LESSONS PLAN : LAW’S NEWTON-GRAVITATION

 

 

 

Nama Satuan Pendidikan Mata Pelajaran Kelas/ Program/Semester Materi Pokok Alokasi Waktu

: SMA NEGERI 1 MAKASSAR : F I S I K A : XI / ILMU ALAM / GAZAL : HUKUM GRAVITASI NEWTON : 8 x 45 menit /(4x Pertemuan)

 

 

STANDAR KOMPETENSI	:	Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik
KOMPETENSI DASAR	:	1.2. Menganalisis keteraturan gerak planet dalam tatasurya berdasarkan hukum-hukum Newton
INDIKATOR PENCAPAIAN	:	Memformulasikan hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan jaraknya Menghitung resultan gaya gravitasi pada benda titik dalam suatu sistem Membandingkan percepatan gravitasi dan kuat medan gravitasi pada kedudukan yang berbeda Menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan hukum Keppler

 

• TUJUAN PEMBELAJARAN
  

Pertemuan 1 :

• Siswa dapat menyebutkan bunyi hukum gravitasi umum Newton
  
• Siswa dapat menerapkan formulasi gaya gravitasi antara kedua benda dalam soal-soal hitungan sederhana
  

Pertemuan 2 :

• Siswa dapat menghitung resultan gaya gravitasi yang dialami sebuah benda akibat bekerjanya dua buah gaya atau lebih
  
• Siswa dapat melukiskan 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 formulasi kuat medan gravitasi yang 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 bunyi hukum I, II dan III Kepler
  
• Siswa dapat memformulasikan dan 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 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
  
• 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 data-data 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 :

 

 

 

 

 

 

 

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 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 q, 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 :

 

 

Pertemuan 4 :

Percepatan gravitasi benda disuatu tempat pada ketinggian tertentu di atas permukaan bumi adalah :

 

 

 

 

 

• 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 :
  

  
   

  atau
  

 

T = peride revolusi R = jari-jari rata-rata orbit planet K = suatu tetapan yang memiliki nilai sama untuk semua planet

 

• Gerak Planet Dalam Tata Surya
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Kelajuan benda untuk mengorbit planet dapat dihitung dengan cara :
  

 

Karena , maka

 

    Kelajuan benda untuk mengorbit planet bisa dihitung dengan formulasi :

        

 

 

 

• Kesesuaian hukum Gravitasi Newton dengan Hukum III Kepler dinyatakan dalam persamaan :
  

 

 

 

• KRITERIA KETUNTASAN MINIMAL
  

        KKM KD. 1.2 = 75% (dari 0 – 100%)

 

 

• SUMBER/ BAHAN/ ALAT BANTU
  
  • Sumber    : Buku Fisika 2A Ir. Marthen Kanginan, M.Sc. Penerbit Erlangga halaman : 114 - 147
    
  • Bahan    : bahan presentasi
    
  • Alat     : media presentasi
    

 

    

• METODE /PENDEKATAN :
  
  • Metode    : Demonstrasi, Informasi / ceramah bervariasi, diskusi, tanya jawab
    
  • Model    : Direct Instruction, Cooperative learning (jigsaw)
    

  
   

• LANGKAH-LANGKAH KEGIATAN PEMBELAJARAN
  

 

Pertemuan 1 : Menganalisis hubungan antara gaya gravitasi dengan massa benda dan jaraknya

 

Sintaks	Kegiatan Guru_Siswa	Waktu
Kegiatan Awal : Apersepsi/ Orientasi/ Motivasi	Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai Menanyakan macam-macam jenis gaya ; gaya sentuh (tarik/dorong), gaya medan (gravitasi, listrik, magnet) Menginformasikan contoh adanya gaya gravitasi pada beberapa fenomena alam, dan menjelaskan manfaat gaya gravitasi tersebut bagi manusia Siswa membentuk kelompok sesuai petunjuk guru	20'
Kegiatan Inti :   Presentasi & Penugasan terstruktur / terbimbing	Guru menjelaskan konsep gaya gravitasi pada dua buah benda yang terletak pada jarak tertentu dengan memberikan ilustrasi melalui materi presentasi berbasis TI (TM) Bersama sama siswa memformulasikan besarnya gaya gravitasi yang dialami dua buah benda pada jarak tertentu Memformulasikan hukum Newton tentang gravitasi dalam tatasurya pada diskusi kelas (TM) Guru memberikan contoh soal sederhana tentang gaya gravitasi yang dialami oleh dua buah benda berkedudukan tertentu. Menerapkan formulasi gaya gravitasi antara kedua benda dalam soal-soal hitungan sederhana secara berkelompok dengan model jigsaw.	50'
Kegiatan Akhir : Refleksi & Tugas Mandiri	Bersama-sama siswa menyimpulkan kembali konsep gaya gravitasi Guru memberikan tugas mandiri berupa rangkuman gaya gravitasi Newton dan keterkaitannya dengan hukum-hukum Kepler (KMTT)	20'

 

Pertemuan 2 : Menghitung resultan gaya gravitasi pada benda titik dalam suatu sistem

 

Sintaks	Kegiatan Guru_Siswa	Waktu
Kegiatan Awal : Apersepsi/ Orientasi/ Motivasi	Memeriksa tugas mandiri yang diberikan pada pertemuan sebelumnya Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai Menginformasikan kegunaannya memahami konsep resultan gaya gravitasi dalam kehidupan sehari-hari Siswa membentuk kelompok sesuai petunjuk guru	30'
Kegiatan Inti : Penugasan terstruktur / terbimbing	Bersama-sama siswa mendiskusikan tentang beberapa buah gaya yang mempengaruhi benda untuk berbagai posisi/ kedudukan dan merumuskannya dalam hitung vektor (PT) Guru menjelaskan resultan gaya gravitasi pada benda titik dalam suatu sistem dan membahas contoh soal sederhana berkaitan dengan materi yang dijelaskan (TM) 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) (PT) Mendiskusikan konsep gerak, gaya dan kesimbangan yang terjadi pada sistem tatasurya dan gerak planet melalui berbagai media (PT) Menyimpulkan hasil diskusi tentang gerak benda langit pada sistem tata surya. (PT)	40'
Kegiatan Akhir : Refleksi & Tugas Mandiri	Bersama sama siswa menyimpulkan kembali tentang variabel yang mempengaruhi gaya gravitasi antara dua buah benda berkedudukan tertentu. Guru memberikan tugas mandiri berupa soal-soal latihan halaman : 121 No. 16, 17 (KMTT)	20'

 

• Pertemuan 3 : Membandingkan percepatan gravitasi dan kuat medan gravitasi pada kedudukan yang berbeda
  

Sintaks	Kegiatan Guru_Siswa	Waktu
Kegiatan Awal : Apersepsi/ Orientasi/ Motivasi	Siswa membentuk kelompok sesuai petunjuk guru Memeriksa tugas mandiri yang diberikan pada pertemuan sebelumnya Menginformasikan KD dan indikator yang akan dicapai Menanyakan kembali tentang konsep massa dan berat benda Menjelaskan kegunaan penerapan konsep percepatan gravitasi dalam kehidupan sehari-hari	30'
Kegiatan Inti :   Presentasi & Penugasan terstruktur/ terbimbing	Bersama-sama siswa memformulasikan konsep berat, konsep percepatan dan medan gravitasi dalam tatasurya pada diskusi kelas (TM/PT) Menurunkan persamaan percepatan gravitasi dari persamaan Gaya Sentripetal dan Gaya Gravitasi Newton untuk beberapa kedudukan benda yang berbeda ((PT) Memberikan contoh soal sederhana dan membahasnya bersama-sama (TM) Siswa mengerjakan soal-soal latihan dari buku sumber secara berkelompok dan membahasnya didepan kelas dengan model pembelajaran jigsaw (cooperative learning) (PT)	40'
Kegiatan Akhir : Refleksi & Tugas Mandiri	Guru menyakan kembali konsep kuat medan gravitasi dan hubungan dengan kedudukan benda yang berbeda terhadap pusat benda Guru memberikan tugas mandiri berupa soal-soal latihan halaman : 126-127 No. 19, 20 (KMTT)	20'

 

• Pertemuan 4 :
  Menganalisis gerak planet dalam tata surya berdasarkan hukum Keppler
  

Sintaks	Kegiatan Guru_Siswa	Waktu
Kegiatan Awal : Apersepsi/ Orientasi/ Motivasi	Memeriksa tugas mandiri yang diberikan pada pertemuan sebelumnya Menginformasikan SK, KD dan indikator yang akan dicapai Menanyakan kembali tentang konsep geocentris dan heliocentris Menjelaskan kegunaannya mempelajari gerak planet dalam tata surya Siswa membentuk kelompok sesuai petunjuk guru	30'
Kegiatan Inti :   Presentasi & Penugasan terstruktur/ terbimbing	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 (TM) Bersama-sama siswa membahas contoh soal tentang penerapan persamaan Hk III kepler (PT) Bersama-sama siswa mendiskusikan kesesuaian hukum-hukum Kepler dengan hukum gravitasi Newton (PT) Memformulasikan hubungan antara persamaan Hk III Kepler dengan hukum gravitasi Newton (TM) Membahas soal-soal yang berkaitan dengan persamaan Hk III Kepler dan gravitasi Newton secara berkelompok (PT) Bersama-sama siswa membahas contoh soal tentang kecepatan Bulan dalam mengorbit Bumi jika massa dan radius planet diketahui. Siswa menghitung kecepatan masing-masing satelit dalam mengorbit planet-planet (dalam sistem tata surya kita) pada diskusi kelompok dengan menggunakan model pembelajaran Jigsaw Siswa mendiskusikan keteraturan sistem tata surya dalam pemecahan masalah gravitasi antar planet, gerak satelit, dan penerbangan luar angkasa dan pemecahan masalah	50'
Kegiatan Akhir : Refleksi	Bersama sama siswa menyimpulkan kembali kesesuaian hukum gravitasi Newton dengan hukum Kepler Siswa diberikan tugas mandiri membuat laporan hasil diskusi kelompok tentang gerak dalam sistem tata surya dan masalah gravitasi antar planet	10'

 

 

• PENILAIAN & TINDAK LANJUT
  

 

1. Prosedur Penilaian :
   

• Penilaian Kognitif
  
  • Jenis     : Ulangan KD, Tugas Individu, Tugas Kelompok
    
  • Bentuk    : Pilihan Ganda, Uraian, Laporan
    
• Penilaian Sikap
  
  • Bentuk : Lembar pengamatan sikap siswa
    

  
   

1. Instrumen :
   

• Aspek Kognitif : Soal Terlampir
  
• Aspek Sikap : Lembar Pengamatan Sikap Siswa
  

1. Tindak Lanjut :
   

• Pembelajaran Remedial , untuk siswa yang memperoleh Nilai KD < KKM ;
  

        Mengikuti program pembelajaran Remedial dengan pengelompokkan sbb :

• Bagi siswa yang memperoleh nilai 65 – 74, diberikan Tugas Mandiri untuk menyelesaikan masalah / soal yang berkaitan dengan IP yang tidak tuntas
  
• Bagi siswa yang memperoleh nilai 55 – 64, diberikan pembelajaran dengan tutor sebaya dengan cara menyelesaikan / membahas soal-soal uji kompetensi yang indikatornya tidak tuntas
  
• Bagi siswa yang memperoleh nilai >64, diberikan pembelajaran ulang secara klasikal oleh guru mapel
  

• 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.
    

    

 

        

Mengetahui : Kepala SMA Negeri 1 Makassar       Drs. HERMAN HADING, M.Pd. NIP 1953031980031012

Makassar, 13 Juli 2009   Guru Mata Pelajaran,       Dra. ARUM DWI TJONDROWATY NIP 132174654

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Instrumen Penilaian Kognitif

 

1. TES TERTULIS

• ESSAY / URAIAN
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01.         02.               03.                  04.               05.       06.

Tuliskanlah konsep : Hukum II Newton Hukum Gravitasi Newton Hukum III Kepler   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 : gaya gravitasi yang bekerja pada partikel ketiga jika partikel itu diletakkan 0,005 m dari benda bermassa 0,30 kg.   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.   Sebuah satelit S mengorbit planet P pada ketinggian 3600 km diatas permukaan planet P yang memiliki jari-jari 9800 km. Jika massa planet P 8 x 1026 kg dan konstanta gravitasi umum 6,6 x 10-11Nm2/kg2, tentukanlah periode dan laju satelit S tersebut dalam mengelilingi planet P.   Percepatan akibat gravitasi di sebuah planet P 26,9 m/s2. Jika massa jenis planet P, 1,42 gr/cm3, maka hitunglah jari-jarinya!   Hitung berat orang di bulan jika beratnya di bumi 600 Newton. Anggap jarijari bumi 3,7 kali jari-jari bulan dan massa bumi 80 kali massa bulan!

01.         02.               03.             04.               05.       06.

Tuliskanlah konsep : Hukum III Newton Hukum Gravitasi Newton Hukum II Kepler   Dua buah partikel bermassa 0,20 kg dan 0,30 kg terpisah sejauh 0,15 m. Partikel ketiga yang bermassa 0,050 kg diletakkan diantara keduanya dan pada garis hubung kedua partikel itu. Hitung : gaya gravitasi yang bekerja pada partikel ketiga jika partikel itu diletakkan 0,008 m dari benda bermassa 0,30 kg.   Jarak Mars ke Matahari adalah 2,3 x 1011 m dan jarak Phobos ke Mars 9,50 x 106 m. Mars mengelilingi Matahari 686 hari dan Phobos mengelilingi Mars 18,4 hari. Anggap orbit Mars dan Phobos berbentuk lingkaran. Tentukanlah perbandingan massa Matahari dan massa Mars.   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 periode dan laju satelit S tersebut dalam mengelilingi planet P.   Percepatan akibat gravitasi di sebuah planet P 27,6 m/s2. Jika massa jenis planet P, 1,28 gr/cm3, maka hitunglah jari-jarinya!   Hitung berat orang di bulan jika beratnya di bumi 670 Newton. Anggap jarijari bumi 3,7 kali jari-jari bulan dan massa bumi 80 kali massa bulan!

    KUNCI JAWABAN & PEDOMAN PENSKORAN

 

No soal	KUNCI JAWABAN	SKOR
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.   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.	2         3
02.	Diket : m = 5 kg fk = 0,4 q = 30o G = 10 m/s2 Dit : diagram gaya N a   Solusi : b.	8
03.	Solusi : a.                                                                                       b.Agar partikel m3 tidak dikenai gaya gravitasi maka :	12
04.	Diket. : rB = 1,5x1011m rb = 3,84 x 108 m. TB = 365 hari Tb = 27,3 hari Dit. : MM:mB   Solusi : Dengan persamaan gravitasi Newton dicari terlebih dahulu persamaan MM dan persamaan mB , setelah itu maka substitusikan pada persamaan perbandingn yang ditanyakan.       Substitusikan persamaan MM dab mB ke dalam persamaan : MM : mB	8
05.	Diket. : hs = 2500 km RP = 6400 km mP = 6x1024 kg G = 6,6x10-11 Nm2/kg2 Solusi :	4

 

PENILAIAN TES TERTULIS :

 

No soal	BOBOT	SKOR	NILAI
01. 02. 03. 04. 05.	10% 20% 35% 25% 20%	5 8 12 8 4	10 20 30 20 20
	100%	60	100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. TUGAS INDIVIDU : Uraian

1. Mengerjakan soalsoal latihan dari buku sumber :
   

• Latihan hal.121 No. 16,17
  
• Latihan hal 123 No. 18
  
• Latihan hal 126-127 No. 19,20
  
• Latihan hal 145 No. 28,29,30
  

1. Membuat Rangkuman untuk KD. 1.2. tentang gaya gravitasi Newton
   

 

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	N-TUGAS			Rerata N- Tugas	Nilai KD 1.2
			1	2	3
1.	. . .
2.
dst.
. . .

 

Formulasi Nilai KD 1.2 :

 

 

 

 

 

 

 

 

Instrumen Penilaian Sikap

 

    Rubrik Penilaian :

 

No.	Nama	Aspek Sikap yg dinilai					Rerata Nilai	Predikat
		1	2	3	4	5
1.   2.   3.   4.   5.   Dst.

    

    Aspek Sikap :

1. Disiplin (Kehadiran+Kerajinan)
   
2. Respon terhadap Mata pelajaran
   
3. Kerjasama kelompok
   
4. Komitmen
   
5. Performance
   

    Skala penilaian dibuat dengan rentangan dari 0 s/d 100

    Konversi Angka : 0-55 = Rendah, 56-79 = Sedang, 80-100 = Tinggi