Nama Satuan Pendidikan Mata Pelajaran Kelas/ Program/Semester Program/Semester Materi Pokok Alokasi Waktu
: SMA NEGERI 1 KALAENA : F I SI KA : XI / ILMU ALAM / GAZAL GAZAL : HUKUM GRAVITASI GRAVITASI NEWTON : 12 x 45 menit /(6x Pertemuan)
STANDAR KOMPETENSI
:
1.
KOMPETENSI DASAR
:
1.2. Menganalisis keteraturan gerak planet dalam tatasurya berdasarkan hukum-hukum Newton
INDIKATOR PENCAPAIAN
:
A.
Menganalisis Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik
1.
Menganalisis hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan jaraknya
2.
Menghitung resultan gaya gravitasi pada benda titik dalam suatu sistem
3.
Membandingkan Membandingkan percepatan gravitasi dan kuat medan gravitasi pada kedudukan yang berbeda
4.
Menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan hukum Keppler
TUJUAN PEMBELAJARAN
Pertemuan 1 :
Siswa dapat menyebutkan bunyi hukum gravitasi umum Newton Siswa dapat dapat menerapkan menerapkan formulasi gaya gravitasi antara antara kedua benda dalam soalsoal hitungan sederhana
Pertemuan 2 :
Siswa dapat menghitung resultan gaya gravitasi yang dialami sebuah benda akibat bekerjanya dua buah gaya atau lebih
Pertemuan 3 :
Siswa dapat menyebutkan definisi medan gravitasi Siswa dapat menerapkan menerapkan formulasi kuat medan gravitasi yang dialami dialami benda disuatu tempat dalam suatu sistem Siswa dapat menghitung dan membandingkan besaran percepatan gravitasi atau kuat medan gravitasi pada kedudukan yang berbeda diatas permukaan bumi
Pertemuan 4 :
Siswa dapat menyebutkan menyebutkan bunyi hukum I, II dan III Kepler Siswa dapat memformulasikan dan mengaplikasikan mengaplikasikan formulasi hk III Kepler dalam soal-soal hitungan sederhana Siswa dapat menunjukkan kesesuaian hukum-hukum Kepler dengan hukum gravitasi Newton dalam sebuah penerapan rumus dalam soal-soal hitungan sederhana
Siswa dapat menentukan Periode Revolusi Planet dengan Hukum ketiga Kepler
Pertemuan 5 :
Siswa dapat menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan hukum Keppler dan mengemukakannya dalam bentuk deskripsi data Siswa dapat menemukan hubungan antara perioda bulan, massa bumi dan jari-jari bumi dalam sebuah penurunan matematis
Pertemuan 6 :
B.
Siswa dapat menyebutkan kesesuaian hukum-hukum Kepler dengan hukum gravitasi Newton Siswa dapat menghitung kecepatan satelit untuk mengorbit mengelilingi planet pada 8 buah planet yang ada di tata surya kita dalam sebuah tugas proyek.
MATERI PEMBELAJARAN
Pertemuan 1 :
Perumusan Hukum Gravitasi Newton Berdasarkan penurunan persamaan matematis dari hk III Newton, dan meneliti datadata yang telah dikumpulkan tentang orbit planet-planet mengitari Matahari, maka menyimpulkan dalam hukumnya : ”Gaya Gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.”
Gaya Gravitasi Pada Benda Titik
Besar gaya gravitasi dapat ditulisklan sebagi berikut : dengan : F 12 = F 21 = F besar gaya tarik menarik antara kedua benda (N) G = tetapan umum gravitasi (6,672x10 -11 Nm2kg-2) m1 = massa benda 1 (kg) m 2 = massa benda 2 (kg) r = jarak antara kedua benda (m)
Pers. Matematis : F = G
m1m2 r 2
Pertemuan 2 :
Resultan Gaya Gravitasi pada suatu benda
Jika pada sebuah benda m bekerja dua buah gaya gravitasi atau lebih maka resultan gaya yang mempengaruhi benda m tersebut adalah :
F = F 12 + F 13
Karena gaya gravitasi adalah besaran vektor maka jika ada tiga benda seperti diatas maka resultan gaya gravitasi yang dialami sebuah benda yang disebabkan oleh gaya gravitasi kedua benda lainnya adalah resultan dari gaya-gaya itu; jika letak benda dalam satu garis lurus maka : ` Dan jika benda membentuk sudut , maka resultan gayanya menjadi :
Pertemuan 3 :
Percepatan Gravitasi Dan Kuat Medan Gravitasi Kuat medan gravitasi dititik apa saja dalam ruang yang dipengaruhi medan gravitasi didefinisikan sebagai gaya gravitasi persatuan massa pada suatu massa uji m, sehingga kuat medan gravitasi atau percepatan gravitasi yang dilami oleh benda bermassa m di suatu tempat tertentu adalah :
g = G
m r 2
Pertemuan 4 :
g = G
m ( r + h) 2
Percepatan gravitasi benda disuatu tempat pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi adalah :
Pertemuan 5 :
Hukum-hukum KEPLER : Hukum I Kepler : Semua planet bergerak pada lintasan elips mengitari Matahari dengan Matahari berada di salah satu fokus elips. Hukum II Kepler : Suatu garis khayal yang menghubungkan antara Matahari dengan planet menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama Hukum III Kepler : Perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet.
Hukum ketiga ini dapat dituliskan sebagai berikut : ( periode) 2 (radius ) 3
T 2
= k
R
atau
3
= k
T = peride revolusi R = jari-jari rata-rata orbit planet K = suatu tetapan yang memiliki nilai sama untuk semua planet Pertemuan 6 :
Gerak Planet Dalam Tata Surya
Orbit Bulan mengelilingi Bumi Orbit Bumi mengelilingi Matahari
v=
Kelajuan benda untuk mengorbit planet dapat dihitung dengan cara :
GM R g =
Karena
GM 2 R 2 , maka GM = gR
Kelajuan benda untuk mengorbit planet bisa dihitung dengan formulasi : v = gR
Ket :
T = peride revolusi
R = jari-jari rata-rata orbit planet G = tetapan gravitasi M = massa Matahari Kesesuaian hukum Gravitasi Newton dengan Hukum III Kepler dinyatakan dalam persamaan :
k =
C.
T 2 R
3
=
4π 2 GM
KRITERIA KETUNTASAN MINIMAL KKM KD. 1.2 = 72% (dari 0 – 100%)
D.
SUMBER/ BAHAN/ ALAT BANTU Sumber : Buku Fisika 2A, Bahan : bahan presentasi Alat : media presentasi
E.
METODE PENDEKATAN : Metode : Demonstrasi, Informasi / ceramah bervariasi, diskusi Model : Direct Instruction, Cooperative learning (jigsaw) Pendekatan : Konsep dan CTL
F.
LANGKAH-LANGKAH KEGIATAN PEMBELAJARAN
Pertemuan 1 : Menganalisis hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan
jaraknya
Sintaks
Kegiatan Awal : Apersepsi/ Orientasi/ Motivasi
Kegiatan Guru_Siswa
Kegiatan Inti :
Presentasi & Penugasan terstruktur / terbimbing
Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai (rasa ingin tahu, mandiri,) Menanyakan macam-macam jenis gaya ; gaya sentuh (tarik/dorong), gaya medan (gravitasi, listrik, magnet) (mandiri, kerja keras, ) Menginformasikan contoh adanya gaya gravitasi pada beberapa fenomena alam, dan menjelaskan manfaat gaya gravitasi tersebut bagi manusia. (mandiri, komunikatif, ) Siswa membentuk kelompok sesuai petunjuk guru (mandiri, disiplin)
Guru menjelaskan konsep gaya gravitasi pada dua buah benda yang terletak pada jarak tertentu dengan memberikan ilustrasi melalui materi presentasi berbasis TI ( gemar membaca, jujur, kerja keras)
Mendiskusikan konsep gerak, gaya dan kesimbangan yang terjadi pada sistem tata surya dan gerak planet
Waktu
melalui berbagai media ( kerja keras, komunikatif)
Kegiatan Akhir : Refleksi &
Tugas Mandiri
Menyimpulkan hasil diskusi tentang gerak benda langit pada sistem tata surya. (tanggung jawab, disiplin, jujur, ) Guru menanyakan kembali tentang konsep gaya (gemar membaca, disiplin, ) Guru memberikan tugas mandiri tidak terstruktur berupa rangkuman gaya gravitasi Newton dan keterkaitannya dengan hukum-hukum Kepler (mandiri, )
Pertemuan 2 : Menganalisis hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan
jaraknya
Sintaks
Kegiatan Awal : Apersepsi/ Orientasi/ Motivasi
Kegiatan Guru_Siswa
Kegiatan Inti : Penugasan terstruktur / terbimbing
Kegiatan Akhir : Refleksi &
Tugas Mandiri
Memeriksa tugas yang sebelumnya (mandiri, )
diberikan
Waktu pada
pertemuan
Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai (gemar membaca, tanggung jawab, ) Menginformasikan kegunaannya memahami konsep resultan gaya gravitasi dalam kehidupan sehari-hari (komunikatif, disiplin, ) Siswa membentuk (tanggung jawab, )
kelompok
sesuai
petunjuk
guru
Memformulasikan hukum Newton tentang gravitasi dalam tatasurya pada diskusi kelas (komunikatif, kerja keras, ) Guru memberikan contoh soal sederhana tentang gaya gravitasi yang dialami oleh dua buah benda berkedudukan tertentu. (mandiri, disiplin, komunikatif, ) Siswa diberikan tugas menyelesaikan soal hitungan berkaitan dengan gaya gravitasi yang dialami benda langit di dalam sistem tata surya pada sebuah diskusi kelompok. (contohnya gaya gravitasi antara planet dengan matahari atau antara planet dengan satelitnya) (mandiri, kerja keras, kreatif, ) Bersama-sama siswa menyelesaikan soal-soal yang dianggap sulit dan belum terpecahkan dalam diskusi kelompok ( jujur, disiplin, ) Guru menyakan kembali tentang variabel yang mempengaruhi gaya gravitasi antara dua buah benda berkedudukan tertentu. (mandiri, kreatif, ) Guru memberikan tugas mandiri berupa soal-soal latihan. (mandiri,)
Pertemuan 3 : Menghitung resultan gaya gravitasi pada benda titik dalam suatu sistem
Sintaks
Kegiatan Guru_Siswa
Kegiatan Awal : Apersepsi/
Orientasi/ Motivasi
Kegiatan Inti :
Presentasi & Penugasan terstruktur
Kegiatan Akhir : Refleksi &
Tugas Mandiri
Memeriksa tugas yang sebelumnya. (mandiri,)
diberikan
Waktu pada
pertemuan
Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai (rasa ingin tahu, jujur, gemar membaca, ) Menanyakan kembali tentang konsep resultan gaya pada penjumlahan dua buah vektor (tanggung jawab, ) Bersama-sama siswa mendiskusikan tentang beberapa buah gaya yang mempengaruhi benda untuk berbagai posisi/ kedudukan dan merumuskannya dalam hitung vektor (rasa ingin tahu, gemar membaca, ) Guru menjelaskan resultan gaya gravitasi pada benda titik dalam suatu sistem dan membahas contoh soal sederhana berkaitan dengan materi yang dijelaskan (mandiri, kreatif, ) Siswa menerapkan formulasi resultan gaya gravitasi yang dialami oleh benda titik dalam suatu sistem dalam sebuah diskusi kelompok dan membahasnya dengan model jigsaw (cooperative learning) (kerja keras, jujur, ) Guru menanyakan kembali konsep resultan gaya yang dialami oleh benda titik yang terletak diantara beberapa benda (komunikatif, mandiri,) Guru memberikan tugas berupa soal-soal latihan (mandiri,)
Pertemuan 4 : Membandingkan percepatan gravitasi dan kuat medan
gravitasi pada kedudukan yang berbeda Sintaks
Kegiatan Guru_Siswa
Kegiatan Awal : Apersepsi/
Orientasi/ Motivasi
Kegiatan Inti :
Presentasi & Penugasan terstruktur/ terbimbing
Memeriksa tugas yang sebelumnya. (mandiri)
diberikan
Waktu pada
pertemuan
Menginformasikan KD dan indikator yang akan dicapai ( gemar membaca, rasa ingin tahu) Menanyakan kembali tentang konsep massa dan berat benda. (disiplin, kerja keras, ) Menjelaskan kegunaan penerapan konsep percepatan gravitasi dalam kehidupan sehari-hari (kreatif, kerja keras, ) Bersama-sama siswa memformulasikan konsep berat, konsep percepatan dan medan gravitasi dalam tatasurya pada diskusi kelas (komunikatif, disiplin, ) Menurunkan persamaan percepatan gravitasi dari persamaan Gaya Sentripetal dan Gaya Gravitasi Newton untuk beberapa kedudukan benda yang berbeda (kreatif, kerja keras, ) Memberikan contoh soal sederhana dan membahasnya
bersama-sama (mandiri, rasa ingin tahu, )
Kegiatan Akhir : Refleksi &
Tugas Mandiri
Siswa mengerjakan soal-soal latihan dari buku sumber secara berkelompok dan membahasnya didepan kelas dengan model pembelajaran jigsaw (cooperative learning) (tanggung jawab, ) Guru menyakan kembali konsep kuat medan gravitasi dan hubungan dengan kedudukan benda yang berbeda terhadap pusat benda (mandiri) Guru memberikan tugas berupa soal-soal latihan.( mandiri,)
Pertemuan 5 : Menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan
hukum Keppler
Sintaks
Kegiatan Guru_Siswa
Kegiatan Awal : Apersepsi/
Orientasi/ Motivasi
Kegiatan Inti :
Presentasi & Penugasan terstruktur/ terbimbing
Kegiatan Akhir : Refleksi
Waktu
Memeriksa tugas mandiri yang diberikan pada pertemuan sebelumnya. (Mandiri, ) Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai (Tanggung jawab, komunikatif, ) Menanyakan kembali tentang konsep geocentris dan heliocentris (mandiri, rasa ingin tahu, ) Menjelaskan kegunaannya mempelajari gerak planet dalam tata surya (mandiri,rasa ingin tahu, ) Guru mempresentasikan gerak melingkar yang dilakukan satelit mengelilingi planet dan memformulasikan hubungan antara periode orbit dengan radius planet melalui penurunan rumus gaya sentripetal dengan gaya gravitasi Newton (mandiri, rasa ingin tahu, kerja keras, ) Bersama-sama siswa membahas contoh soal tentang penerapan persamaan Hk III kepler (disiplin, kerja keras, ) Bersama-sama siswa mendiskusikan kesesuaian hukumhukum Kepler dengan hukum gravitasi Newton (rasa ingin tahu, kreatif) Memformulasikan hubungan antara persamaan Hk III Kepler dengan hukum gravitasi Newton (tanggung jawab, mandiri,) Membahas soal-soal yang berkaitan dengan persamaan Hk III Kepler dan gravitasi Newton secara berkelompok (mandiri, kreatif )
Guru menyakan kembali kesesuaian hukum gravitasi Newton dengan hukum Kepler (mandiri,)
Pertemuan 6 : Menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan hukum
Keppler
Sintaks
Kegiatan Guru_Siswa
Kegiatan Awal : Apersepsi/
Kegiatan Inti :
Presentasi & Penugasan terstruktur/ terbimbing
Kegiatan Akhir :
Refleksi & Tugas Mandiri Tak Terstruktur
G.
Waktu
Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai (rasa ingin tahu, komunikatif,)
Bersama-sama siswa membahas contoh soal tentang kecepatan Bulan dalam mengorbit Bumi jika massa dan radius planet diketahui (disiplin, komunikatif, rasa ingin tahu, ) Siswa menghitung kecepatan masing-masing satelit dalam mengorbit planet-planet (dalam sistem tata surya kita) pada diskusi kelompok dengan menggunakan model pembelajaran Jigsaw (kerja keras, kreatif, ) Siswa mendiskusikan keteraturan sistem tata surya dalam pemecahan masalah gravitasi antar planet, gerak satelit, dan penerbangan luar angkasa dan pemecahan masalah (kreatif, tanggung jawab, )
Guru menyakan kembali kesimpulan dari laporan hasil diskusi tentang orbit satelit mengelilingi planet yang disebabkan oleh gaya gravitasi (mandiri, tanggung jawab, )
Siswa diberikan tugas membuat laporan hasil diskusi kelompok tentang gerak dalam sistem tata surya dan masalah gravitasi antar planet ( mandiri,)
PENILAIAN & TINDAK LANJUT 1.
Prosedur Penilaian : Penilaian Kognitif Jenis : Ulangan KD, Tugas Individu. Bentuk : Pilihan Ganda, Uraian, Laporan
Penilaian Sikap Bentuk : Lembar pengamatan sikap siswa
1.
Instrumen : Aspek Kognitif : Soal Terlampir
2.
Aspek Sikap : Lembar Pengamatan Sikap Siswa
3.
Tindak Lanjut :
2.
Pembelajaran Remedial , untuk siswa yang memperoleh Nilai KD < KKM ; Melakukan uji pemahaman ulang (ujian perbaikan) sesuai dengan indikator pencapaian yang belum tuntas) Pembelajaran Pengayaan, bagi siswa yang memperoleh Nilai KD ≥ KKM ;
Memberikan program pembelajaran tutorial dalam pembahasan soal-soal ujian KD bagi teman-teman dikelompok tengah yang mengikuti pembelajaran remedial.
Kalaena,
Juli 20
Mengetahui : Kepala SMA Negeri 1 Kalaena
Guru Mata Pelajaran,
Drs. BAKHTIAR NIP 19670112 199303 1 010
MUHAMMAD IQBAL, S.Pd NIP 19840408 200803 1 001
Instrumen Penilaian Kognitif 1. TES TERTULIS
ESSAY / URAIAN
01.
02.
03.
04.
Tuliskanlah bunyi : a.
Hukum Gravitasi Newton
b.
Hukum I, II dan III Kepler
Sebuah balok bermassa 5 kg diletakkan diatas bidang miring kasar dengan koefisien gesek kinetis 0,4, jika sudut kemiringan = 30o, (g= 10 ms-2 )Tentukanlah : a.
diagram gaya yang bekerja pada balok diatas bidang miring
b.
gaya normal yang bekerja pada balok
c.
percepatan yang dialami balok ketika menuruni bidang miring
Dua buah partikel bermassa 0,40 kg dan 0,30 kg terpisah sejauh 0,25 m. Partikel ketiga yang bermassa 0,080 kg diletakkan diantara keduanya dan pada garis hubung kedua partikel itu. Hitung : a.
gaya gravitasi yang bekerja pada partikel ketiga jika partikel itu diletakkan 0,005 m dari benda bermassa 0,30 kg.
b.
Dimanakah diantara garis hubung tersebut partikel ketiga harus diletakkan agar gaya gravitasi tidak bekerja pada partikel itu?
Jarak Bumi ke Matahari adalah 1,5 x 1011 m dan jarak bulan ke Bumi 3,84 x 108 m. Bumi mengelilingi Matahari 365 hari dan Bulan mengelilingi bumi 27,3 hari . Anggap orbit Bumi dan Bulan berbentuk lingkaran. Tentukanlah perbandingan massa Matahari dan massa Bumi.
05.
Sebuah satelit S mengorbit planet P pada ketinggian 2500 km diatas permukaan planet P yang memiliki jari-jari 6400 km. Jika massa planet P 6 x 1024 kg dan konstanta gravitasi umum 6,6 x 10-11Nm2/kg2, tentukanlah laju satelit S tersebut dalam mengelilingi planet P.
KUNCI JAWABAN & PEDOMAN PENSKORAN No so al
KUNCI JAWABAN
01. a. Gaya Gravitasi antara dua benda merupakan gaya tarik menarik yang besarnya berbanding lurus dengan massa masing-masing benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.
SKOR
2
b. Bunyi Hukum Kepler Hukum I Kepler : Semua planet bergerak pada lintasan elips mengitari Matahari dengan Matahari berada di salah satu fokus elips. Hukum II Kepler : Suatu garis khayal yang menghubungkan antara Matahari dengan planet menyapu luas juring yang sama dalam selang waktu yang sama Hukum III Kepler : Perbandingan kuadrat periode terhadap pangkat tiga dari setengah sumbu panjang elips adalah sama untuk semua planet.
Σ F N − N N N N N 02.
Diket : m = 5 kg fk = 0,4 = 30o G = 10 m/s2 Dit : a. diagram gaya b. N c. a
3
8
Solusi : b.
Σ F
Solusi : Σ F a. Σ F Σ F
F 1 G G
m 0
3,2
0, 0,2 0,2 0,2 0,2 r =
12
03.
b.Agar partikel m3 tidak dikenai gaya gravitasi maka :
F B
Diket. : r B = 1,5x1011m r b = 3,84 x 108 m. m B . T = 365 hari B Tb = 27,3 hari 4π 2 Dit. : MM:mB
T B
Solusi :
M Dengan persamaan gravitasi Newton dicari terlebih dahulu persamaan M dan M F b
persamaan mB , setelah itu maka substitusikan pada persamaan perbandingn yang ditanyakan.
mb . 4π 2 T b m B
M m B M m B M m B M m B M m B M m B
04.
Substitusikan persamaan MM dab mB ke dalam persamaan : MM : mB
8
vS vS vS
Diket. : hs = 2500 km RP = 6400 km mP = 6x1024 kg G = 6,6x10-11 Nm2/kg2 Solusi :
4
vS vS vS
05.
PENILAIAN TES TERTULIS : No soal
BOBOT
01. 02. 03. 04. 05.
SKOR
NILAI
10% 20% 35% 25% 20%
5 8 12 8 4
10 20 30 20 20
100%
60
100 SkorPerole han
Perolehan Nilai perbutir soal = JumlahSkor Maksimum
x100%
2. TUGAS INDIVIDU : Uraian a. Mengerjakan soalsoal latihan dari buku sumber :
Latihan hal 145 No. 28,29,30 Membuat Rangkuman untuk KD. 1.2. tentang gaya gravitasi Newton
b.
Latihan hal.121 No. 16,17 Latihan hal 123 No. 18 Latihan hal 126-127 No. 19,20
3. TUGAS KELOMPOK : Laporan
Menyusun hasil diskusi berupa laporan : Tentang gerak dalam sistem tata surya dan masalah gravitasi antar planet (Mencari referensi tentang planet dan satelitnya dalam sistem tata surya kita sehubungan dengan data massa dan radius masing-masing planet untuk dihitung kecepatan orbit masing-masing satelit mengelilingi planet-planetnya)
Rubrik Penilaian Kognitif (N-KD)
No.
Nama Peserta Didik
N-Tes 1
1.
Rerata N- Tugas
N-TUGAS 2
Nilai KD 1.2
3
...
2. dst. ...
Formulasi Nilai KD 1.2 :
N KD
=
( 2 N Tes
+ 1 N Tugas ) 3
Instrumen Penilaian Sikap Rubrik Penilaian :
No. 1. 2. 3. 4.
Nama
Aspek Sikap yg dinilai 1
2
3
4
5
Rerata Nilai
Predikat
5. Dst.
Aspek Sikap : 1.
Disiplin
2.
Kerajinan / Kehadiran
3.
Respon terhadap Mata pelajaran
4.
Kerjasama kelompok
5.
Kejujuran
Skala penilaian dibuat dengan rentangan dari 0 s/d 100 Konversi Angka : 0-55 = Rendah, 56-79 = Sedang, 80-100 = Tinggi
HUKUM GRAVITASI NEWTON
Penyusun
SMA NEGERI 1 MAKASSAR 2008 - 2009
Fisika – Sebelas ipa SMA Negeri 1 Mkassar 2008/2009 arum dwi tjondrowaty
