LKPD Fisika Kelas 11: Menganalisis Besaran Gerak Lurus Beraturan (GLB) pada Fenomena Transportasi

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menganalisis gerak lurus untuk menjelaskan fenomena alam dalam kehidupan sehari-hari

PETUNJUK UMUM

• Bacalah setiap narasi fenomena gerak dengan cermat dan saksama.
• Lakukan analisis besaran gerak (posisi, jarak, perpindahan, kecepatan, kelajuan, dan waktu) berdasarkan data yang disajikan.
• Diskusikan langkah penyelesaian bersama rekan kelompokmu dan tuliskan hasil analisis pada format lembar kerja yang telah disediakan.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Analisis Besaran Gerak: Kereta Cepat Melintasi Lintasan Lurus

Estimasi: 25 menit

Alat & Bahan:

• Alat tulis
• Kalkulator (opsional)

Petunjuk Pengerjaan:

1. Perhatikan data perjalanan Kereta Cepat yang melaju pada lintasan rel lurus datar antara dua stasiun pengamatan berikut: Pada detik t = 0 s, posisi kereta berada di s = 0 m; pada t = 10 s, posisi berada di s = 500 m; pada t = 20 s, posisi berada di s = 1000 m; pada t = 30 s, posisi berada di s = 1500 m; pada t = 40 s, posisi berada di s = 2000 m.
2. Hitung pertambahan jarak/posisi tiap selang waktu 10 detik dan tentukan nilai kecepatan kereta pada setiap interval tersebut.
3. Analisis keteraturan nilai kecepatan untuk membuktikan bahwa fenomena tersebut merupakan Gerak Lurus Beraturan (GLB).

Pertanyaan:

1. Berdasarkan data gerak kereta cepat di atas, lengkapilah tabel analisis selang waktu, perpindahan (Δs), dan kecepatan (v = Δs/Δt) untuk setiap interval 10 detik.

2. Analisis karakteristik nilai kecepatan kereta dari waktu ke waktu berdasarkan tabel yang telah dilengkapi. Mengapa gerak kereta tersebut dikategorikan sebagai gerak lurus beraturan (GLB)?

Tabel 4 baris data dengan kolom: Interval Waktu (s), Perpindahan Δs (m), Selang Waktu Δt (s), dan Kecepatan v (m/s), diikuti bidang bergaris untuk penjelasan uraian nomor 2.

Kegiatan 2: Analisis Grafik Posisi-Waktu (s-t) dan Kecepatan-Waktu (v-t) pada Mobil Jalan Tol

Estimasi: 30 menit

Alat & Bahan:

• Penggaris
• Alat tulis
• Kertas grafik/berpetak

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati deskripsi gerak mobil yang melaju di jalan tol lurus: Mobil bergerak dari titik acuan s = 0 dengan kecepatan konstan 25 m/s (90 km/jam) selama selang waktu total t = 60 detik.
2. Gambarkan sketsa hubungan grafik posisi terhadap waktu (grafik s-t) dan grafik kecepatan terhadap waktu (grafik v-t).
3. Lakukan analisis terhadap kemiringan (gradien) grafik s-t dan luas daerah di bawah kurva grafik v-t untuk menjelaskan besaran gerak mobil.

Pertanyaan:

1. Gambarkan sketsa grafik hubungan posisi terhadap waktu (s-t) dari t = 0 s hingga t = 60 s, lalu jelaskan makna fisis dari kemiringan (gradien) garis tersebut.

2. Gambarkan sketsa grafik hubungan kecepatan terhadap waktu (v-t) untuk gerak mobil tersebut, lalu buktikan melalui analisis luas daerah di bawah grafik bahwa perpindahan mobil pada t = 60 s adalah 1.500 meter.

Dua bidang koordinat Cartesius berpetak (s-t dan v-t) lengkap dengan penamaan sumbu dan satuan, disertai baris uraian analisis makna gradien dan perhitungan luas.

Kegiatan 3: Analisis Penerapan GLB: Perjumpaan Dua Kendaraan Logistik

Estimasi: 35 menit

Alat & Bahan:

• Alat tulis
• Kertas buram/kalkulator

Petunjuk Pengerjaan:

1. Bacalah skenario transportasi berikut: Truk Logistik A dan Truk Logistik B bergerak saling mendekati pada satu jalur jalan lurus bebas hambatan yang panjangnya 1.200 meter. Keduanya berangkat pada saat yang bersamaan (t = 0). Truk A melaju dengan kecepatan tetap 20 m/s ke arah timur, sedangkan Truk B melaju dengan kecepatan tetap 10 m/s ke arah barat.
2. Tentukan persamaan posisi terhadap waktu untuk Truk A dan Truk B menggunakan titik awal Truk A sebagai acuan (s = 0).
3. Lakukan analisis matematis gerak lurus untuk memprediksi waktu dan lokasi bertemunya kedua truk tersebut, lalu selesaikan refleksi dan penutup pembelajaran.

Pertanyaan:

1. Rumuskan persamaan posisi s_A(t) dan s_B(t) terhadap fungsi waktu t, dengan menetapkan posisi awal Truk A sebagai titik nol (s_0A = 0) dan posisi awal Truk B pada jarak 1.200 m (s_0B = 1.200 m).

2. Analisis waktu (t) saat kedua truk berpapasan dengan prinsip s_A = s_B, kemudian tentukan jarak posisi berpapasan tersebut jika diukur dari posisi awal Truk A!

Kolom perumusan persamaan posisi matematis s_A(t) dan s_B(t) serta ruang penyelesaian aljabar dan kesimpulan berpapasan secara terstruktur.

REFLEKSI

1. Bagian mana dari analisis grafik dan perhitungan besaran gerak lurus beraturan (GLB) yang paling membantumu memahami pola pergerakan kendaraan?

2. Bagaimana pemahaman konsep kecepatan konstan pada GLB membantumu menjelaskan pentingnya menjaga jarak aman antarkendaraan saat berada di jalan raya?