Apa yang Membuatmu Sulit Berhenti?
Modul Ajar
Momentum dan Impuls
Sumber gambar: slingshothealth.com
Daftar Isi
Daftar Isi        2
A.        Informasi Umum        3
1.        Identitas        3
2.        Profil Pelajar Pancasila        3
3.        Sarana dan Prasarana        3
4.        Target Peserta Didik        4
5.        Metode/Model Pembelajaran yang digunakan        4
B.        Komponen Inti        4
1.        Tujuan Pembelajaran        4
2.        Pengetahuan Prasyarat        4
3.        Pemahaman bermakna        5
4.        Pertanyaan pemantik        5
5.        Kegiatan pembelajaran        5
a.        Pertemuan ke-1        7
b.        Pertemuan ke-2        10
c.        Pertemuan ke-3        11
d.        Pertemuan ke-4        13
e.        Pertemuan ke-5        16
f.        Pertemuan ke-6        17
6.        Perangkat Asesmen        18
a.  Asesmen Formatif        18
b.  Asesmen Keterampilan Proses        20
c.  Asesmen Sikap        22
d.        Penilaian Karya        23
7.        Pengayaan dan remedial        23
8.        Refleksi guru dan Peserta Didik        25
C.        Lampiran        26
1.        Lembar Kerja Peserta Didik        26
a.        LKPD-1        26
b.        LKPD-2        28
c.        LKPD-3        29
d.        LKPD-4        31
e.        LKPD-5        34
f.        LKPD-6        36
2.        Materi        38
3.        Sumber  referensi belajar guru dan Peserta Didik        43
4.        Daftar Pustaka        44
5.        Glosarium        44
Apa yang Membuatmu Sulit Berhenti?
Informasi Umum
Identitas
- Nama Penulis                        : Iman Nurzaman
Asal Instansi                        : SMAN 19 Garut
Tahun Penyusunan                : 2021
Fase                                : F
- Jenjang                                : SMA
- Kelas                                : XI
- Perkiraan Jumlah Peserta Didik        : 30 – 36
- Moda Pembelajaran                : Tatap Muka atau PJJ
- Kode Perangkat                        : FIS.F.IMN.11.7
- Jumlah Pertemuan                : 6 x 2 JP
- Kata Kunci                                : momentum, impuls, tumbukan, koefisien restitusi
Profil Pelajar Pancasila
- Berintegritas dan menjaga keselamatan diri dalam keselamatan kerja dan dan menjaga lingkungan (akhlak mulia wujud Beriman dan Bertakwa);
- Menetapkan tujuan dan rencana, serta mengembangkan kendali dan disiplin diri (wujud Kemandirian);
- Menunjukkan kolaborasi dan komunikasi untuk tujuan bersama (wujud Bergotong royong);
- Memperoleh dan mengolah informasi serta menganalisis, mengevaluasi, merefleksi, dan mengevaluasi pikirannya sendiri (wujud Bernalar kritis);
- Memiliki keluwesan berpikir dalam mencari alternatif solusi permasalahan (wujud Kreativitas)
Sarana dan Prasarana
- Bola voli
- Bola basket
- Batang kayu (atau kepalan tangan)
- Kelereng kecil
- kelereng besar
- Karton
- Mistar (2 buah, sejenis)
- Penyangga (balok kayu atau buku)
| Alternatif: Bola voli dan bola basket dapat diganti dengan benda lain yang massanya berbeda namun volumenya tidak jauh berbeda.
|
Media:
https://phet.colorado.edu/sims/html/collision-lab/latest/collision-lab_en.html
Target Peserta Didik
- Peserta didik regular/tipikal
- Peserta didik dengan kesulitan belajar
- Peserta didik berpencapaian tinggi
Metode/Model Pembelajaran yang digunakan
- Demonstrasi
- Diskusi
- Ceramah
Komponen Inti
Tujuan Pembelajaran
11.7 Menerapkan konsep momentum dan impuls, serta hukum kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari
Elemen CP yang dituju : Pemahaman Sains dan Keterampilan Proses
Pemahaman Sains
- Menjelaskan konsep momentum dan hubungannya dengan vektor
- Menjelaskan konsep impuls dan contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari
- Menganalisis penerapan hukum kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari
- Menganalisis jenis-jenis tumbukan
Keterampilan Proses
- Mempertanyakan dan memprediksi berdasarkan hasil observasi
- Membuat rancangan karya yang menunjukkan contoh penerapan hukum kekekalan momentum
- Menyajikan laporan hasil eksperimen penentuan koefisien restitusi
Pengetahuan Prasyarat
Peserta didik sudah memahami konsep massa, kecepatan, vektor, dan hukum Newton tentang gerak
Pemahaman bermakna
- Hampir setiap saat kita bergerak dan merespon gerakan.
- Momentum menggambarkan tingkat kesulitan menghentikan gerak suatu benda yang dapat diketahui dari massa dan kecepatannya
- Pemberian gaya pada selang waktu tertentu akan menghasilkan perubahan momentum dan perubahan momentum yang terjadi pada selang waktu tertentu akan menghasilkan gaya dengan nilai tertentu
- Jika tidak ada gaya eksternal total yang bekerja pada sistem, maka momentum total sistem tidak berubah
- Ketika benda bertumbukan, terjadi transfer energi
Pertanyaan pemantik
- Manakah yang lebih sulit, menghentikan benda bermassa ringan tapi berkecepatan tinggi atau benda bermassa besar tapi berkecepatan rendah?
- Apa yang dapat menyebabkan benda mengalami perubahan keadaan gerak?
- Mengapa kita harus menggunakan helm saat mengendarai sepeda motor?
- Mengapa atlet bela diri menggunakan body protector?
- Apa pengaruh latihan kecepatan pukulan bagi petinju?
Kegiatan pembelajaran
Gambaran Umum Pertemuan Kegiatan Pembelajaran dan alternatifnya
Tatap Muka | PJJ Langsung (Sinkron) | PJJ Tak Langsung (Asinkron) |
Alokasi waktu: 2 JP | Alokasi waktu: 2 JP | Alokasi waktu: 3 hari - Hari ke-1: Pembagian bahan ajar untuk dikerjakan Peserta Didik
- Hari ke-2: Pengumpulan
- Hari ke-3: Pengerjaan diskusi dan refleksi
|
Persiapan: - Guru menyiapkan alat, bahan, dan media
| Persiapan: - Guru menyiapkan media dan menginformasikan alat dan bahan yang akan digunakan Peserta Didik setidaknya satu pekan sebelumnya
| Persiapan: - Guru menyiapkan media dan menginformasikan alat dan bahan yang akan digunakan Peserta Didik serta membagikan LKPD dan referensi materi
|
Pembukaan: - Sapa, Salam, dan Doa
- Penyajian fenomena faktual dan pertanyaan pemantik
| Pembukaan: - Sapa, Salam, dan Doa
- Penyajian fenomena faktual dan pertanyaan pemantik melalui demonstrasi langsung atau tayangan video
| Pembukaan: - Sampaikan pentingnya pembiasaan doa walaupun belajar mandiri
- Penyajian fenomena faktual dan pertanyaan pemantik melalui tayangan video yang diunggah di media sosial (WA, Classroom atau YouTube)
|
Kegiatan Inti: - Aktivitas Peserta Didik
- Diskusi dan verifikasi bersama-sama dengan guru
| Kegiatan Inti: - Aktivitas Peserta Didik dilakukan secara mandiri atau berkelompok dengan tetap berkomunikasi melalui kelompok kecil (grup WA kelompok, breakout room Zoom atau G-Meet)
- Diskusi dilakukan bersama guru dan seluruh anggota kelas dalam ruang besar (grup WA kelas, main room Zoom atau G-Meet)
| Kegiatan Inti: - Aktivitas Peserta Didik dilakukan secara mandiri atau berkelompok dengan tetap berkomunikasi melalui kelompok kecil sesuai kesepakatan Peserta Didik
- Hasil pengerjaan dan laporan aktivitas Peserta Didik dikumpulkan melalui tautan tertentu (G-Form, Classroom, atau WA)
- Diskusi dilakukan dengan memberikan pertanyaan umpan balik
|
Penutup: | Penutup: | Penutup: - Refleksi melalui G-Form atau dalam jurnal pribadi Peserta Didik
|
Pertemuan ke-1
Persiapan Pembelajaran
- Menyiapkan alat dan bahan
- Menyiapkan video tayangan memukul bola kasti
- Menyiapkan gambar ilustrasi gerak pusat massa
| Alternatif: Bila alat terbatas, bisa dikerjakan bersama-sama dalam sekelas.
| PJJ: Kegiatan dilakukan dengan urutan serupa, keperluan alat dan bahan dapat digunakan alternatif lain seperti bola voli dan bola basket dapat diganti dengan benda lain yang memiliki volume hampir sama tapi massa berbeda. |
Kegiatan Pembelajaran
Aktivitas Guru | Aktivitas dan Pengaturan Peserta Didik |
Pembukaan (durasi 15 menit) | Pengaturan Peserta Didik: klasikal |
- Mengucapkan salam dan menyapa peserta didik
- Mendemonstrasikan kegiatan memukul bola. Sebuah bola dilemparkan, lalu dipukul menggunakan sebuah batang kayu atau kepalan tangan. Â (Bisa diganti dengan menunjukkan video tentang memukul bola kasti.)
- Memancing Peserta Didik bertanya:
Pertanyaan Pemantik - Apa yang menurutmu menarik?
- Pertanyaan apa yang bisa dimunculkan untuk belajar dari fenomena tadi?
- Apa yang terjadi ketika bola dipukul?
- Apabila bolanya diganti dengan bola lain, misalnya bola basket, bola voli, atau bola pingpong, apa yang akan terjadi?
- Manakah yang lebih sulit?
- Besaran apa saja yang harus diperhatikan?
- Mereviu besaran gerak dan energi dari pertemuan sebelumnya
- Menyebutkan tujuan pembelajaran
| - Menjawab salam dan berdoa secara klasikal.
- Mengamati dan atau ikut serta dalam demonstrasi
- Mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan, memprediksi besaran apa yang mempengaruhi tingkat kesulitan menghentikan gerak benda
- Mereviu besaran gerak
- Menyimak tujuan pembelajaran
|
Kegiatan Inti (durasi 65 menit) | Pengaturan Peserta Didik: Berkelompok (3-5 Peserta Didik) |
- Mengelompokkan peserta didik, kemudian membagikan LKPD-1.
- Meminta Peserta Didik menyampaikan hasil pengerjaan LKPD-1 bagian 1
- Memfasilitasi Peserta Didik untuk diskusi dan menemukan jawaban pertanyaan LKPD-1 bagian 1.
- Di bagian tengah bola.
Bagian tengah benda simetris merupakan pusat massanya. Gerak benda secara umum dapat diwakili pusat massanya. Maka gaya yang kita berikan pun dapat diwakilkan pada pusat massanya. Guru menunjukkan contoh gambar gerakan pusat massa benda yang membentuk lintasan parabola.
Sumber: https://www.usna.edu/Users/physics/ ayangeakaa/_files/documents/SP211-Docs/SP211-Lecture201.pdf - Bola basket lebih sulit dipukul, karena massanya lebih besar.
- Meminta Peserta Didik menyampaikan hasil pengerjaan LKPD-1 bagian 2
- Memfasilitasi Peserta Didik untuk diskusi dan menemukan jawaban pertanyaan LKPD-1 bagian 2.
- Kelereng besar menghasilkan pergeseran posisi yang lebih besar pada karton.
- Semakin curam, semakin besar kecepatan kelereng.
- Besaran yang mempengaruhi: massa dan kecepatan
- Memfasilitasi diskusi tentang konsep momentum sebagai besaran yang menggambarkan tingkat kesulitan menghentikan benda dan nilainya diperoleh dari hasil kali massa dan kecepatan.
- Memfasilitasi diskusi tentang bentuk Hukum Kedua Newton sebagai laju perubahan momentum dan bahwa jika kecepatan besaran vektor, maka momentum pun besaran vektor.
- Memfasilitasi Peserta Didik untuk diskusi dan menemukan jawaban pertanyaan LKPD-2.
| - Mengerjakan LKPD-1 secara berkelompok
- Menyampaikan hasil pengerjaan bagian 1
- Mengikuti diskusi
- Menyampaikan hasil pengerjaan bagian 2
- Diskusi
- Mendefinisikan konsep momentum
- Memformulasikan Hukum Kedua Newton dan menyimpulkan momentum sebagai besaran vektor
- Menganalisis masalah, mengikuti diskusi, mencari solusi atas permasalahan
|
Penutup (durasi 20 menit) |
- Membimbing Peserta Didik untuk menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
- Memberikan asesmen formatif (tes tertulis, umpan balik, dan refleksi) kemudian menguatkan bahwa aktivitas memperoleh dan mengolah informasi serta menganalisis, mengevaluasi, merefleksi, dan mengevaluasi pikirannya sendiri adalah wujud Profil Pelajar Pancasila yang Bernalar kritis.
- Menutup pertemuan dengan berdoa dan mengucap salam
| - Menyimpulkan hasil pembelajaran
- Mengerjakan asesmen formatif dan melakukan refleksi
- Berdoa dan menjawab salam
|
Pertemuan ke-2
Persiapan Pembelajaran
- Menyiapkan alat dan bahan
- Menyiapkan video tayangan memukul bola kasti
|
Kegiatan Pembelajaran
Aktivitas Guru | Aktivitas dan Pengaturan Peserta Didik |
Pembukaan (durasi 15 menit) | Pengaturan Peserta Didik: klasikal |
- Mengucapkan salam dan menyapa peserta didik.
- Mereviu percobaan sederhana yang dilakukan sebelumnya tentang momentum kemudian mendemonstrasikan kegiatan memukul bola lagi. Sebuah bola dilemparkan, lalu dipukul menggunakan sebuah batang kayu atau kepalan tangan. Â Bisa diganti dengan menunjukkan video tentang memukul bola bola kasti atau bola tenis.
- Memancing Peserta Didik bertanya:
- Apa yang menyebabkan benda bergerak?
- Apa yang menyebabkan benda mengalami perubahan keadaan gerak?
- Pertanyaan apa lagi yang bisa dimunculkan untuk belajar dari fenomena tadi?
- Besaran apa saja yang harus diperhatikan?
- Menyebutkan tujuan pembelajaran
| - Menjawab salam dan berdoa secara klasikal.
- Mengamati dan atau ikut serta dalam demonstrasi
- Mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan, memprediksi besaran apa yang mempengaruhi tingkat kesulitan menghentikan gerak benda
- Menyimak tujuan pembelajaran
|
Kegiatan Inti (durasi 65 menit) | Pengaturan Peserta Didik: Berkelompok (3-5 Peserta Didik) |
- Membagi Peserta Didik ke dalam kelompok dan menugaskan pengerjaan LKPD-3 bagian 1
- Meminta Peserta Didik menyampaikan hasil pengerjaan bagian 1
- Memfasiltasi diskusi tentang:
- Perbedaan pukulan dan dorongan (selang waktu kontak)
- gaya yang bekerja pada waktu singkat (impulsif) disebut gaya impuls.
- Gaya impuls mengalami perubahan nilai sesuai waktu kontaknya, untuk memudahkan digunakan gaya rata-rata dalam kebutuhan perhitungan.
- Mengaitkan Hukum Kedua Newton dengan konsep impuls dan momentum, hingga diperoleh kesimpulan bahwa impuls adalah perubahan momentum.
- Mempersilakan Peserta Didik mengerjakan LKPD-3 bagian 2
- Memfasilitasi diskusi tentang pengerjaan LKPD-3 bagian 2
| - Mengerjakan LKPD secara berkelompok
- Menyampaikan hasil pengerjaan
- Menyimpulkan pengertian impuls
- Menyimpulkan hubungan gaya, selang waktu, impuls, dan perubahan momentum
- Mengerjakan LKPD
- Menganalisis masalah, mengikuti diskusi dan menjawab pertanyaan
|
Penutup (durasi 20 menit) |
- Membimbing Peserta Didik untuk menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
- Memberikan asesmen formatif (tes tertulis, umpan balik, dan refleksi)
- Menutup pertemuan dengan berdoa dan mengucap salam
| - Menyimpulkan hasil pembelajaran
- Mengerjakan asesmen formatif
- Berdoa dan menjawab salam
|
Pertemuan ke-3
Persiapan Pembelajaran
- Menyiapkan alat dan bahan: kelereng, kertas, laptop, aplikasi PhET Tumbukan (Collisions)
- Menyiapkan video tayangan roket, bandul newton, dan gerak pental (recoil) pada senapan.
|
Kegiatan Pembelajaran
Aktivitas Guru | Aktivitas dan Pengaturan Peserta Didik |
Pembukaan (durasi 15 menit) | Pengaturan Peserta Didik: klasikal |
- Mengucapkan salam dan menyapa peserta didik
- Menunjukkan tayangan video peluncuran roket
- Memancing Peserta Didik bertanya:
- Apa yang menurutmu menarik?
- Pertanyaan apa yang bisa dimunculkan untuk belajar dari fenomena tadi?
- Bagaimana cara kerjanya sehingga roket bisa meluncur?
- Apa hubungannya materi yang kita pelajari sebelumnya dengan ini?
- Mereviu pengertian momentum dan impuls
- Menyebutkan tujuan pembelajaran
| - Menjawab salam dan berdoa secara klasikal.
- Mengamati dan atau ikut serta dalam demonstrasi
- Mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan,
- Mereviu konsep momentum dan impuls,
- Menyimak tujuan pembelajaran
|
Kegiatan Inti (durasi 65 menit) | Pengaturan Peserta Didik: Berkelompok |
- Membagi Peserta Didik ke dalam kelompok (opsional) dan memberikan LKPD-4
- Meminta Peserta Didik bergantian menyampaikan hasil pengerjaan
- Memfasilitasi Peserta Didik untuk mendiskusikan jawaban pertanyaan bersama-sama.
- Menunjukkan tayangan video tentang bandul newton dan gerak pental (recoil) pada senapan kemudian mendiskusikan analisisnya menggunakan Hukum Ketiga Newton hingga diperoleh kesimpulan bahwa bila gaya eksternal sama dengan nol, maka momentum total sistem tidak berubah.
- Mendiskusikan penyelesaian masalah menggunakan konsep momentum dan impuls, misalnya:
- Sebuah peluru bermassa 500 gram ditembakkan dari meriam bermassa 200 kg. Bila kecepatan pental meriam ke belakang sebesar 0,5 m/s, bagaimana kita mengetahui kecepatan peluru?
- Menugaskan pembuatan rancangan karya sederhana yang menerapkan Hukum Kekekalan Momentum untuk dipresentasikan di pertemuan ke-6.
| - Peserta Didik mengerjakan LKPD-4 secara berkelompok
- Presentasi hasil pengerjaan
- Mengikuti diskusi
- Menyimpulkan hasil diskusi
- Menganalisis masalah, menyampaikan gagasan solusi atas masalah yang disajikan.
- Mendesain rancangan karya yang menunjukkan penerapan Hukum Kekekalan Momentum
|
Penutup (durasi 20 menit) | Pengaturan Peserta Didik: Individu |
- Membimbing Peserta Didik untuk menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
- Memberikan asesmen formatif (tes tertulis, umpan balik, dan refleksi) dan penguatan bahwa Memiliki keluwesan berpikir dalam mencari alternatif solusi permasalahan wujud Profil Pelajar Pancasila yang Kreatif.
- Menutup pertemuan dengan berdoa dan mengucap salam
| - Menyimpulkan hasil pembelajaran
- Mengerjakan asesmen formatif dan melakukan refleksi
- Berdoa dan menjawab salam
|
Pertemuan ke-4
Persiapan Pembelajaran
- Menyiapkan alat dan bahan: kelereng
- Menginstall aplikasi Java di laptop
- Mengunduh atau membuka aplikasi PhET tentang tumbukan
https://phet.colorado.edu/sims/html/collision-lab/latest/collision-lab_en.html |
Kegiatan Pembelajaran
Aktivitas Guru | Aktivitas dan Pengaturan Peserta Didik |
Pembukaan (durasi 15 menit) | Pengaturan Peserta Didik: klasikal |
- Mengucapkan salam dan menyapa peserta didik
- Mendemonstrasikan bola yang jatuh dan memantul berulang kali.
Sumber:https://www.physics.hku.hk/~phys0607/ images/tennis-ball-bounce-1a.jpg - Memancing Peserta Didik bertanya:
- Apa yang menurutmu menarik?
- Pertanyaan apa yang bisa dimunculkan untuk belajar dari fenomena tadi?
- Mengapa bola memantul?
- Mengapa tinggi pantulannya tidak setinggi semula?
- Apakah bola lain akan mengalami hal serupa?
- Apa hubungannya materi yang kita pelajari sebelumnya dengan ini?
- Mereviu Hukum Kekekalan Momentum
- Menyebutkan tujuan pembelajaran
| - Menjawab salam dan berdoa secara klasikal.
- Mengamati dan atau ikut serta dalam demonstrasi
- Mengajukan pertanyaan, menjawab pertanyaan,
- Mereviu Hukum Kekekalan Momentum,
- Menyimak tujuan pembelajaran
|
Kegiatan Inti (durasi 65 menit) |
- Menunjukkan tayangan video tentang bola biliar yang mengalami tumbukan, permen karet yang jatuh, dan mobil yang mengalami tabrakan. Kemudian membuka diskusi tentang:
- Apa perbedaan keadaan pada ketiganya?
- Membagi Peserta Didik per kelompok dan memberikan LKPD-5
- Memberi kesempatan Peserta Didik untuk mempresentasikan hasil ekspreimennya
- Memfasilitasi Peserta Didik untuk mendiskusikan jawaban pertanyaan bersama-sama hingga menyimpulkan bahwa:
- setelah benda bertumbukan tingkat kelentingannya berbeda-beda;
- selama tidak ada gaya luar pada sistem, berlaku Hukum Kekekalan Momentum
- pada tumbukan yang tidak lenting ataupun lenting sebagian, energi gerak dikonversi menjadi energi lain seperti bunyi dan panas
- tumbukan dikategorikan menjadi tiga jenis, yaitu lenting sempurna, lenting sebagian, dan tidak lenting sama sekali
- mendefinisikan koefisien restitusi
- menjabarkan batasan kondisi untuk tiap jenis tumbukan
- Membimbing Peserta Didik memformulasikan koefisien restitusi berdasar Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Mekanik
- Mendiskusikan penyelesaian masalah menggunakan konsep momentum dan impuls, misalnya:
- Mengetahui kecepatan peluru melalui ayunan balistik.
| - Peserta Didik secara individu menyampaikan pendapatnya masing-masing.
- Mengerjakan LKPD secara berkelompok
- Mempresentasikan hasil eksperimen
- Mengikuti diskusi tentang tingkat kelentingan pada tumbukan, menyimpulkan jumlah kemungkinan jenis tumbukan
- Memformulasikan koefisien restitusi
- Menganalisis masalah, mengikuti diskusi, menyampaikan gagasan solusi atas masalah yang disajikan.
|
Penutup (durasi 20 menit) |
- Membimbing Peserta Didik untuk menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
- Memberikan asesmen formatif (tes tertulis, umpan balik, dan refleksi)
- Menutup pertemuan dengan berdoa dan mengucap salam
| - Menyimpulkan hasil pembelajaran
- Mengerjakan asesmen formatif
- Berdoa dan menjawab salam
|
Pertemuan ke-5
Persiapan Pembelajaran
- Menyiapkan alat dan bahan: kelereng
- Menyiapkan video tayangan benda jatuh dan memantul
|
Kegiatan Pembelajaran
Aktivitas Guru | Aktivitas dan Pengaturan Peserta Didik |
Pembukaan (durasi 15 menit) | Pengaturan Peserta Didik: klasikal |
- Mengucapkan salam dan menyapa peserta didik
- Mereviu pertemuan sebelumnya tentang tumbukan
- Menyebutkan tujuan pembelajaran
| - Menjawab salam dan berdoa secara klasikal.
- Mereviu tumbukan,
- Menyimak tujuan pembelajaran
|
Kegiatan Inti (durasi 65 menit) | Pengaturan Peserta Didik: berkelompok |
- Membimbing Peserta Didik memformulasikan koefisien restitusi berdasar Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada bola jatuh dan memantul. [10 menit]
- Memberikan bola, penggaris/meteran, dan kapur kepada Peserta Didik untuk merancang dan melakukan eksperimen sederhana penentuan koefisien restitusinya. (bila kesulitan dalam melakukan pengukuran, bisa dibantu menggunakan perekam video). [40 menit]
Sumber:https://www.physics.hku.hk/~phys0607/ images/tennis-ball-bounce-1a.jpg
- Memfasilitasi presentasi dan diskusi antar kelompok. [15 menit]
| - Peserta Didik memformulasikan koefisien restitusi
- Merancang dan melakukan eksperimen penentuan koefisien restitusi
- Mempresentasikan hasil eksperimen dan mendiskusikannya
|
Penutup (durasi 20 menit) | Pengaturan Peserta Didik: Individu |
- Membimbing Peserta Didik untuk menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
- Memberikan asesmen formatif (tes tertulis, umpan balik, dan refleksi)
- Menutup pertemuan dengan berdoa dan mengucap salam
| - Menyimpulkan hasil pembelajaran
- Mengerjakan asesmen formatif
- Berdoa dan menjawab salam
|
Pertemuan ke-6
Persiapan Pembelajaran
- Menyiapkan alat presentasi (laptop, proyektor, dan layar)
|
Kegiatan Pembelajaran
Aktivitas Guru | Aktivitas dan Pengaturan Peserta Didik |
Pembukaan (durasi 15 menit) | Pengaturan Peserta Didik: klasikal |
- Mengucapkan salam dan menyapa peserta didik
- Menyebutkan tujuan pembelajaran
| - Menjawab salam dan berdoa secara klasikal.
- Menyimak tujuan pembelajaran
|
Kegiatan Inti (durasi 65 menit) | Pengaturan Peserta Didik: berkelompok |
- Memfasilitasi Peserta Didik untuk mempresentasikan rancangan yang telah didesain sejak pertemuan ke-3
| - Mempresentasikan hasil karya dan mendiskusikannya
|
Alternatif untuk PJJ Tak Langsung (Asinkron): Peserta Didik merekam hasil presentasinya dalam bentuk poster atau video, lalu mengumpulkannya melalui media sosial (WA, Classroom, atau YouTube) Diskusi dilakukan dengan pengalokasian waktu untuk memberi komentar dan waktu lainnya untuk komentar balasan sebagai jawabannya.
|
Penutup (durasi 20 menit) | Pengaturan Peserta Didik: Individu |
- Membimbing Peserta Didik untuk menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
- Memberikan asesmen formatif (umpan balik, dan refleksi)
- Menutup pertemuan dengan berdoa dan mengucap salam
| - Menyimpulkan hasil pembelajaran
- Mengerjakan asesmen formatif
- Berdoa dan menjawab salam
|
Perangkat Asesmen
a. Asesmen Formatif
Soal Tes Tulis | Jawaban |
Pertemuan ke-1 Manakah yang memiliki momentum lebih besar, mobil A bermassa 1500 kg dengan kecepatan 72 km/jam atau mobil B bermassa 2000 kg dengan kecepatan 15 m/s? | Momentum mobil A Momentum mobil B Momentum keduanya sama. |
Pertemuan ke-2 Gaya rata-rata dari suatu pemukul sebesar 500 N bekerja pada sebuah benda bermassa 1 kg. Sehingga benda yang awalnya bergerak dengan kelajuan 10 m/s mengalami perubahan kecepatan. Jika benda dipukul searah dengan arah awal geraknya, waktu kontak gaya bekerja pada benda adalah 0,1 sekon, sedangkan bila dipukul dari arah berlawanan akan menghasilkan waktu kontak 0,2 sekon. Pukulan manakah yang mengakibatkan benda bergerak lebih kencang? Jelaskan alasanmu! | Impuls = perubahan momentum Jika dipukul searah gerak awal Jika melawan arah gerak awal Yang lebih kencang adalah yang memiliki nilai kecepatan lebih besar, yaitu saat dipukul melawan arah awal. |
Pertemuan ke-3 Sebuah balok kayu bermassa 3 kg yang diam di atas lantai licin ditembak sebutir peluru bermassa 60 gram dengan kecepatan 120 m/s. Jika peluru menembus balok dan kecepatannya berubah menjadi 80 m/s. Berapa kecepatan balok tersebut sesaat setelah ditembus peluru? | |
Pertemuan ke-4 Segumpal plastisin memiliki massa 500 gram dilempar mendatar dengan kecepatan 10 m/s mengenai balok kayu bermassa 2 kg yang berada di atas meja licin sehingga plastisin menempel pada balok. Tentukan kecepatan kedua benda sesaat setelah tumbukan! | Setelah bertumbukan, plastisin menempel pada balok, berarti tumbukan tidak lenting, e = 0 Hukum Kekekalan Momentum |
Pertemuan ke-5 Bola bekel bermassa 200 gram dijatuhkan dari lantai 4 sebuah gedung yang tingginya 16 meter. Pantulan pertama mencapai ketinggian 8 meter. Berapa tinggi pantulan ketiga? | Koefisien restitusi tumbukan benda pantul dengan lantai dapat diketahui dari tinggi pantulan dan tinggi jatuh sebelumnya, |
b. Asesmen Keterampilan Proses
- Tabel Asesmen Keterampilan
No. | Nama | Keterampilan | Jumlah | Keterangan |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- Indikator Keterampilan
No. Ketr. | Profil | Indikator |
1 | Mengamati | Menggunakan satu atau lebih indera untuk mengumpulkan informasi tentang objek/peristiwa |
|
| Menunjukkan pengamatan perbedaan dan persamaan antara objek |
|
| Mencocokan objek pengamatan dengan deskripsi/penjelasan yang telah diberikan |
|
| Mengidentifikasi karakteristik objek (bentuk, warna, ukuran, dan tekstur) |
2 | Bertanya | Mengajukan pertanyaan |
|
| Meminta penjelasan |
|
| Mengajukan pertanyaan mengaitkan dengan latar belakang |
3 | Memprediksi | Menggunakan fakta-fakta untuk merumuskan urutan proses berikutnya |
|
| Menggunakan pola/ hubungan untuk memperhitungkan kasus dimana tidak ada informasi terkumpul |
|
| Meramal peristiswa/ kejadian berdasarkan observasi/ pengalaman sebelumnya/ pola tertentu dari data yang terpercaya |
4 | Eksperimen | Mengidentifikasi apa yang diukur/ dibandingkan dalam investigasi yang diberikan |
|
| Memilih disain yang sesuai investigasi untuk menguji hipotesis |
|
| Mengenali batasan metode dan alat yang digunakan dalam eksperimen, misalnya error eksperimen |
|
| Menggunakan prosedur yang aman selama melakukan investigasi |
|
| Menggunakan peralatan yang sesuai |
5 | Mengkomunikasikan | Memutuskan langkah terbaik dari informasi yang menampilkan jenis tertentu |
|
| Mengubah informasi dalam bentuk lain, seperti grafik, tabel, dan diagram |
|
| Membaca informasi yang diberikan dalam bentuk grafik, tabel, dll |
|
| Menyampaikan dengan sistematika yang jelas |
- Kriteria Penskoran
Kategori | Skor |
Lima indikator terpenuhi | 5 |
Empat indikator terpenuhi | 4 |
Tiga indikator terpenuhi | 3 |
Dua indikator terpenuhi | 2 |
Satu indikator terpenuhi | 1 |
c. Asesmen Sikap
- Tabel Asesmen Sikap
No. | Nama | Sikap | Jumlah | Keterangan |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- Indikator Sikap
No. Sikap | Profil | Indikator |
1 | Bernalar Kritis | Mengajukan pertanyaan |
Mengidentifikasi dengan panca indera |
Mengolah informasi dan gagasan |
Merefleksi pemikirannya sendiri |
2 | Mandiri | Memiliki inisiatif |
Kepercayaan diri |
Disiplin |
Bertanggung jawab |
3 | Bergotong royong | Bekerja sama |
Berkomunikasi positif |
Tanggap terhadap keadaan |
Mau berbagi hal-hal positif |
4 | Kreatif | Memperkaya gagasan yang ada |
Luwes dalam berpikir |
Memunculkan kebaruan |
5 | Akhlak Mulia | Menjaga lingkungan |
Menjaga integritas |
Merawat diri |
Menghargai orang lain |
- Kriteria Penskoran
Kategori | Skor |
Lima indikator terpenuhi | 5 |
Empat indikator terpenuhi | 4 |
Tiga indikator terpenuhi | 3 |
Dua indikator terpenuhi | 2 |
Satu indikator terpenuhi | 1 |
Penilaian Karya
Kriteria Penilaian Karya
- Ketepatan waktu pengumpulan
- Tepat waktu                                         (skor 30)
- Dikumpulkan melebihi batas waktu                (skor 20)
- Kesesuaian isi konten dengan materi
- Konten berisi materi yang berkaitan                (skor 40)
- Konten berisi materi yang agak berkaitan        (skor 30)
- Konten berisi materi yang tidak berkaitan        (skor 20)
- Kebenaran materi yang dimasukkan/dijelaskan dalam karya
- Materi benar                                        (skor 30)
- Terdapat kesalahan minor dalam materi                (skor 25)
- Terdapat kesalahan mayor dalam materi        (skor 20)
Pengayaan dan remedial
- Aktivitas Pengayaan
- Bacalah artikel berikut.
Sumber: https://www.liputan6.com/otomotif/read/4362160/4-metode-yang-digunakan-saat-uji-tabrak-mobil-apa-saja
Carilah referensi tambahan yang berkaitan dengan artikel di atas lalu uraikan menurut pendapatmu:
- mengapa perlu ada uji tabrak,
- bagaimana uji tabrak jika ditinjau menurut Fisika,
- mengapa 4 metode ini menjadi penting, dan
- bagaimana cara untuk memperkecil risiko fatal saat tabrakan!
- Guru menghubungkan materi momentum sebagai vektor dengan penggunaan operasi pada vektor. Peserta Didik dengan pencapaian tinggi belajar bagaimana momentum linear diterapkan pada kasus dua dimensi. Kemudian mencoba penyelesaian masalah, misalnya:
- Sebuah bola tenis dengan massa m dan kelajuan v menumbuk dinding pada sudut 45o dan terpantul dengan kelajuan yang sama pada sudut 45o. Berapakah impuls yang dikerjakan dinding pada bola?
- Sebuah bola biliar bernomor 1 bergerak dengan kecepatan 1,20 m/s dalam arah Y+ pada sebuah meja biliar dan menumbuk sebuah bola identik bernomor 2 yang mula-mula diam. Setelah tumbukan, bola 1 kemudian terpental sedemikian hingga kecepatannya menjadi 0,80 m/s dalam arah Y+ dan 0,60 m/s dalam arah X+. Berapakah kecepatan bola nomor 2 setelah tumbukan?
- Untuk eksplorasi lebih jauh, bisa dengan menganalisis contoh simulasi tumbukan dua dimensi pada aplikasi tumbukan dari PhET di https://phet.colorado.edu/sims/html/collision-lab/latest/collision-lab_en.html
Kemudian kerjakan LKPD-6.
       Â
- Aktivitas Remedial
Untuk Peserta Didik yang agak kesulitan dengan pembelajaran, dilakukan penguatan pada konsep utama dengan cara diskusi terbatas. Bagi yang memiliki kesulitan dalam perhitungan atau hubungan matematis, pencapaian kegiatan belajar dapat diganti dengan membuat karya semacam komik, poster, esai, puisi, ataupun lagu dengan mengambil konteks pembelajaran yang dikaitkan dengan keseharian. Misalnya, membuat komik bercerita tentang sulitnya menghentikan kebiasaan buruk, dianalogikan dengan faktor massa dan kecepatan benda yang membuatnya sulit dihentikan.
Refleksi guru dan Peserta Didik
- Refleksi Guru
- Apakah pelaksanaan kegiatan sudah sesuai perencanaan?
- Apa yang dirasakan baik dari pembelajaran hari ini?
- Kesulitan apa saja yang dihadapi?
- Apa tahapan kegiatan pembelajaran yang perlu mendapat perhatian khusus?
- Apakah saya mampu mengidentifikasi Peserta Didik yang perlu mendapat perhatian khusus?
- Apa yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kegiatan pembelajaran berikutnya?
- Refleksi Peserta Didik
- Apakah saya memahami materi pembelajaran hari ini?
- Hal apa yang telah saya pelajari dari pembelajaran hari ini?
- Apakah petunjuk pembelajaran jelas untuk diikuti?
- Bagian mana dari pembelajaran ini yang paling saya sukai?
- Apakah saya merasa telah mengikuti kegiatan pembelajaran dengan baik?
- Apakah saya mengalami kesulitan untuk mengikuti pembelajaran?
- Apa yang dapat saya lakukan untuk memperbaiki cara belajar saya?
Lampiran
Lembar Kerja Peserta Didik
LKPD-1
Lembar Kerja Peserta Didik – 1
Tujuan : - Memahami besaran yang berhubungan dengan momentum
Alat dan Bahan - Bola voli
- Bola basket
- Batang kayu (atau kepalan tangan)
- Kelereng kecil
- kelereng besar
- Karton
- Mistar (2 buah, sejenis)
- Penyangga (balok kayu atau buku)
Prosedur Kegiatan Bagian 1 - Mintalah temanmu melemparkan bola voli ke hadapanmu, lalu pukul dengan batang kayu (atau kepalan tangan). Perhatikan bagaimana bola tersebut bergerak setelah dipukul. Ulangi hingga tiga kali dengan cara yang serupa.
- Mintalah temanmu melemparkan bola pingpong ke hadapanmu, lalu pukul dengan batang kayu (atau kepalan tangan). Perhatikan bagaimana bola tersebut bergerak setelah dipukul. Ulangi hingga tiga kali dengan cara yang serupa.
- Jawablah pertanyaan berikut:
- Bagian sebelah mana dari bola yang kamu pukul? Jelaskan mengapa kamu melakukannya?
- Bola mana yang lebih sulit dipukul? Jelaskan pendapatmu bagaimana bisa begitu?
Bagian 2 - Letakkan kedua mistar secara berdekatan dan sejajar hingga membentuk ada celah di antaranya. Salah satu ujung mistar diberi penyangga agar menjadi bidang miring seperti gambar 1(a) di bawah. Bila tidak ada mistar, bisa menggunakan karton yang dilipat seperti gambar 1(c).
- Lipat karton hingga memiliki bentuk seperti gambar 1(b) berikut.
Gambar 1(a) Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â (b) Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â Â (c)
- Letakkan kelereng kecil di bagian celah antar mistar, lalu lepaskan hingga bergulir dan menggeser karton. Beri tanda tempat bergesernya karton.
- Kembalikan karton ke tempat semula. Letakkan kelereng besar di bagian celah antar mistar, lalu lepaskan hingga bergulir dan menggeser karton. Beri tanda tempat bergesernya karton.
- Kembalikan karton ke tempat semula. Tambahkan penyangga hingga kemiringan mistar semakin curam.
- Letakkan kelereng kecil di bagian celah antar mistar, lalu lepaskan hingga bergulir dan menggeser karton. Beri tanda tempat bergesernya karton.
- Kembalikan karton ke tempat semula. Letakkan kelereng besar di bagian celah antar mistar, lalu lepaskan hingga bergulir dan menggeser karton. Beri tanda tempat bergesernya karton.
- Jawablah pertanyaan berikut:
- Apa perbedaan yang terjadi pada karton ketika ditabrak kelereng yang berbeda?
- Apa akibat yang terjadi pada kelereng ketika kemiringan penggaris semakin curam?
- Sebutkan besaran apa saja yang menurutmu mempengaruhi tingkat kesulitan dihentikannya suatu benda?
|
LKPD-2
Lembar Kerja Peserta Didik – 2
Diskusikanlah permasalahan berikut lalu jawablah pertanyaannya. - Dalam permainan sepak bola, tendangan salto (di udara) biasanya lebih lemah dibanding tendangan biasa. Bagaimana itu bisa terjadi? Jelaskan pendapatmu!
Sumber: kompasiana.com Jawaban: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… - Sebuah bola bermassa 500 gram memiliki kecepatan 4 m/s menghantam meja kayu kemudian terpental, sedangkan sebutir peluru bermassa 5 gram memiliki kecepatan 100 m/s mampu menembus menghancurkan permukaan meja kayu tersebut. Manakah yang memiliki momentum lebih besar?  Jelaskan argumenmu!
Jawaban: ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… - Sebuah benda bergerak dengan kecepatan konstan, hingga beberapa saat kemudian terpecah menjadi dua bagian dan bergerak dengan kecepatan yang berlawanan. Grafik mana sajakah yang dapat menunjukkan kejadian tersebut?
Grafik momentum terhadap waktu Jawaban: ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………
|
LKPD-3
Lembar Kerja Peserta Didik – 3
Tujuan: Memahami konsep impuls
Alat dan Bahan: - Bola
- Batang kayu (atau kepalan tangan)
Prosedur Kegiatan Bagian 1 Diskusikanlah secara berkelompok, lalu jawablah pertanyaan berikut! - Apa yang dapat kita lakukan pada bola agar bola bergerak?
- Apakah pukulan sama dengan dorongan?
- Apa yang dapat kamu lakukan untuk menunjukkan perbedaannya?
- Bagaimana hasilnya?
Bagian 2 - Perhatikan persamaan Hukum Kedua Newton berikut:
Dengan  gaya massa  percepatan = laju perubahan kecepatan - Bila gaya  yang dikerjakan dengan waktu kontak  singkat secara impulsif disebut gaya impuls, dan impuls  dinyatakan sebagai:
bagaimanakah hubungan antara impuls dan momentum? Â Bagian 3 Diskusikanlah secara berkelompok, lalu jawablah pertanyaan berikut! - Sebuah bola dengan massa 50 gram dilemparkan mendatar dengan kecepatan 6 m/s ke kanan, lalu diberi gaya pukul rata-rata 400 N ke kiri dengan selang waktu kontak 0,02 s. Bagaimanakah nilai dan arah kecepatan bola tersebut setelah dipukul?
- Bacalah artikel berikut.
Sumber: https://otomotif.kompas.com/read/2020/12/24/160100015/ini-dia-aturan-spesifikasi-helm-yang-sesuai-sni?page=all Helm berstandar SNI mengharuskan ada lapisan peredam dengan ketebalan minimal 10 mm. Apa manfaat lapisan tersebut bila ditinjau dari konsep impuls atau momentum? |
LKPD-4
Lembar Kerja Peserta Didik – 4
Tujuan : Menyelidiki hukum kekekalan momentum
Alternatif  1 (Bila tidak tersedia, dapat menggunakan bagian 2)
Media Aplikasi PhET Tumbukan (Collision) https://phet.colorado.edu/sims/html/collision-lab/latest/collision-lab_en.html
Prosedur Kegiatan - Buka aplikasi PhET
- Pilih Explore 1D
- Centang more data
- Siapkan empat bola, susun berjejer.
- Masukkan nilai massa bola sama semua, misal 1,50 kg
- Masukkan nilai kecepatan bola 1, yang lain dibuat memiliki kecepatan nol.
- Tekan Play.
- Lengkapi data pada tabel nilai momentum.
- Susun kembali kelereng pada lintasan dengan cara klik tanda.
- Ulangi langkah 4-8 di atas dengan menempatkan kelereng 1 dan 2 sebagai yang disentuh hingga bergerak menuju kelereng 3 dan 4. Perhatikan apa yang terjadi.
- Susun kembali kelereng pada lintasan dengan cara klik tanda
- Ulangi langkah 4-8 di atas dengan menempatkan kelereng 1, 2, dan 3 sebagai yang disentuh hingga bergerak menuju kelereng 4. Perhatikan apa yang terjadi.
- Tabel data nilai momentum
- Jelaskan apa yang dapat kamu simpulkan berdasarkan kegiatan ini?
Alternatif 2 Alat dan Bahan - Kelereng kecil (4 butir)
- Mistar (2 buah, sejenis) atau kertas HVS
Prosedur Kegiatan - Susun dua mistar sejajar dan berdekatan hingga terbentuk celah lurus panjang. Celah tersebut akan digunakan sebagai lintasan kelereng. Atau bisa juga menggunakan kertas yang dilipat seperti gambar di bawah, tapi pastikan lurus dan tidak ada benjolan agar kelereng dapat melaju dengan lancar.
- Letakkan kelereng seperti gambar di atas. Pastikan lintasan datar tidak miring, sehingga kelereng tetap berada di posisinya.
- Sentuh kelereng 1 dengan jari hingga bergerak menuju kelereng lainnya, lalu perhatikan apa yang terjadi.
- Susun kembali kelereng pada lintasan.
- Ulangi langkah 3 di atas dengan menempatkan kelereng 1 dan 2 sebagai yang disentuh hingga bergerak menuju kelereng 3 dan 4. Perhatikan apa yang terjadi.
- Susun kembali kelereng pada lintasan.
- Ulangi langkah 3 di atas dengan menempatkan kelereng 1, 2, dan 3 sebagai yang disentuh hingga bergerak menuju kelereng 4. Perhatikan apa yang terjadi.
- Jelaskan apa yang dapat kamu simpulkan berdasarkan kegiatan ini?
|
LKPD-5
Lembar Kerja Peserta Didik – 5
Tujuan : Menyelidiki hukum kekekalan momentum dan energi pada berbagai jenis tumbukan
Media Aplikasi PhET Tumbukan (Collision) https://phet.colorado.edu/sims/html/collision-lab/latest/collision-lab_en.html
Prosedur Kegiatan - Buka aplikasi PhET
- Pilih Explore 1D
- Centang more data dan kinetic energy
- Centang slow Kosongkan centang Reflecting Border untuk mempermudah pengamatan
- Siapkan dua bola
- Atur massa dan kecepatan keduanya
- Atur jenis kelentingan dapat diatur melalui bagian elasticity
- Lengkapi data sebelum tumbukan pada tabel data.
- Tekan play
- Lengkapi data setelah tumbukan pada tabel data.
- Susun kembali kelereng pada lintasan dengan cara klik tanda.
- Ulangi langkah 7-11 di atas dengan nilai elasticity beragam dari 100% hingga 0%.
- Tabel data nilai momentum
- Jelaskan apa yang dapat kamu simpulkan berdasarkan kegiatan ini?
……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………
|
LKPD-6
Lembar Kerja Peserta Didik – 6
Tujuan : Menyelidiki hukum kekekalan momentum dan energi kinetik pada tumbukan dua dimensi menggunakan simulasi.
Hipotesis: Tulis pernyataan hipotesis yang membahas bagaimana kamu akan menentukan apakah momentum dan energi kinetik kekal dalam tumbukan dua dimensi atau tidak.
Alat:Â Kalkulator, Busur Derajat, Komputer/Laptop/Smartphone
Media Aplikasi PhET Tumbukan (Collision) https://phet.colorado.edu/sims/html/collision-lab/latest/collision-lab_en.html
Prosedur Kegiatan - Buka simulasi PhET Collision.
- Pilih Explore 2D
- Pada menu simulasi, centang/pilih More Data, Velocity, Path, dan Values.
- Gunakan kursor untuk mengatur percobaan pertama - tumbukan lenting (elastis, dengan elasticity 100%) antara benda yang bergerak horizontal dan benda yang diam.
Catat massa dan kecepatan awal dan akhir (besar dan arah - gunakan busur derajat untuk mengukur sudut) dalam tabel data. Ambil tangkapan layar (screenshot) simulasi tumbukan yang telah selesai. - Buatlah dua percobaan tumbukan lenting lagi dengan memvariasikan massa dan atau kecepatan awal benda. Sisipkan tangkapan layar dari simulasi tumbukan yang telah selesai.
- Ulangi langkah 4 dan 5 untuk tumbukan tidak lenting (inelastis, dengan elasticity 0%), catat data di tabel lain.
Tabel Data: Buat tabel data sendiri, satu untuk tiga tumbukan lenting dan satu untuk tiga tumbukan tidak lenting.
Analisis: Gunakan data yang telah dikumpulkan untuk menghitung momentum awal dan akhir, energi kinetik awal dan akhir, dan bandingkan apakah berlaku hukum kekekalan momentum dan energi kinetik untuk semua percobaan (lenting dan tidak lenting) atau tidak. Ringkas perhitungan dalam dua tabel data dan tunjukkan setidaknya satu contoh dari setiap jenis perhitungan di bagian bawah tabel.
Kesimpulan:Â Tulis uraian kesimpulan lengkap yang menyatakan kembali hipotesismu, jelaskan apakah setiap bagian benar atau salah, tunjukkan hasil aktual dari eksperimen virtual sebagai bukti pendukung, identifikasi apakah ada kesalahan dan apa penyebabnya, serta tuliskan saran untuk meningkatkan kualitas eksperimen semacam ini.
|
Materi
Pusat Massa
Pusat massa dari suatu sistem partikel adalah titik yang bergerak seolah-olah semua massa sistem terkonsentrasi di titik tersebut dan semua gaya luar terterapkan di sana. Pada benda simetris dengan penyusun homogen, pusat massanya ada di tengah-tengah benda tersebut.
Momentum dan Impuls
Keadaan gerak suatu benda dapat dinyatakan salah satunya melalui momentum. Momentum menunjukkan kecenderungan suatu benda yang bergerak untuk melanjutkan gerakannya. Momentum dapat juga digambarkan sebagai tingkat kesulitan menghentikan gerak benda. Momentum dapat diartikkan secara matematis sebagai hasil perkalian massa dengan kecepatan.
Momentum juga merupakan besaran vektor yang memiliki arah sama dengan arah kecepatan benda.
Agar benda yang diam menjadi bergerak memiliki kecepatan tertentu ataupun sebaliknya, membutuhkan gaya. Gaya dapat diartikan sebagai dorongan atau tarikan. Bila gaya bekerja dalam selang waktu yang sangat singkat disebutnya gaya impulsif. Hasil kali gaya dengan waktu bekerjanya disebut impuls.
Gambar 1. Gaya impulsif dan gaya rata-rata
Gaya impulsif mengalami perubahan nilai mulai dari nol kemudian meningkat dan kembali menjadi nol setelah waktu kontaknya selesai. Untuk memudahkan perhitungan, dapat digunakan gaya rata-rata.
Hukum Kedua Newton tentang gerak yang telah kita kenal selama ini dapat dinyatakan dalam bentuk sebagai berikut.
Gaya adalah laju perubahan momentum
Dan Impuls yang dikerjakan pada benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda tersebut.
Hukum Kekekalan Momentum
Dalam peristiwa tumbukan sentral, momentum total sistem sesaat sebelum tumbukan sama dengan momentum total sistem sesaat setelah tumbukan, asalkan tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem tersebut.
Tumbukan
- Tumbukan Lenting Sempurna
Apabila tidak ada energi yang hilang selama tumbukan dan jumlah energi kinetik kedua benda sebelum dan sesudah tumbukan sama, maka tumbukan itu disebut tumbukan lenting sempurna. Pada tumbukan lenting sempurna berlaku Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
Hukum Kekekalan Momentum
Hukum Kekekalan Energi Kinetik
Substitusi persamaan (1)🡺(2)
Bilangan 1 pada perhitungan di atas disebut koefisien restitusi (e) yang merupakan negatif perbandingan kecepatan relatif kedua benda sebelum tumbukan.
Untuk kondisi lenting sempurna, e = 1.
- Tumbukan Lenting Sebagian
Pada tumbukan lenting sebagian, beberapa energi kinetik akan diubah menjadi energi bentuk lain seperti panas, bunyi, dan sebagainya. Akibatnya, energi kinetik sesudah tumbukan lebih kecil daripada energi kinetik sebelum tumbukan. Pada tumbukan lenting sebagian berlaku Hukum Kekekalan Momentum, tetapi tidak berlaku Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
Untuk kondisi lenting sebagian, nilai koefisien restitusi 0 < e < 1.
- Tumbukan Tidak Lenting
Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, sesudah tumbukan kedua benda bersatu, sehingga kecepatan kedua benda sesudah tumbukan besarnya sama.
Untuk kondisi tidak lenting sama sekali, e = 0.
Contoh Penerapan
- Sarung tinju dan body protector yang digunakan oleh para atlit beladiri ataupun busa peredam pada helm dan airbag pada kendaraan berfungsi untuk memperbesar
waktu kontak benturan, sehingga gaya gaya impuls yang diterima mengecil.
                                   Gambar 2. Pesilat menggunakan body protector
                                     Sumber: beritasatu.com
- Petinju melancarkan pukulan sambil mencondongkan badannya agar mendapat tambahan massa yang bergerak, sehingga momentumnya besar, menyulitkan lawan untuk menghadangnya.
- Ayunan balistik digunakan untuk mengetahui kecepatan peluru melalui gerakan bandul yang berayun setelah mengalami tumbukan tak lenting dari peluru.
Gambar 3. Ilustrasi ayunan balistik
Awalnya peluru memiliki kecepatan  dan balok diam () kemudian mengalami tumbukan tak lenting, peluru dan balok bergerak bersama dengan kecepatan .
Hukum kekekalan momentum digunakan untuk meninjau tumbukan tak lenting antara peluru dan balok
Hukum Kekekalan Energi Mekanik digunakan untuk perhitungan pada saat balok dan peluru bergerak bersama menuju tinggi maksimumnya (puncak)
Substitusikan persamaan (1) ke (2)
Melalui persamaan di atas, kita dapat mengetahui kecepatan peluru dengan menggunakan informasi massa peluru, balok, dan ketinggian maksimum ayunan.
- Gaya dorong pada roket dihasilkan akibat semburan gas panas dengan kecepatan tinggi. Agar momentum total sistem tetap seperti semula, maka semburan ke bawah diimbangi oleh gaya dorong ke atas. Saat gas menyembur, massa tangki roket berubah sehingga gambaran gaya sebagai laju perubahan momentum tidak hanya diakibatkan perubahan kecepatan melainkan juga disertai perubahan massa.
- Bola yang jatuh di lantai kemudian memantul dapat diprediksi tinggi pantulan berikutnya berdasarkan koefisien restitusinya.
Bola yang jatuh bebas dari ketinggian , akan memiliki kecepatan
kemudian menumbuk lantai yang diam  () dan memantul dengan kecepatan  dan mencapai puncak (tinggi maksimum) pada kecepatan 0 m/s.
Sesuai Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Gambar 4. Ilustrasi bola jatuh menumbuk lantai
Maka koefisien restitusinya
        Dapat diketahui dari akar perbandingan tinggi pantulan dengan tinggi sebelumnya.
Sumber  referensi belajar guru dan Peserta Didik
Sumber bacaan untuk memperkaya pengetahuan guru dan Peserta Didik tentang materi pembelajaran.
Daftar Pustaka
Ade Sukarna. (2019). Unit Pembelajaran Fisika Impuls dan Momentum. Jakarta: Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan Kemdikbud.
Aris Prasetyo Nugroho,Indarti, Naila Hilmiyana Syifa. (2016). Buku Peserta Didik Fisika. Surakarta: Penerbit Mediatama.
Bambang Haryadi. (2009). Fisika: untuk SMA/MA XI. Jakarta: Pusat Perbukuan, Depdiknas.
Dudi Indrajit. (2009). Mudah dan Aktif Belajar Fisika: untuk SMA/MA XI. Jakarta: Pusat Perbukuan, Depdiknas.
Halliday, Resnick, dan Walker. (2010) Fisika Dasar, Edisi Ketujuh Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Hewitt, Paul G. 2014. Conceptual Physics 12th Edition. San Fransisco: Addison Wesley.
Kanginan, Marthen. (2016). Fisika untuk SMA/MA. Jakarta: Penerbit Erlangga.
Lang, Heather. (2009). Head First Physics. California: O’Reilly Media, Inc.
Lasmi, Ni Ketut. 2015. Seri Pendalaman Materi (SPM) Fisika. Bandung: Penerbit Esis.
Glosarium
impuls = gaya yang bekerja pada suatu benda selama waktu tertentu
momentum = keadaan gerak benda yang ditentukan massa dan kecepatannya
koefisien restitusi = perbandingan kecepatan relatif setelah tumbukan dengan sebelum tumbukan
tumbukan = interaksi benda melalui persentuhan secara terisolasi tanpa pengaruh gaya luar