MODUL AJAR FISIKA

DINAMIKA

Nama Sekolah        : SMA Negeri 2 Kandis

Dimensi        : bergotong royong, kreatif, dan mandiri

Fase        : F

Alokasi Waktu        : 4 x 5 JP

CAPAIAN PEMBELAJARAN

Pada akhir fase F, peserta didik mampu menerapkan konsep dan prinsip vektor ke dalam kinematika dan dinamika gerak partikel, usaha dan energi, fluida dinamis, getaran harmonis, gelombang bunyi dan gelombang cahaya dalam menyelesaikan masalah, serta menerapkan prinsip dan konsep energi kalor dan termodinamika dengan berbagai perubahannya dalam mesin kalor. Peserta didik mampu menerapkan konsep dan prinsip kelistrikan (baik statis maupun dinamis) dan kemagnetan dalam berbagai penyelesaian masalah dan berbagai produk teknologi, menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang elektromagnetik dalam menyelesaikan masalah. Peserta didik mampu menganalisis keterkaitan antara berbagai besaran fisis pada teori relativitas khusus, gejala kuantum dan menunjukkan penerapan konsep fisika inti dan radioaktivitas dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi. Peserta didik mampu memberi penguatan pada aspek fisika sesuai dengan minat untuk ke perguruan tinggi yang berhubungan dengan bidang fisika. Melalui kerja ilmiah juga dibangun sikap ilmiah dan profil pelajar Pancasila, khususnya mandiri, inovatif, bernalar kritis, kreatif dan bergotong royong.

TUJUAN PEMBELAJARAN

LANGKAH PEMBELAJARAN

Langkah-langkah pembelajaran pada topik dinamika berikut ini dirancang per tema atau sub topik, tidak kaku harus dilaksanakan secara lengkap dalam satu pertemuan. Setelah guru melakukan asesmen awal kepada peserta didik, atau peserta didik telah menguasai sub-topik, guru dapat menyesuaikan kegiatan pembelajaran dari kegiatan yang sesuai dengan kebutuhan peserta didik.

Setiap pertemuan pembelajaran perlu diawali dengan doa dan kegiatan mengulas kembali penerapan dinamika yang berhubungan langsung dalam pengalaman peserta didik sehari-hari. Pada bagian akhir pertemuan, dilakukan penguatan dan refleksi kegiatan pembelajaran. Contoh pertanyaan refleksi :

a. Apakah saya hadir tepat waktu?

b. Apakah saya memahami materi pembelajaran hari ini?

c. Hal apa yang telah saya pelajari dari pembelajaran hari ini?

d. Bagian mana dari pembelajaran ini yang paling saya sukai?

e. Apakah saya merasa telah mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik?

f. Apakah saya mengalami kesulitan untuk mengikuti pembelajaran?

g. Apa yang dapat saya lakukan untuk memperbaiki cara belajar saya?

h. Apakah saat belajar saya mendapat bantuan dari orang lain?

i. Apakah saya membantu orang lain?

j. Kontribusi apa yang telah atau dapat saya berikan pada lingkungan sekitar saya setelah melakukan pembelajaran hari ini?

Asesmen Awal

Materi prasyarat 1 : Pendahuluan Mekanika, kaitannya dengan Kinematika dan Vektor

Uraian Kegiatan

1. Peserta didik diminta untuk mengingat kembali istilah mekanika, perbedaan kinematika dan dinamika.
2. Tersedia neraca o haus, penggaris (bahan bisa diganti dengan meteran pita, atau alat ukur panjang sejenisnya), benda (permukaan bawah licin), lantai (permukaan licin), dan stopwatch. Tiga orang perwakilan peserta didik mendemonstrasikannya sesuai instruksi.

Mula-mula, massa benda diukur dengan menggunakan neraca O’ Haus oleh peserta didik kedua. Selanjutnya, peserta didik pertama bertugas untuk mendorong benda agar bergerak pada lintasan lurus dan mencatat data, peserta didik kedua membaca ukuran panjang lintasan yang ditempuh benda dan memberi aba-aba “mulai” dan “stop” kepada pemegang stopwatch, serta peserta didik ketiga memegang stopwatch dan mengukur waktu. Saat peserta didik pertama mendorong benda, pengukuran waktu dan panjang lintasan dimulai. Setelah pengukuran panjang (oleh peserta didik kedua) dan pengukuran waktu (oleh peserta didik ketiga) selesai dilakukan, peserta didik pertama mencatat data di papan tulis.

3. Guru memberikan pertanyaan untuk dikerjakan pada kertas

1. Berdasarkan ilmu kinematika yang telah dipelajari, tentukanlah kecepatan pada titik akhir benda tersebut!
2. Bagaimana keadaan awal benda sebelum dipukul?
3. Bagaimana keadaan akhir benda yang teramati pada posisi tertentu?
4. Tentukanlah percepatan yang dialami benda berdasarkan data yang telah dimiliki!

1. Peserta didik mengumpulkan hasil pekerjaannnya.

Penguatan Pengetahuan Prasyarat – Mengidentifikasi Besaran, Satuan, Dimensi, dan Alat Ukur dari Gaya

1. Peserta didik diminta pendapat mengenai apa yang dipikirkan saat mendengar kata gaya.
2. Peserta didik diminta untuk mendiskusikan hal yang telah didemonstrasikan sebelumnya :

1. “besaran apa saja yang telah diukur pada demonstrasi yang telah dilakukan?”
2. “besaran apa saja yang telah dihitung/diolah pada demonstrasi yang telah dilakukan?”

Jawaban akhir yang diharapkan :

1. Panjang lintasan, waktu tempuh, massa benda.
2. Kecepatan akhir yang ditinjau pengamat, dari nilai tersebut, didapatkan nilai percepatannya.

3. Berdasarkan ilmu yang telah didapatkan di SMP, peserta didik bernalar kritis mendiskusikan hubungan besaran-besaran tersebut dengan topik yang akan dibahas pada pertemuan ini (dinamika). Peserta didik diminta membaca materi pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 90 - 91.
4. Perwakilan peserta didik mengkomunikasikan gagasannya mengenai simulasi yang telah dilakukan kaitannya dengan informasi yang dibaca pada buku, lalu mendiskusikan dengan peserta didik lainnya tentang hubungan besaran gerak yang telah dipelajari dengan dinamika.
5. Peserta didik mendapat konfirmasi jawaban bahwa “berdasarkan Hukum II Newton yang telah dipelajari saat SMP, percepatan benda a sebanding dengan gaya F yang bekerja pada benda dan berbanding terbalik dengan massa benda m. Bentuk gaya yang dapat teramati adalah berupa dorongan dan tarikan terhadap benda, seperti pada demonstrasi, benda diberikan gaya berupa dorongan”.
6. Peserta didik mengulas kembali pengetahuan yang telah didapatkan sebelumnya tentang gaya.

• Gaya merupakan besaran vektor, sehingga dapat digambarkan (direpresentasikan) sebagai tanda panah. Besarnya digambarkan sebagai panjang dari garis panahnya dan arah digambarkan dengan panahnya.
• Dimensi dari gaya adalah [M][L][T]-2.
• Satuan Standar Internasional (SI) dari gaya adalah Newton (N). Satuan lainnya adalah dyne.
• Gaya dapat diukur dengan menggunakan neraca pegas, dinamometer, dan lain-lain.

Sub Topik ke-1 Macam-Macam Jenis Gaya dan Menggambar Free Body Diagram

Kriteria Ketercapaian

1. Mengidentifikasi gaya berat, gaya gesek, gaya sentripetal, dan gaya gravitasi yang merupakan karakteristik dari dinamika gerak lurus
2. Menganalisis konsep dan prinsip dinamika gerak lurus dalam menyelesaikan berbagai masalah dalam kehidupan sehari-hari

Uraian Kegiatan

1. Peserta didik diminta untuk mengamati gambar-gambar yang disajikan oleh guru (contoh gambar : gelas di atas meja, foto yang digantungkan pada dinding, benda yang digantungkan pada tali, mobil yang diderek, buku-buku yang tersusun pada rak, motor yang menikung di arena balap motor, dan pengamplasan benda).  
2. Peserta didik bernalar kritis untuk mencermati keberadaan gaya yang bekerja pada benda tersebut dan benda apa yang memberi gaya terhadap benda yang diamati. Guru mengulas satu per satu dan memperkenalkan macam-macam jenis gaya yang bekerja pada benda tersebut beserta arahnya : gaya luar F (gaya yang berupa tarikan dan dorongan), gaya normal N, gaya berat W, gaya tegang tali T (atau benda sejenisnya), gaya kontak, gaya sentripetal (Fs), dan gaya gesek (f).
3. Peserta didik mendiskusikan macam-macam gaya dalam kehidupan sehari-hari. Materi tersedia pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 98 - 117.  
4. Peserta didik bernalar kritis mencermati bahwa terdapat lebih dari satu gaya, dengan arah yang sama dan/atau berbeda, bekerja pada satu benda yang diamati dalam setiap fenomena/peristiwa nyata.
5. Peserta didik menyimpulkan bahwa gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda perlu digambar pada sistem diagram dua dimensi.
6. Dengan dibimbing oleh guru, peserta didik mempelajari langkah-langkah membuat diagram gaya. Guru turut mendemonstrasikan cara menggambar diagram gaya.

Langkah-langkah membuat diagram gaya :

1. Menuliskan daftar gaya yang bekerja pada benda beserta arahnya,
2. Menggambarkan sumbu x dan sumbu y diagram Cartesius,
3. Titik (0,0) dianggap sebagai titik tengah (pusat massa) benda yang diamati,
4. Menggambar vektor gaya pada diagram Cartesius dan menuliskan lambang gaya sesuai dengan daftar yang telah dituliskan sebelumnya.

Untuk penguatan, peserta didik membaca materi pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 98 - 117.

7. Peserta didik berlatih secara individu menggambar diagram gaya berdasarkan instruksi yang diberikan guru pada buku latihan masing-masing.

Contoh instruksi :

“Gambarkanlah diagram gaya suatu jam dinding yang digantungkan pada dinding”

8. Peserta didik menyimak pembahasan guru mengenai menggambar diagram gaya. 

Sub Topik ke-2 Hukum Newton dan Penerapannya dalam Kehidupan Sehari-hari

Kriteria Ketercapaian

1. Merumuskan permasalahan yang ada untuk menyelesaikan masalah dalam dinamika gerak lurus
2. Menunjukkan pemahaman kualitatif tentang gaya berat, gaya sentripetal, dan gaya gravitasi dengan menggunakan Hukum Newton tentang dinamika gerak lurus

Uraian Kegiatan

1. Peserta didik bersama-sama mengulas kembali materi yang telah dibahas pada pertemuan sebelumnya.
2. Peserta didik bernalar kritis mendiskusikan :

• Bagaimana gaya-gaya yang bekerja pada benda dapat dianalisis secara kuantitatif? (Ada nilainya/terukur)
• Bagaimana penerapan perhitungan gaya berdasarkan diagram yang telah digambar?

3. Peserta didik mendapat konfirmasi jawaban dari guru bahwa gaya-gaya bekerja pada suatu benda berdasarkan Hukum Newton. Untuk penguatan, peserta didik membaca materi Hukum Newton buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 91 - 96.
4. Peserta didik diajak mempraktikan fenomena-fenomena sederhana Hukum Newton.

9. Peserta didik berpikir kreatif dan bernalar kritis membuat formulasi Hukum Newton berdasarkan gambar-gambar diagram gaya yang telah dibuat pada pertemuan sebelumnya dengan dibimbing oleh guru. Untuk penguatan, peserta didik membaca kembali materi yang telah dijelaskan guru pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 98 - 117.  
10. Peserta didik berlatih secara mandiri untuk memecahkan kasus penerapan Hukum Newton pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 122 - 123.
11. Peserta didik mendiskusikan dan membahas jawaban yang tepat dengan bimbingan guru.

Sub Topik ke-3 Hukum Newton tentang Gravitasi dan Kaitannya dengan Hukum Kepler

Kriteria Ketercapaian

1. Menghubungkan hukum-hukum Kepler tentang gerak planet dengan hukum-hukum gerak Newton
2. Memahami konsep gesekan melalui percobaan dan penalaran dan mampu memprediksi berdasarkan hasil observasi

Uraian Kegiatan

1. Peserta didik mengamati video mengenai tata surya Bima Sakti.
2. Peserta didik bernalar kritis mendiskusikan mengenai :

“bagaimana planet-planet beserta satelit-satelitnya dapat mengitari matahari sebagai pusat tata surya secara teratur tanpa bertabrakan? Bagaimana pola keteraturan planet yang mengitari pusat tata surya?”

3. Peserta didik menyampaikan informasi temuannya. Peserta didik mendapat konfirmasi jawaban dari guru bahwa setiap benda bermassa memiliki gaya gravitasi; semakin besar massa benda, semakin besar gaya gravitasi benda tersebut berinteraksi dengan benda yang ada di sekitarnya. Begitu pula, benda langit yang menempati Galaksi Bima Sakti, benda – benda langit memiliki gravitasi dan saling tarik-menarik satu sama lain, sehingga planet-planet dapat tetap mengitari Matahari, tidak terlempar keluar Bima Sakti. Untuk penguatan, peserta didik membahas materi Hukum Newton tentang Gravitasi dan medan gravitasi pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 123 – 131 dibimbing oleh guru.
4. Peserta didik mengerjakan latihan soal pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 132 secara mandiri. Jika peserta didik mengalami kesulitan, peserta didik mendapat bantuan dari guru.

Sub Topik ke-4 Praktikum dan Asesmen Akhir Pembelajaran

Kriteria Ketercapaian

1. Memahami konsep gesekan melalui percobaan dan penalaran dan mampu memprediksi berdasarkan hasil observasi

Uraian Kegiatan Praktikum (3 JP)

1. Peserta didik bersama-sama mendiskusikan ulasan materi pembelajaran pada pertemuan sebelumnya
2. Peserta didik mendengarkan pengarahan praktikum yang dijelaskan oleh guru. Lembar praktikum yang dilakukan tersedia pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga Kegiatan 3.1 halaman 117 – 118, dan Kegiatan 3.2 halaman 133.
3. Peserta didik mengkondisikan dirinya berkelompok menuju laboratorium fisika
4. Peserta didik bergotong royong mempersiapkan alat dan bahan, serta mengatur alat sesuai dengan skema yang tercantum pada panduan praktikum buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga Kegiatan 3.1 halaman 117 – 118, dan Kegiatan 3.2 halaman 133.
5. Peserta didik melakukan pengukuran dan mencatat hasil pengukuran.
6. Peserta didik mengolah hasil pengukuran.
7. Peserta didik membuat kesimpulan dari hasil pengolahan data yang dilakukan.
8. Perwakilan peserta didik dari setiap kelompok membagikan hasil kesimpulan yang didapatkan dari kegiatan praktikum yang dilakukan.
9. Dengan dibimbing oleh guru, peserta didik menyimpulkan hal-hal yang didapatkan pada pertemuan ini.

Uraian Kegiatan Asesmen Akhir Pembelajaran (2 JP)

Guru memilih soal yang mewakili kegiatan pembelajaran yang telah dilakukan dari latihan soal akhir bab pada buku Fisika SMA/MA Kelas XI PT. Penerbit Erlangga halaman 136 - 146.

1. Peserta didik mengerjakan soal yang telah diberikan oleh guru.
2. Peserta didik mengisi lembar refleksi pengerjaan soal.

Penugasan

Penilaian pada materi dinamika adalah sebagai berikut.

ASESMEN PEMBELAJARAN

1. Asesmen Proses: penilaian sikap, unjuk kerja, portofolio

1. Rubrik Pengamatan Sikap sesuai Profil Pelajar Pancasila

Catatan: Pengamatan sikap ini terintegrasi dalam setiap pembelajaran agar dapat terus dilatihkan dan dikembangkan

2. Rubrik Penilaian Unjuk Kerja

3. Rubrik Penilaian Portofolio

2. Asesmen Akhir berdasar Laporan Tugas Mandiri

3. Asesmen Sumatif

Untuk asesmen sumatif, dikembangkan indikator yang sesuai dengan ketercapaian tujuan pembelajaran.