
4
10
83.33%
4
4
4
12
100%
4
4
4
12
100%
3
4
4
11
91.67%
3
3
3
9
75%
Ratarata
91,67%
91,67%
281
PENUTUP 1. Melakukan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Membimbing siswa untuk menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan 3. Memberikan penghargaan kepada kelompok yang berkinerja baik PENGELOLAAN WAKTU SUASANA KELAS 1. Siswa antusias 2. Guru antusias Jumlah Persentase
4
4
4
12
100%
3
3
4
10
83.33%
3
3
3
9
75%
3
3
4
10
83.33%
83.33%
4 4 59 86.76%
4 4 62 91.18%
4 4 65 95.59%
12 12 186 91.18%
100% 100%
100%
86,11%
282
Lampiran C.10
Data Hasil Observasi Aktivitas Siswa
Aspek yang Diamati PENDAHULUAN 1. Mempersiapkan diri untuk belajar 2. Memperhatikan pemberian motivasi dan apersepsi dari guru 3. Memperhatikan tujuan pembelajaran yang disampaikan oleh guru 4. Memperhatikan mekanisme pembelajaran yang akan dilakukan hari ini INTI 1. Memperhatikan demonstrasi tentang materi medan magnet di sekitar kawat berarus dengan menggunakan APMM oleh guru 2. Melakukan pengamatan secara langsung menggunakan APMM 3. Bertanya tentang hal yang belum dipahami dari kegiatan demonstrasi yang dilakukan 4. Memahami cara mengerjakan LKS yang diberikan oleh guru 5. Keterlibatan dalam diskusi kelompok 6. Memptresentasikan hasil diskusi yang telah dilakukan 7. Bertanya tentang materi yang belum dipahami
Pertemuan Pertemuan Pertemuan 1 2 3
Jumlah
Persentase
2
3
3
8
66.67%
3
3
3
9
75%
3
4
4
11
91.67%
4
4
4
12
100%
4
4
4
12
100%
3
3
4
10
83.33%
2
3
3
8
66.67%
3
3
4
10
83.33%
3
4
4
11
91.67%
3
3
3
9
75%
3
3
3
9
75%
Ratarata
83.33%
82.14%
283
PENUTUP 1. Melaksanakan evaluasi pembelajaran yang telah dilakukan hari ini secara tertulis 2. Menyimpulkan hasil pembelajaran yang telah dilakukan bersama guru Jumlah Persentase
3
3
3
9
75% 79.17%
3
3
4
10
39 75%
43 82.69%
46 88.46%
128 82.05%
83.33%
284
Lampiran C.11
Data Persentase Ranah Kogitif Hasil Pretest Kelas Kontrol
1
1 1
C1 9 1
19 1
2 1
10 1
11 0
20 0
3 0
4 1
12 0
C3 13 1
14 0
21 1
22 1
5 1
6 1
C4 15 1
16 1
23 0
7 0
C5 17 0
24 0
8 0
C6 18 0
25 0
2
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
7
3
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
10
4
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
8
5
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
8
6
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
3
7
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
6
8
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
9
9
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
11
10
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
6
11
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
12
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
8
13
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
9
14
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
11
15
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
5
16
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
11
17
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
8
18
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
19
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
9
20
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
7
21
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
8
22
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
9
23
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
Siswa
C2
∑ 13
285
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
4
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
26
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
7
27
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
8
28
1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
11
29
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
9
30
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
9
31
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
6
32
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
13
33
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
7
34
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
9
29
11
16
17
10
14
15
10
10
10
11
10
10
10
11
13
Rata-rata
54.90%
41.18%
29.41%
20.59%
20.59%
29.41%
6 17.65
4 11.76
7 20.59
10 29.41
6 17.65
5 14.71
8 23.53
6 17.65
9 26.47
%
Persentase
∑
38.23
0
32.35
0
29.41
0
29.41
0
29.41
0
32.35
1
29.41
0
29.41
0
29.41
0
44.12
0
41.18
0
29.41
0
50
0
47.06
1
32.35
1
25
85.29
24
286
Lampiran C.11
Data Persentase Ranah Kogitif Hasil Pretest Kelas Eksperimen
1
1 1
C1 9 0
19 1
2 1
10 0
11 1
20 0
3 0
4 1
12 0
C3 13 0
14 0
21 1
22 0
5 0
6 0
C4 15 0
16 0
23 0
7 1
C5 17 0
24 0
8 0
C6 18 0
25 1
2
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
6
3
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
8
4
1
1
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
10
5
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
3
6
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
6
7
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
10
8
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
4
9
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
6
10
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
8
11
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
10
12
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
8
13
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
6
14
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
10
15
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
5
16
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
5
17
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
9
18
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
6
19
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
6
20
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
8
21
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
6
22
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
12
23
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
6
Siswa
C2
∑ 8
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
5
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
7
26
1
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
8
27
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
7
28
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
11
29
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
8
30
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
6
31
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
7
32
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
5
33
1
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
6
34
1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
6
∑
27
4
24
14
7
13
15
5
8
8
10
7
8
7
3
5
6
8
6
8
3
12
8
13
13
70.59
41.18
20.59
38.23
44.12
14.71
23.53
23.53
29.41
20.59
23.53
20.59
8.82
14.71
17.65
23.53
17.65
23.53
8.82
35.29
23.53
38.23
38.23
Rata-rata
79.41
0
%
1
25
Persentase
24
11.76
287
53.92%
36.03%
22.27%
16.47%
22.55%
33.33%
288
Lampiran C.11
Data Persentase Ranah Kogitif Hasil Posttest Kelas Kontrol 1
1 1
C1 9 1
19 0
2 1
10 0
11 0
20 1
3 1
4 1
12 1
C3 13 0
14 1
21 1
22 0
5 1
6 0
C4 15 1
16 0
23 1
7 0
C5 17 0
24 1
8 1
C6 18 0
25 0
14
2
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
13
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
17
4
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
20
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
19
6
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
15
7
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
18
8
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
17
9
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
17
10
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
15
11
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
15
12
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
12
13
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
19
14
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
19
15
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
13
16
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
19
17
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
18
18
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
12
19
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
11
20
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
18
21
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
19
22
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
16
23
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
14
24
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
18
Siswa
C2
∑
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
16
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
14
27
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
1
17
28
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
0
16
29
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
16
30
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
20
31
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
0
16
32
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
19
33
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
17
34
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
0
18
∑
34
31
32
32
27
24
28
27
29
30
16
19
33
17
27
14
22
11
17
12
9
23
26
9
8
94.12
94.12
79.41
70.59
82.35
79.41
85.23
88.23
47.03
55.89
97.06
50
79.41
41.18
64.71
32.35
50
35.23
26.47
67.65
76.47
26.47
23.53
Rata-rata
100
1
%
1
26
Persentase
25
91.18
289
95.09%
81.62%
71.43%
53.53%
43.14%
42.16%
290
Lampiran C.11 Data Persentase Ranah Kogitif Hasil Posttest Kelas Eksperimen
1
1 1
C1 9 1
19 1
2 1
10 1
11 1
20 1
3 1
4 1
12 1
C3 13 1
14 1
21 1
22 0
5 0
6 1
C4 15 1
16 0
23 1
7 1
C5 17 0
24 1
8 0
C6 18 0
25 1
19
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
17
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
19
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
19
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
1
20
6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
17
7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
21
8
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
14
9
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
12
10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
20
11
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
20
12
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
20
13
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
20
14
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
21
15
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
20
16
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
13
17
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
19
18
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
19
19
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
20
20
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
18
21
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
19
22
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
21
23
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
17
24
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
15
Siswa
C2
∑
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
18
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
18
27
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
0
14
28
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
16
29
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
16
30
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
17
31
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
17
32
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
15
33
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
21
34
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
14
∑
34
28
34
30
32
27
33
27
23
34
28
21
28
18
26
19
23
14
21
27
6
24
18
17
14
100
88.23
94.12
79.41
97.06
79.41
67.65
100
82.35
61.76
82.35
52.94
76.47
55.89
67.65
41.18
61.76
79.41
17.65
70.59
52.94
50
41.18
Rata-rata
100
1
%
1
26
Persentase
25
82.35
291
94.12%
89.70%
75.21%
60.59%
55.88%
48.04%
292
Lampiran C.12
Data Persentase Sub Konsep Hasil Pretest Kelas Kontrol Siswa
Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus 2 3 4 5 6 7 8 1 0 1 1 1 0 0
9 1
10 1
11 0
12 0
Gaya Lorentz 13 14 1 0
15 1
16 1
17 0
18 0
19 1
20 0
Aplikasi Gaya Lorentz 21 22 23 24 1 1 0 0
1
1 1
2
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
3
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
4
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
5
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
6
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
7
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
8
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
9
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
0
0
10
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
11
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
12
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
0
13
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
14
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
15
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
16
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
17
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
18
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
19
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
0
20
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
21
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
22
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
23
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
24
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
∑
25 0
13
0
0
7
1
1
0
10
0
1
1
0
8
0
0
1
0
8
0
0
0
0
0
3
0
1
0
0
1
6
1
0
1
0
1
0
9
0
1
1
0
0
0
11
0
1
0
0
1
1
0
6
0
0
0
1
0
0
0
0
6
0
0
0
0
0
0
0
0
8
0
1
0
1
0
0
1
0
0
9
1
0
0
0
1
1
0
0
0
11
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
5
0
0
0
1
0
0
1
0
1
1
11
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
8
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
6
1
1
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
9
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
7
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
8
0
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
9
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
4
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
4
25
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
3
26
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
7
27
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
8
28
1
1
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
11
29
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
9
30
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
0
9
31
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
6
32
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
13
33
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
7
34
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
9
29
17
9
10
6
8
7
11
11
10
14
10
10
11
5
6
4
13
16
15
10
10
10
10
6
85.29
50
26.47
29.41
17.65
23.53
20.59
32.35
32.35
29.41
41.18
29.41
29.41
32.35
14.71
17.65
11.76
38.23
47.06
44.12
29.41
29.41
29.41
29.41
17.65
293
Rata-rata
%
Persentase
∑
35,66%
27,65%
32,35%
294
Lampiran C.12
Data Persentase Sub Konsep Hasil Pretest Kelas Eksperimen Siswa
Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus 2 3 4 5 6 7 8 1 0 1 0 0 1 0
9 0
10 0
11 1
12 0
Gaya Lorentz 13 14 0 0
15 0
16 0
17 0
18 0
19 1
20 0
Aplikasi Gaya Lorentz 21 22 23 24 1 0 0 0
1
1 1
2
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
3
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
4
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
0
5
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
7
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
8
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
9
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
10
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
11
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
12
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
13
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
14
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
15
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
16
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
17
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
18
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
19
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
20
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
21
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
22
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
23
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
24
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
∑
25 1
13
0
0
7
0
0
0
10
1
0
0
0
8
0
0
0
0
8
0
0
1
0
1
3
0
1
0
1
1
6
0
0
0
0
0
0
9
0
1
0
0
0
1
11
1
1
0
0
1
0
0
6
0
1
1
1
0
0
1
0
6
1
1
1
0
0
0
1
1
8
0
0
1
0
0
0
0
1
1
9
0
0
0
0
0
0
0
0
0
11
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
5
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
11
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
8
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
0
6
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
9
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
7
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
8
0
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
9
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
4
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
4
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
3
1
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
7
27
1
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
8
28
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
11
29
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
9
30
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
9
31
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
6
32
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
13
33
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
7
34
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
9
∑
27
14
5
8
3
5
8
8
4
7
13
8
10
7
6
8
3
13
24
15
8
7
6
12
13
41.18
14.71
23.53
8.82
14.71
23.53
23.53
11.76
20.59
38.23
23.53
29.41
20.59
17.65
23.53
8.82
38.23
70.59
44.12
23.53
20.59
17.65
35.29
38.23
Rata-rata
%
1
26
Persentase
25
79.41
295
28,68%
23,23%
35,71%
296
Lampiran C.12
Data Persentase Sub Konsep Hasil Posttest Kelas Kontrol Siswa
Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 1 0 0 1
9 1
10 0
11 0
12 1
Gaya Lorentz 13 14 0 1
15 1
16 0
17 0
18 0
19 0
20 1
Aplikasi Gaya Lorentz 21 22 23 24 1 0 1 1
1
1 1
2
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
1
3
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
4
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
1
1
1
6
1
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
8
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
9
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
10
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
11
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
12
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
13
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
14
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
15
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
16
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
17
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
18
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
19
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
20
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
21
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
22
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
23
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
24
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
∑
25 0
13
0
0
7
1
0
0
10
0
0
1
0
8
1
0
1
0
8
1
1
0
1
0
3
1
0
0
1
0
6
1
1
0
0
1
0
9
0
1
1
1
1
1
11
1
1
1
0
0
1
0
6
0
1
1
1
0
1
1
0
6
0
1
1
1
0
1
1
0
8
1
1
0
0
1
1
1
1
0
9
1
0
1
1
1
1
1
0
1
11
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
5
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
11
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
8
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
6
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
9
1
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
0
7
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
8
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
9
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
4
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
4
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
3
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
7
27
1
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
8
28
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
11
29
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
0
9
30
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
9
31
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
6
32
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
13
33
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
7
34
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
0
9
∑
34
32
27
29
27
14
12
26
31
27
24
30
16
19
22
11
9
9
32
28
33
17
17
23
8
94.12
79.41
85.23
79.41
41.18
35.23
76.47
91.18
79.41
70.59
88.23
47.03
55.89
64.71
32.35
26.47
26.47
94.12
82.35
97.06
50
50
67.65
23.53
Rata-rata
%
1
26
Persentase
25
100
297
73,88%
58,23%
66,39%
298
Lampiran C.12
Data Persentase Sub Konsep Hasil Posttest Kelas Eksperimen Siswa
Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 0 1 1 0
9 1
10 1
11 1
12 1
Gaya Lorentz 13 14 1 1
15 1
16 0
17 0
18 0
19 1
20 1
Aplikasi Gaya Lorentz 21 22 23 24 1 0 1 1
1
1 1
2
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
3
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
4
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
5
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
6
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
7
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
8
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
9
1
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
11
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
12
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
13
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
14
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
15
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
16
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
0
17
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
18
1
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
19
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
20
1
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
21
1
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
22
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
23
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
24
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
∑
25 1
13
1
0
7
0
1
1
10
1
1
0
0
8
1
0
0
1
8
1
1
1
1
0
3
1
0
0
1
1
6
1
1
0
1
1
0
9
1
0
1
0
0
1
11
1
1
1
0
1
0
0
6
1
1
1
1
1
1
1
0
6
0
1
1
1
0
1
1
0
8
0
0
1
1
1
1
0
0
1
9
1
1
1
0
1
0
1
1
1
11
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
5
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
11
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
8
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
6
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
9
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
7
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
8
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
9
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
4
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
4
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
3
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
7
27
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
8
28
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
11
29
1
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
9
30
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
9
31
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
6
32
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
13
33
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
7
34
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
9
∑
34
30
27
23
26
19
27
18
28
32
27
34
28
21
23
14
6
17
34
33
28
18
21
24
14
88.23
79.41
67.65
76.47
55.89
79.41
52.94
82.35
94.12
79.41
100
82.35
61.76
67.65
41.18
17.65
50
100
97.06
82.35
52.94
61.76
70.59
41.18
Rata-rata
%
1
26
Persentase
25
100
299
75%
67,65%
72,27%
300
LAMPIRAN D Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
1. Panduan Penggunaan Alat Peraga Medan Magnet (APMM) 2. Validasi Ahli
301 Lampiran D.1
Panduan Penggunaan Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
Alat Peraga Medan Magnet (APMM) merupakan alat peraga yang dapat membantu guru menjelaskan materi medan magnet secara lebih nyata, karena materi medan magnet merupakan salah satu materi fisika yang bersifat abstrak dan membutuhkan imajinasi yang tinggi untuk memahaminya. APMM dibuat sesuai dengan kompetensi dasar pada materi medan magnet kelas XII Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP). A. Bagian-bagian APMM 1. APMM terdiri dari 9 (sembilan) macam dudukan yang dikelompokkan menjadi empat kelompok, yaitu: a. Kelompok kawat lurus Kawat lurus merupakan dudukan yang terbuat dari akrilik dan dililitkan kawat tembaga sedemikian rupa sehingga kawat tembaga yang berada di pusat akrilik berbentuk lurus. Kawat lurus dibedakan berdasarkan jumlah lilitannya, yaitu 15 lilitan, 25 lilitan, dan 35 lilitan. Masing-masing kawat lurus dilengkapi dengan ukuran jarak untuk meletakkan kompas dari kawat. Kawat lurus dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 1. Kawat Lurus (tampak atas)
Gambar 2. Kawat Lurus (tampak depan)
302
b. Kelompok kawat melingkar Kawat melingkar hampir sama dengan kawat lurus, hanya saja lilitan kawat tembaga dibentuk melingkar. Kawat melingkar dibedakan berdasarkan jari-jari lingkaran, yaitu 3 cm, 6 cm, dan 9 cm. Kawat melingkar dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3. Kawat Melingkar (tampak atas)
Gambar 4. Kawat Melingkar (tampak depan) c. Kelompok solenoida Solenoida merupakan satu jenis kumparan yang terbuat dari kawat panjang yang dililitkan secara rapat membentuk silinder. Solenoida dibedakan berdasarkan panjangnya, yaitu 12 cm dan 17 cm.
Gambar 5. Solenoida d. Kelompok Aluminium Kelompok ini terdiri dari satu jenis dudukan yang disebut dengan Ayunan Lorentz. Ayunan Lorentz terbuat dari lempeng aluminium yang dipasang sedemikian rupa dan diberi lubang pada bagian atasnya agar kumparan kawat tembaga dapat digantungkan.
303
Gambar 6. Ayunan Lorentz 2. APMM memiliki magnet yang berbeda jenis dan ukuran, sehingga kuat medan magnet yang dihasilkan juga berbeda satu dengan yang lainnya.
Gambar 7. Magnet Berbagai Jenis 3. APMM terdiri dari kumparan kawat tembaga dengan diameter dan jumlah lilitan yang berbeda. Kumparan kawat tembaga digunakan untuk pengamatan Gaya Lorentz dan motor listrik sederhana.
Gambar 7. Kumparan Kawat Tembaga 4. APMM menggunakan kompas untuk menunjukkan besar dan arah medan magnet. Jarum kompas terbuat dari magnet jarum sebagai penunjuk arah, sehingga ketika didekatkan pada medan magnet, jarum kompas akan bergerak dan menunjukkan arah teretentu. Kompas yang digunakan pada APMM ditunjukkan pada gambar berikut:
304
Gambar 8. Kompas 5. APMM menggunakan sumber tegangan berupa baterai dengan jenis yang berbeda sehingga menghasilkan arus litsrik yang berbeda.
Gambar 9. Baterai 6. APMM menggunakan serbuk besi untuk menunjukkan garis-garis gaya magnet dan potongan besi sebagai inti solenoida.
Gambar 10. Besi dan Serbuk Besi B. Alat dan Bahan dalam Percobaan Alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan pengamatan medan magnet, yaitu: No. Nama Alat/Bahan Gambar
1
Alat Peraga Medan Magnet (APMM)
305
2
Kabel Penghubung
3
Multimeter Digital
C. Cara Penggunaan APMM 1. Percobaan 1 – Medan Magnet di Sekitar Penghantar Berarus Pengamatan medan magnet di sekitar penghantar berarus dilakukan dengan menggunakan kawat lurus, kawat melingkar, dan solenoida. Ketiganya memiliki cara kerja yang sama yaitu dengan menghubungkan dudukan akrilik dengan baterai sebagai sumber arus dan meletakkan kompas di dekat kawat tembaga. a. Arah Medan Magnet Untuk mengamati arah medan magnet, dapat dilakukan dengan meletakkan empat buah kompas di sekeliling kawat, kemudian hubungkan dengan baterai dan amati pergerakan jarum kompas yang terjadi, seperti pada gambar berikut:
Gambar 11. Percobaan Arah Medan Magnet pada Kawat Lurus Pola yang dibentuk oleh jarum kompas merupakan arah medan magnet di sekitar kawat tersebut. Arah medan magnet akan mengikuti arah arus sesuai dengan kaidah tangan kanan.
306
b. Kawat Lurus Pengamatan medan magnet di sekitar kawat lurus dilakukan dengan meletakkan kompas dengan jarak tertentu dari kawat, kemudian hubungkan dengan baterai dan multimeter. Amati penyimpangan jarum kompas dan arus listrik pada multimeter, kemudian bandingkan dengan kawat lurus yang memiliki jumlah lilitan berbeda.
Gambar 12. Percobaan Kawat Lurus dengan Jumlah Lilitan dan Jenis Baterai Berbeda Percobaan pada kawat lurus dapat dilakukan untuk menentukan hubungan antara jumlah lilitan dengan medan magnet yang dihasilkan (mengubah jumlah lilitan), jarak dengan medan magnet (mengubah posisi kompas dari kawat), dan kuat arus dengan medan magnet (mengubah jenis baterai).
Gambar 13. Percobaan Kawat Lurus dengan Jarak Kompas Berbeda c. Kawat Melingkar Pengamatan pada kawat melingkar yaitu dengan menghubungkan dudukan kawat melingkar dengan baterai kemudian amati pergerakan kompas. APMM tidak dapat menunjukkan hubungan jari-jari kawat dengan medan magnet yang dihasilkan. APMM hanya menunjukkan arah medan magnet dari kawat melingkar. Percobaan kawat melingkar dapat dilihat pada gambar berikut:
307
Gambar 15. Percobaan Kawat Melingkar d. Solenoida Solenoida yang digunakan terdapat dua jenis yang dibedakan berdasarkan panjangnya, yaitu 12 cm dan 17 cm sedangkan jumlah lilitannya sama. Percobaan dilakukan dengan meletakkan kompas di ujung solenoida, kemudian hubungkan dudukan solenoida dengan baterai, dan amati pergerakan jarum kompas. Percobaan ini bertujuan untuk mengamati hubungan antara panjang solenoida dan letak kompas (di ujung atau di pusat) dengan medan magnet yang dihasilkan.
Gambar 16. Percobaan Solenoida dengan Panjang Solenoida Berberda
Gambar 17. Percobaan Solenoida dengan Letak Kompas Berbeda 2. Percobaan 2 – Gaya Lorentz Percobaan Gaya Lorentz bertujuan untuk mengamati arah Gaya Lorentz yang dihasilkan oleh sebuah kawat berarus listrik yang diletakkan dalam medan magnet. Arah Gaya Lorentz dilihat dari pergerakan kumparan yang digantungkan pada lempeng aluminium. Percobaan dilakukan dengan cara menggantungkan kumparan
308 pada lempeng aluminium, kemudian hubunkan dengan baterai dan amati arah pergerakan kumparan tersebut. Arah Gaya Lorentz akan bergantung pada arah medan magnet dan arah arus sesuai dengan kaidah telapak tangan kanan.
Gambar 18. Percobaan Arah Gaya Lorentz Percobaan ini juga bertujuan untuk mengamati hubungan antara kuat medan magnet dengan Gaya Lorentz yang dihasilkan dengan cara mengubah jenis magnet yang digunakan.
Gambar 19. Percobaan Gaya Lorentz dengan Jenis Magnet Berbeda 3. Percobaan 3 – Motor Listrik Sederhana Motor listrik merupakan komponen elektronika yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Percobaan motor listrik sederhana bertujuan untuk mengamati prinsip kerja motor listrik dan hubungan antara diameter kumparan dengan putaran (torsi) yang dihasilkan. Percobaan motor listrik sederhana sama dengan Gaya Lorentz, hanya saja kumparan yang digunakan berbeda. Percobaan motor listrik sederhana dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 20. Percobaan Motor Listrik Sederhana
309
PROSES PEMBUATAN ALAT PERAGA
310 Lampiran D.2
LEMBAR VALIDASI AHLI MEDIA
Nama Alat
: APMM (Alat Peraga Medan Magnet)
Bidang Studi
: Fisika
Materi
: Medan Magnet
Tingkat satuan/Kelas : SMA / XII
Alat peraga ini dibuat sesuai dengan kurikulum tingkat satuan pendidikan (KTSP) dengan kompetensi dasar sebagai berikut: 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi
Petunjuk : 1. Lembar validasi ini untuk diisi oleh ahli media/desain. 2. Tujuan dari lembar validasi ini adalah untuk mengevaluasi aspek desain. 3. Penilaian diberikan dengan rentang sebagai berikut : 1 = Tidak baik 2 = Kurang baik 3 = Cukup 4 = Baik 5 = Sangat baik 4. Mohon diberikan tanda (√) pada kolom 1, 2, 3, 4 atau 5 sesuai dengan pendapat penilai secara adil dan objektif. Komentar atau saran mohon dapat diberikan pada kolom yang disediakan.
Skala nilai Nilai Angka
Nilai Huruf
Keterangan
80 – 100
A
Amat Baik
60 – 79
B
Baik
40 – 59
C
Cukup
20 – 39
D
Kurang Baik
311
312
313
LEMBAR VALIDASI AHLI MATERI
Nama Alat
: APMM (Alat Peraga Medan Magnet)
Bidang Studi
: Fisika
Materi
: Medan Magnet
Tingkat satuan/Kelas : SMA / XII
Alat peraga ini dibuat sesuai dengan kurikulum tingkat satuan pendidikan (KTSP) dengan kompetensi dasar sebagai berikut: 2.2 Menerapkan induksi magnetik dan gaya magnetik pada beberapa produk teknologi
Petunjuk : 1. Lembar validasi ini untuk diisi oleh ahli materi. 2. Tujuan dari lembar validasi ini adalah untuk mengevaluasi aspek kesesuaian materi dengan alat peraga. 3. Penilaian diberikan dengan rentang sebagai berikut : 1 = Tidak baik 2 = Kurang baik 3 = Cukup 4 = Baik 5 = Sangat baik 4. Mohon diberikan tanda (√) pada kolom 1, 2, 3, 4 atau 5 sesuai dengan pendapat penilai secara adil dan objektif. Komentar atau saran mohon dapat diberikan pada kolom yang disediakan.
Skala nilai Nilai Angka
Nilai Huruf
Keterangan
80 – 100
A
Amat Baik
60 – 79
B
Baik
40 – 59
C
Cukup
20 – 39
D
Kurang Baik
314
315
316
LAMPIRAN E Surat-surat Penelitian
1. 2. 3. 4.
Surat Permohonan Izin Penelitian Surat Keterangan Penelitian Lembar Uji Referensi Daftar Riwayat Hidup
317 Lampiran E.1
318 Lampiran E.2
319 Lampiran E.3
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330 Lampiran E.4
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
NOVITA SRI WULLAN. Anak pertama dari tiga bersaudara pasangan Haerulloh dan Suryati, S.Pd.I. Lahir di Serang pada tanggal 28 Februari 1994 dan bertempat tinggal di Perumahan Taman Angsoka Permai Blok CC No. 10, RT 02, RW 08, Kecamatan Kasemen, Kota Serang, Banten.
Riawayat Pendidikan. Jenjang pendidikan yang telah ditempuh penulis diantaranya SD Negeri Kasemen lulus pada tahun 2006, SMP Negeri 3 Kota Serang lulus pada tahun 2009. Selanjutnya penulis melanjutkan sekolah di MA Negeri 2 Kota Serang dan lulus pada tahun 2012. Penulis tercatat sebagai mahasiswa Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta, Fakultas Ilmu Tarbiyah dan Keguruan, Jurusan Pendidikan Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), Program Studi Pendidikan Fisika pada tahun 2012 melalui jalur Penelusuran Minat dan Kemampuan (PMDK).
