MODUL II SMK

MENERAPKAN HUKUM GERAK DAN GAYA
SK : Menerapkan Hukum Gerak dan Gaya
KD :
2.1 Menguasai konsep gerak dan Gaya
2.2 Menguasai hukum Newton
2.3 Menghiotung gerak lurus
2.4 Menghitung gerak melingkar
2.5 Menghitung gaya gesek

A. Deskripsi

Modul siswa tentang Gerak dan Gya ini terbagi dalam 5 kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :
1. Tentang hukum Newton tentanggerak, membahas mengenai hukum I newton, Hukum II Newton, dan hukum III Newton
2. Gerak lurus membhas mengenai gerak lurua dan gerak lurus berubah beraturan
3. gerak vertikal membahas mengenai gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4. gerak melingkar membahas tentang kecepatan linier dan kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal dan percepatan dan gaya sentrifugal
5. gaya gesekan membahas mengenai gaya gesek dan koefisien gaya gesekan

pendekatan yang digunakan untuk mencapai kompetensi ini adalah pendekatan siswa aktif, yaitu pendekatan melalui metode pemberian tugas dan diskusi pemecahan masalah.

B. Petunjuk Penggunaan Modul

Penjelasan bagi siswa
1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya
2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini
3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini
4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini
5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun
6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan
7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills
8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini

Peran Guru
1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan
3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa
4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain
5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok
6. melasanakan penilaian
7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi
8. mencatat pencapain kemajuan siswa

C. Tujuan Akhir

Spesifikasi kinerja yang diharapkan setelah mengikuti kegiatan belajar adalah :
1. mengerti hukum newton I, II dan III serta mampu menghitung gaya, massa dan percepatan yang dialami benda
2. mengerti dan mampu menghitung gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan
3. mengeti dan mampu menghitung gerak melingkar beraturan, dan
4. mengerti dan mampu menghitung gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis

D. Cek Kemampuan
Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami

No Pertanyaan Ya Tidak
1. Dapatkah anda memberikan penjelasan tenang hukum I, II dan III Newton
2. Tahukah anda tentang gerak lurus beraturan (GLB) ?
3. Tahukah anda tentang gerak lurus berubah beraturan (GLBB) ?
4. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan GLB dan GLBB ?
5. Tahukah anda tentang gerak jatuh bebas ?
6. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak jatuh bebas
7. Tahukah anda tentang gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
8. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas ?
9. Tahukah anda tentang gerak melingkar ?
10. Tahukah anda tentang kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
11. Dapatkah anda melakukan perhitungan dan menggunakan persamaan-persamaan kecepatan linier, kecepatan sudut, percepatan dan gaya sentripetal, serta percepatan dan gaya sentrifugal ?
12. Tahukah anda tentang gaya gesekan dan koefisien gaya gesekan ?
13. Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan-persamaan gaya gesek dan koefisien gaya gesek ?

Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.

BAB II
A. Rencana Belajar Siswa
Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Besaran dan Satuann ini dengn menggunakan format sebagai berikut :

No. Materi Kegiatan Pencapaian Alasan perubahan
Bila diperlukan Paraf
Tanggal Jam Tempat Siswa Guru
1 Mengetahui hukum I, II dan III Newton
2 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang GLB dan GLBB
3 Mengetahui dan melakukan perhitungan tentang gerak vertikal, gerak jatuh bebas, gerak vertikal kebawah dan gerak vertikal keatas
4 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang kecepatan sudut dan gaya sentrifugal, serta percepatan dan gaya sentripetal
5 Mengetahui dan Melakukan perhitungan tentang gaya gesek dan koefisien gaya gesek


Jakarta, Juli 2008
Mengetahui, Siswa Peserta Diklat
Guru Pembimbing





Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................

B. URAIAN MATERI















2.1 Hukum Newton Tentang Gerak ada tiga yaitu :

1. Hukum I Newton
Bunyi dari Hukum I Newton adalah "Setip benda akan tetap bergerak lurus ber aturan atau diam, jika tidak ada resultan gaya yang bekerja pada benda itu” .
Secara matematis, hukum I Newton dapat dirumuskan seperti :
∑ F = 0, artinya resultan gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. ∑ F = 0 untuk benda diam atau bergerak lurus beratuan. Hukum I newton ini sering disebut sebagai hukum Kelembaman.

2. Hukum II Newton
Bunyi dari hukum II Newton menyatakan hubungan antara gaya yang bekerja pada sebuah benda
Dengan percepatan benda yang ditimbul kan oleh gaya tersebut secara matamtis, hukum 11 newton dapat di tulis:
F = ma atau a =
Dengan
F = Gaya (N)
m = Massa Benda (kg)
a = Percepatan (m/s2)
persamaan diatas mengandung arti bahwa :
a. makin besar gaya yang diberikan pada suatu benda, makin besar percepatan yang ditimbulkan pada benda itu
b. makin besar massa benda yang dikenai oleh gaya yang sama, makin kecil percepatan benda itu

3. Hukum III Newton
Bunyi hukum III Newton adalah "Apabila sebuah benda mengerajakan gaya kepada benda ke- dua, maka dari benda tersebut timbul gaya (lawan) terhadap benda pertama yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan"

2.2 GERAK LURUS

Gerak lurus adalah gerak benda yang lintasannya berupa garis lurus. Gerak lurus dibedakan menjadi 2, yaitu :

1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak Lurus Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu sama, secara umum dirumuskan sebagai : S = S0 + V t
dengan : S = Jarak Yang ditempuh
S0 = Kedudukan awal (m)
V = Kecepatan Benda (m/s)
t = Selang waktu (s)




2. Gerak Lurus Berubah Beraturan

Gerak Lurus Berubah Beraturan adalah gerak lurus yang kecepatannya setiap saat selalu berubah. Perubahan kecepatan bias positif atau negative (benda mengalami pertambahan kecepatan atau pengurangan kecepatan). Perubaha kecepatan yang dialami benda disebut Percepatan/ perlambatan dilambangkab dengan dan dirumuskan sebagai : a = Dengan :
a = Percepatan atau perlambatan benda (m/s2)
∆V = Perubahan kecepatan (m/s)
∆t = Selangf waktu

2.3 GERAK VERTIKAL

Gerak Vertikal adalah gerak suatu benda adalam arah vertikal terhadap tanah yang mendapat percepatan gravitasi bumi. Ada 3 jenis gerak vertikal, yaitu:

1. Gerak Jatuh Bebas
Gerak jatuh bebas merupakan bagian dari Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), hanya saja percepatan yang dialami benda besarnya sama dengan percepatan gravitasi bumio dimana benda mengalami gerak jatuh bebas.

2. Gerak Vertikal Kebawah
Gerak Vertikal Kebawah adalah gerak jatuh bebas dengan kecepatan awal tertentu (V0 ≠ 0). Persamaan-persamaan dalam gerak jatuh bebas V0 ≠ 0 sehingga dapat ditulis :
• 1/t = V0 + gt
• h = V0 t + ½ gt2
• 1/t2 = V02 + 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)

3. Gerak Vertikal Keatas
Gerak vertikal keatas adalah gerak benda yang dilemparkan vertikal keatas dengan kecepatan awal V0 hal ini berarti, bahwa arah percepatan gravitasi g berlawanan dengan arah gerak benda sehingga yang terjadi adalah perlambata terhadap arah gerak benda.
• Vt = V0 - gt
• h = V0 t - ½ gt2
• Vt2= V02 - 2 gh
Dengan :
V0 = kecepatan awal (m/s)
Vt = kecepatan pada saat t detik (m/s)
h = ketinggian benda diukur dari tanah (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
t = Selang waktu (s)
Tinggi maksimum yang dicapai oleh benda adalah pada saat benda berhenti sesaat untuk kembali turun kebawah. Pada saat itu, kecepatan benda adalah 0, sehingga berlaku :
Vt = V0 – g t
0 = V0 – g t t =
G t = V0


2.4 Gerak Melingkar
Gerak Melingkar adalah gerak yang lintasannya berupa lingkaran. Contoh gerakan melingkar adalah gerakan jarum sekom. Jarum panjang dan jarum pendek pada jam dinding. Dalam gerak melingkar terbagi menjadi 2 bagian, yaitu :

a. Kecepatan linier dan keceptan sudut, adalah kecepatan yang liniernya tetap tetapi arahnya berubah-ubah. Arah kecepatan linier selalu menyinggung lingkaran dan tegak lurus terhadap jari-jari lingkaran.
b. Percepatan dan Gaya Sentripental, adalah berubahnya arah vektor sesuai dengan arah putaran.
c. Percepatan dan Gaya Sentrifugal, adalah berubahnya arah vektor berlawanan dengan arah putaran yaitu kebalikan dari Percepatan dan gaya pada sentripetal.

2.5 Gaya Gesekan

Benda yang diletakan pada suatu permukaan yang kasar kemudian benda diberikan suatu gaya (tarik/ dorong) maka akan terjadi gaya yang arahnya berlawanan dengan arah gaya tersebut. Gaya ini disebut dengan gaya gesek.
Adapun besarnya gaya gesek biasanya ditentukan oleh :

1. kekasaran permukaan gesek atau koefisien gesek (μ) dan
2. besarnya gaya normal suatu benda (N)

secara matematika, besarnya gaya gesek dapat ditulis Fg = μ N, dimana :
Fg = Gaya gesekan (N)
μ = Koefisien Gesekan
N = Gaya Normal (N)


BAB III
PRAKTIKUM

Hukum I Newton

1. Letakkan bola diatas kertas yang datar, kemudian kertas disentak dengan cepat. Bagaimana keadaan bola ?
2. bola dikembalikan ke posisi semula setelah iotu kertas ditarik pelan-pelan dan tiba-tiba dihentikan, bagaimana keadaan bola ?
3. apa yang dapat anda simpulkan dari percobaan diatas ? cobalah anda diskusikan dengan teman-temanmu !

Gaya Gesek

Siapkan bebefapa jenis bidang luncufrr dari berbagai bahan kayu, karton, triplek, plastik dan kaca. Susun dengan kemiringan tertentu terhadap bidang datar. Letakkan uang logam dalam keadaan diam diatas bidang luncur. Jika bidang luncur kita ketuk sedikit maka uang logam tersebut akan meluncur kebawah dengan kecepatan tertentu (v). Biarkan uag logam tersebut meluncur hungga berhenti dengan sendirinya. Catatlah jarak yang ditempuh (s) dan tulislah hasilnya pada tabel !

E. TES FORMATIF

1. sebuah mobil bergerak dengan percepatan 10 m/s2, sehingga kecepatannya menjadi 20 m/s tentukan kecepatan awal mobil setelah menempuh jarak 5 m !
2. kelajuan sebuah truk bertambah secara beraturan dari 72 km/ jam menjadi 108 km/ jam dalam waktu 30 sekon. Tentukan percepatan dari truk tersebut !
3. sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan 40 m/s. Berapa waktu yang dibutuhkan pada saat kecepatannya :
a. 20 ms-1 dan
b. 10 ms-1
4. Sebuah bola dijatuhkan bebas dari balkon sebuah gedung tinggi. Bola menyentuh tanah setelah bergerak selama 5 detik. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah :
a. Tinggi balkon tersebut
b. Kecepatan bola pada saat menyentuh tanah, dan
c. Tinggi bola setelah jatuh selama 2 detik
5. Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggia 100 m di atas tanah. Jika percepatan gravitasi adalah 10 m/s tentukan :
a. Waktu tempuh benda sampai di tanah
b. Kecepatan benda saat tiba di tanah, dan
c. Ketinggian benda setelah bergerak 1 detik
6. sebuah bola dilemparkan keatas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan gravitasi 10 m/s ke arah bawah, hitunglah :
a. waktu yang dibutuhka bola untuk mencapai titik tinggi
b. jarak ke titik tinggi itu, dan
c. lamanya waktu bola berada di udara
7. Sebuah bola dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 50 m/s dari puncak menara yang tingginya 70 m dari atas tanah.
a. Berapa kecepatan bola saat menyentuh tanah
b. Berapa lam bola melayang di udara
8. sebuah kipas angin memiliki kecepatan sudut 54 rads-1. jika jari-jarinya 12 cm, tentukan percepatan suatu titik pada sisi lingkaran kipas angin tersebut !
9. sebuah benda bermassa 1,5 kg bergerak pada bidang datar yang kasar, dengan koefisien 0,4 apabila kecepatan awal benda 15 m/s, berapakah jarak yang ditempuh benda sampai benda berhenti ?