LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK

Identitas Peserta Didik

Identitas LKPD

Capaian Pembelajaran

Pada akhir Fase F, peserta didik menganalisis hubungan gerak dan gaya serta pemanfaatannya untuk menjelaskan fenomena alam, desain, atau rekayasa struktur; menganalisis gejala gelombang dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari; mengevaluasi rangkaian listrik; menganalisis fenomena elektromagnetik; serta menganalisis teori dasar fisika modern dan pengaruhnya terhadap perkembangan teknologi.

Tujuan Pembelajaran

1. Mengidentifikasi fenomena elastisitas dalam kehidupan sehari-hari serta membedakan sifat elastis dan plastis berdasarkan hasil pengamatan.
2. Merumuskan hipotesis mengenai hubungan antara besar gaya yang diberikan dengan pertambahan panjang pegas.
3. Melakukan penyelidikan virtual menggunakan aplikasi simulasi dengan memvariasikan massa beban untuk memperoleh data hubungan gaya dan pertambahan panjang pegas.
4. Menganalisis data hasil simulasi melalui perhitungan konstanta pegas dan interpretasi grafik hubungan gaya terhadap pertambahan panjang.
5. Menarik kesimpulan mengenai hubungan antara gaya, pertambahan panjang, dan konstanta pegas berdasarkan hasil penyelidikan serta mengomunikasikan hasil penyelidikan.

Petunjuk Penggunaan LKPD

1. Bacalah setiap bagian LKPD sebelum memulai kegiatan praktikum.
2. Pahami fenomena dan pertanyaan pemantik yang disajikan.
3. Diskusikan permasalahan bersama anggota kelompok.
4. Rumuskan hipotesis berdasarkan pengetahuan awal dan hasil pengamatan.
5. Buka aplikasi simulasi Hukum Hooke pada perangkat yang digunakan.
6. Ikuti prosedur praktikum dan gunakan fitur aplikasi sesuai petunjuk.
7. Variasikan massa beban sesuai instruksi, lalu catat hasil pengamatan secara teliti.
8. Lakukan perhitungan dan analisis data berdasarkan hasil simulasi.
9. Jawablah pertanyaan diskusi dengan menggunakan bukti hasil percobaan.
10. Susun kesimpulan dan komunikasikan hasil penyelidikan kelompok.

Aplikasi, Alat, dan Bahan Praktikum

Virtual Lab Elastisitas merupakan media praktikum virtual untuk menyelidiki hubungan antara gaya dan pertambahan panjang pegas. Peserta didik memberikan variasi massa beban dan mengamati perubahan panjang pegas melalui simulasi.

Fitur aplikasi

• Pilihan jenis pegas: menentukan pegas yang digunakan, apabila fitur tersedia.
• Pengaturan massa beban: mengubah besar massa yang diberikan pada pegas.
• Visualisasi pegas: memperlihatkan perubahan panjang pegas ketika diberikan beban.
• Pengukuran panjang: mengetahui panjang awal dan panjang akhir pegas.
• Tampilan hasil pengamatan: membantu memperoleh data percobaan.
• Grafik: menampilkan hubungan gaya dan pertambahan panjang pegas.
• Tombol reset: mengembalikan simulasi ke kondisi awal.

Alat dan bahan

1. Laptop/komputer/telepon genggam untuk menjalankan aplikasi.
2. Aplikasi simulasi Hukum Hooke sebagai media praktikum virtual.
3. LKPD sebagai panduan penyelidikan dan pencatatan data.
4. Kalkulator untuk membantu menghitung gaya dan konstanta pegas.
5. Alat tulis untuk mencatat hasil pengamatan dan menjawab pertanyaan.

Materi Pembelajaran

1. Elastisitas

Elastisitas merupakan kemampuan suatu benda untuk kembali ke bentuk atau ukuran semula setelah gaya yang bekerja padanya dihilangkan, selama benda belum melampaui batas elastisnya.

• Benda elastis: benda yang dapat kembali ke bentuk semula setelah gaya dihilangkan, selama masih dalam batas elastis. Contoh: pegas dan karet.
• Benda plastis: benda yang mengalami perubahan bentuk permanen setelah diberikan gaya. Contoh: plastisin dan tanah liat.

2. Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan bahwa pertambahan panjang pegas sebanding dengan gaya yang diberikan, selama pegas masih berada dalam batas elastisnya.

F = gaya (N), k = konstanta pegas (N/m), dan Δx = pertambahan panjang (m).

x adalah panjang akhir dan x₀ adalah panjang awal.

3. Gaya berat

m = massa beban (kg), g = percepatan gravitasi (m/s²). Pada kegiatan ini gunakan g = 10 m/s², kecuali guru menentukan nilai lain.

4. Konstanta pegas

Konstanta pegas menunjukkan tingkat kekakuan pegas. Semakin besar konstanta pegas, semakin besar gaya yang diperlukan untuk menghasilkan pertambahan panjang yang sama. Pada grafik gaya (F) terhadap pertambahan panjang (Δx), gradien grafik linear menyatakan konstanta pegas.

Kegiatan Praktikum – Guided Inquiry

Kegiatan 1. Orientasi dan identifikasi fenomena

Pernahkah kalian memperhatikan pegas pada timbangan gantung, kasur pegas, atau suspensi kendaraan? Ketika diberikan beban, pegas mengalami perubahan panjang. Ketika beban dilepaskan, pegas dapat kembali ke bentuk semula selama tidak melampaui batas elastisnya.

Pertanyaan pemantik:

1. Mengapa pegas mengalami pertambahan panjang ketika diberikan beban?
2. Apakah semakin besar beban selalu menghasilkan pertambahan panjang yang semakin besar?
3. Apakah semua pegas memiliki kemampuan memanjang yang sama?
4. Apa yang mungkin terjadi jika pegas diberikan gaya secara berlebihan?

Kegiatan 2. Merumuskan masalah

Pertanyaan penyelidikan utama: Bagaimana pengaruh perubahan massa beban terhadap pertambahan panjang pegas, dan bagaimana hubungan tersebut dapat digunakan untuk menentukan konstanta pegas?

Kegiatan 3. Merumuskan hipotesis

1. Apa yang terjadi pada panjang pegas jika massa beban diperbesar?
2. Bagaimana hubungan gaya berat dengan pertambahan panjang pegas?
3. Jika dua pegas memiliki pertambahan panjang berbeda ketika diberikan gaya yang sama, apakah keduanya memiliki konstanta pegas yang sama?

Kegiatan 4. Melakukan penyelidikan virtual

A. Persiapan percobaan

1. Siapkan perangkat berupa laptop, komputer, atau telepon genggam.
2. Buka aplikasi simulasi Hukum Hooke.
3. Kenali fitur-fitur yang tersedia.
4. Pilih satu jenis pegas untuk digunakan selama percobaan.
5. Amati panjang awal pegas tanpa beban dan catat sebagai x₀.

B. Langkah-langkah percobaan

1. Pastikan pegas berada dalam keadaan awal tanpa beban.
2. Catat panjang awal pegas (x₀).
3. Berikan beban pertama dengan massa 0,05 kg.
4. Amati dan catat panjang akhir pegas (x).
5. Hitung pertambahan panjang pegas (Δx = x − x₀).
6. Ulangi pengamatan dengan massa 0,10 kg; 0,15 kg; 0,20 kg; dan 0,25 kg.
7. Pastikan jenis pegas dan kondisi awal pengukuran tetap sama.
8. Catat seluruh hasil pengamatan pada tabel.
9. Setelah data lengkap, hitung gaya berat dan konstanta pegas.

Pertanyaan selama penyelidikan

Data Hasil Percobaan

Tabel 1. Hasil pengamatan hubungan massa beban dan pertambahan panjang pegas

Data akan ditampilkan dari hasil simulasi yang tersimpan.

Tabel 2. Hasil perhitungan gaya dan konstanta pegas

Rata-rata konstanta pegas: Belum dihitung

Ayo Analisis Data dan Grafik!

Buat grafik hubungan gaya berat (F) pada sumbu Y dan pertambahan panjang (Δx) pada sumbu X berdasarkan data Tabel 2.

• Sumbu horizontal (X): pertambahan panjang (m).
• Sumbu vertikal (Y): gaya berat (N).
• Plot seluruh pasangan data hasil percobaan.
• Tarik garis kecenderungan terbaik (best fit) jika data menunjukkan hubungan linear.
• Tentukan gradien grafik sebagai nilai konstanta pegas.

Pertanyaan analisis

Ayo Tarik Kesimpulan!

Ayo Komunikasikan Hasil Penyelidikan!

Presentasikan hasil praktikum kelompok dengan memperhatikan hal-hal berikut:

• Menjelaskan tujuan dan prosedur percobaan.
• Menunjukkan data hasil pengamatan.
• Menjelaskan hasil perhitungan konstanta pegas.
• Menampilkan dan menginterpretasikan grafik.
• Menyampaikan kesimpulan berdasarkan hasil penyelidikan.
• Menanggapi pertanyaan atau masukan dari kelompok lain.

Refleksi Individu