Authentication
436x Tipe DOCX Ukuran file 0.41 MB Source: staff.uny.ac.id
MATERI PELATIHAN GURU FISIKA SMA/MA
a. Judul:
Pembelajaran Gerak Rotasi dan Keseimbangan Benda Tegar Berbasis Koop untuk
Meningkatkan Pemahaman Konsep Siswa SMA
b. Kompetensi Dasar
Setelah berpartisipasi dalam pelatihan ini diharapkan :
1) Para guru mampu memberikan inovasi pembelajaran untuk materi Gerak Rotasi dan
Keseimbangan Benda Tegar untuk menciptakan pembelajaran yang menyenangkan
2) Implementasi pembelajaran mampu meningkatkan pemahaman konsep siswa tentang
materi Gerak Rotasi dan keseimbangan benda Tegar
c. Peta Konsep
Rotasi benda tegar
pengertian kinematika
Sudut dan jarak
Kecepatan sudut Momentum torka
sudut
Percepatan sudut
Kekekalan momentum
sudut
Energi kinetik usaha
d. Kata Kunci
Rotasi benda tegar, sudut, jarak, kecepatan sudut, momentum sudut, torka, energi kinetik,
usaha
e. Strategi Pembelajaran
Model : Diskusi dan kerja kelompok
Metode : Diskusi Kelompok dan Pemacahan Masalah
f. Media Pembelajaran :
Power Point dan Animasi (Video) tentang Gerak Rotasi dan Keseimbangan Benda Tegar
g. Materi Pembelajaran
1. Pengertian
Benda tegar adalah sistem partikel yang mana posisi relatif partikel-partikelnya,satu
dengan yang lainnya di dalam sistem, (dianggap) tetap. Akibatnya ketika benda ini
berotasi terhadap suatu sumbu tetap, maka jarak setiap partikel dalam sistem terhadap
sumbu rotasi akan selalu tetap.
1
Tinjau rotasi sebuah partikel dalam lintasan lingkaran dengan jejari r.
Jarak yang telah ditempuh dalam selang waktu t adalah s terkait dengan sudut (dalam
radian). Hubungan s dan diberikan oleh s = r. Untuk selang waktu yang sangat kecil
maka besar kecepatan linier diberikan oleh:
Δs=r Δθ
Δt Δt
2. Kecepatan sudut
Besaran ≡∂θ ≡ disebut sebagai kecepatan sudut, yang arahnya diberikan oleh
∂t
arah putar tangan kanan, tegak lurus bidang lingkaran. Jadi hubungan antara kecepatan linier
dengan kecepatan sudut diberikan oleh
⃗v =⃗ωxr⃗
3. Percepatan Sudut
Percepatan sudut didefinisikan sebagai laju perubahan kecepatan sudut terhadap waktu
≡∂ω
∂t
Hubungan antara percepatan linier dan percepatan sudut diberikan oleh
dv = r dω=rα
dt dt
4. Kinematika rotasi
Karena persamaan-persamaan kinematika yang menghubungkan , dan bentuknya sama
dengan persamaan-persamaan kinematika gerak linear, maka dengan memakai analogi ini
akan diperoleh kaitan sebagai berikut untuk keceptan sudut konstan
θ(t)=θo+ωt
dan kaitan-kaitan berikut untuk percepatan sudut konstan
θ(t)=θ +❑ t+1 αt2
o o 2
ω(t)=ωo+αt
2 2
ω(t) =ωo❑+2αθ
2
5. Momentum sudut
Untuk memudahkan penyelidikan dan analisa terhadap gerak rotasi, didefinisikan
beberapa besaran sebagai analog konsep gaya dan momentum. Pertama didefinisikan
konsep momentum sudut l
Momentum sudut suatu partikel yang memiliki momentum linear ⃗p dan berada pada
posisi ⃗r dari suatu titik referensi O adalah
⃗ = ⃗r ×⃗p
l
Perlu diperhatikan bahwa nilai l bergantung pada pemilihan titik referensi O, nilainya dapat
berubah bila digunakan titik referensi yang berbeda.
6. Torka
Laju perubahan momentum sudut terhadap waktu didefinisikan sebagai besaran torka ⃗τ
dl=d (⃗rx⃗p)
dt dt
dr⃗ ⃗p ⃗r d⃗p
= dt x + x dt
Karena bentuk
dr⃗ x ⃗p = ⃗v x m⃗v = 0
dt
⃗
Maka ⃗τ = ⃗r x ⃗ = dl
F dt
7. Sistem partikel (rotasi)
Untuk suatu sistem banyak partikel total momentum sudutnya diberikan oleh
dengan ⃗ adalah momentum sudut partikel ke-i. Total torka yang bekerja pada sistem ini
li
3
8. Torka internal dan eksternal
Torka yang bekerja pada sistem dapat dikelompokkan menjadi dua jenis, torka internal yang
bekerja pada partikel oleh partikel lain dalam sistem, dan torka eksternal yang berasal dari
gaya eksternal. Karena prinsip aksi-reaksi, dan bila garis kerja gaya aksi-reaksi tersebut
segaris maka total torka antara dua partikel i dan j
9. Kekekalan momentum sudut
Sehingga total torka yang bekerja pada sistem partikel hanyalah torka eksternal, dan
perubahan momentum sudut total sistem hanya bergantung pada torka eksternal
Ketika tidak ada torka eksternal maka momentum sudut total sistem akan konstan.
10. Energi Kinetik Rotasi
Kita tinjau suatu sistem partikel yang berotasi terhadap suatu sumbu tetap. Jarak setiap
partikel terhadapa sumbu rotasi selalu tetap. Bila sistem partikel ini adalah benda tegar maka
kesemua partikel akan bergerak bersama-sama dengan kecepatan sudut yang sama. Energi
kinetik sistem partikel tersebut adalah
Besaran yang ada dalam tanda kurung didefinisikan sebagai momen inersia I dari sistem
relatif terhadap sumbu rotasi
Bila bendanya kontinum, maka perumusan momen inersianya menjadi
4
no reviews yet
Please Login to review.