LKPD IPA Kelas 8: Gaya Archimedes: Terapung, Melayang, dan Tenggelam pada Teknologi Kapal

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Murid dapat menganalisis kondisi terapung, melayang, dan tenggelam suatu benda dalam zat cair berdasarkan prinsip Hukum Archimedes melalui percobaan Kapal Kertas.
2. Murid dapat menghubungkan prinsip Hukum Archimedes dengan cara kerja teknologi kapal laut dan kapal selam dalam kehidupan nyata berdasarkan hasil percobaan dan analisis.

PETUNJUK UMUM

• Bacalah setiap instruksi dengan cermat sebelum memulai kegiatan.
• Kerjakan secara berkelompok (3-4 orang) untuk kegiatan percobaan, dan mandiri untuk analisis.
• Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan sebelum memulai eksperimen.
• Catat semua hasil pengamatan dengan teliti dan jujur.
• Diskusikan temuanmu dengan kelompok sebelum menuliskan kesimpulan.
• Gunakan penggaris untuk mengukur dengan akurat.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Eksperimen Kapal Kertas: Mengamati Gaya Archimedes

Estimasi: 30 menit

Alat & Bahan:

• Kertas A4 (1 lembar per kelompok)
• Wadah berisi air (ember lebar atau bak)
• 10 koin logam sejenis
• Penggaris (30 cm)
• Handuk/lap untuk mengeringkan

Petunjuk Pengerjaan:

1. Lipat kertas A4 menjadi bentuk kapal kertas sederhana (bentuk perahu).
2. Isi wadah dengan air hingga 3/4 penuh.
3. Letakkan kapal kertas kosong di permukaan air dan amati apa yang terjadi.
4. Ukur tinggi bagian kapal yang terendam air menggunakan penggaris (catat sebagai h1).
5. Masukkan 1 koin ke dalam kapal kertas, amati dan ukur kembali tinggi bagian yang terendam (catat sebagai h2).
6. Tambahkan koin satu per satu (maksimal 10 koin atau hingga kapal tenggelam), setiap kali mencatat jumlah koin dan tinggi terendam.
7. Catat pada jumlah koin berapa kapal mulai tenggelam.
8. Amati perbedaan posisi kapal saat kosong, berisi beberapa koin, dan saat tenggelam.

Pertanyaan:

1. Lengkapi tabel pengamatan hasil percobaan kapal kertas berikut!

2. Apa yang terjadi pada posisi kapal kertas saat koin ditambahkan satu per satu? Jelaskan mengapa hal itu terjadi!

3. Pada jumlah koin berapa kapal mulai tenggelam? Apa yang menyebabkan kapal tenggelam?

Sediakan tabel dengan 4 kolom: (1) Jumlah Koin, (2) Tinggi Terendam (cm), (3) Kondisi Kapal (terapung/tenggelam), (4) Pengamatan Tambahan. Sediakan 10-12 baris untuk data. Untuk pertanyaan uraian, sediakan 5-7 baris kosong per pertanyaan.

Kegiatan 2: Menganalisis Kondisi Terapung, Melayang, dan Tenggelam

Estimasi: 25 menit

Petunjuk Pengerjaan:

1. Perhatikan kembali data hasil percobaan kapal kertas pada Kegiatan 1.
2. Baca penjelasan berikut: Hukum Archimedes menyatakan bahwa gaya angkat ke atas (Fa) yang bekerja pada benda yang dicelupkan ke dalam zat cair sama dengan berat zat cair yang dipindahkan oleh benda tersebut. Rumus: Fa = ρ × V × g, dengan ρ = massa jenis zat cair, V = volume benda yang tercelup, g = percepatan gravitasi.
3. Kondisi benda dalam zat cair: (1) Terapung: W < Fa atau ρ_benda < ρ_zat cair; (2) Melayang: W = Fa atau ρ_benda = ρ_zat cair; (3) Tenggelam: W > Fa atau ρ_benda > ρ_zat cair.
4. Hubungkan data percobaanmu dengan ketiga kondisi tersebut.
5. Diskusikan dengan kelompokmu sebelum menjawab pertanyaan.

Pertanyaan:

1. Berdasarkan percobaan, identifikasi kondisi kapal kertas (terapung/melayang/tenggelam) pada situasi berikut: (a) Kapal kosong tanpa koin, (b) Kapal berisi 3-5 koin, (c) Kapal berisi koin hingga tenggelam.

2. Mengapa semakin banyak koin, bagian kapal yang terendam semakin dalam? Jelaskan menggunakan konsep gaya Archimedes!

3. Jika kamu ingin membuat kapal kertas melayang di tengah air (tidak di permukaan, tidak di dasar), bagaimana caranya? Jelaskan strategimu berdasarkan prinsip Archimedes!

Sediakan 6-8 baris kosong untuk setiap pertanyaan uraian agar murid dapat menjelaskan dengan lengkap dan rinci.

Kegiatan 3: Menghubungkan dengan Teknologi Kapal Laut dan Kapal Selam

Estimasi: 25 menit

Petunjuk Pengerjaan:

1. Baca informasi berikut: Kapal laut terbuat dari baja (massa jenis lebih besar dari air), tetapi bisa terapung karena memiliki rongga udara yang besar di dalamnya, membuat massa jenis rata-rata kapal lebih kecil dari air.
2. Kapal selam dapat terapung, melayang, atau tenggelam dengan mengatur jumlah air dalam tangki pemberat (ballast tank). Saat ingin tenggelam, tangki diisi air; saat ingin terapung, air dipompa keluar dan diganti udara.
3. Hubungkan prinsip kerja kapal laut dan kapal selam dengan hasil percobaan kapal kertasmu.
4. Diskusikan dengan kelompokmu bagaimana prinsip Archimedes diterapkan dalam teknologi nyata.

Pertanyaan:

1. Jelaskan bagaimana kapal laut yang terbuat dari baja (lebih berat dari air) bisa terapung di permukaan laut! Kaitkan dengan prinsip Archimedes.

2. Bandingkan cara kerja kapal selam saat ingin tenggelam dan terapung dengan percobaan kapal kertas yang kamu lakukan! Lengkapi tabel perbandingan berikut!

3. Menurutmu, mengapa kapal selam perlu bisa melayang di kedalaman tertentu? Apa manfaatnya dalam kehidupan nyata?

4. Rancang sebuah ide sederhana: Jika kamu diminta membuat model kapal selam mini dari botol plastik bekas, bagaimana caranya agar bisa tenggelam dan terapung seperti kapal selam sungguhan? Jelaskan prinsip yang kamu gunakan!

Untuk pertanyaan 1, 3, 4: sediakan 6-8 baris kosong. Untuk pertanyaan 2 (tabel): buat tabel 3 kolom (Aspek, Kapal Selam, Kapal Kertas) dengan 4 baris (Kondisi Tenggelam, Kondisi Terapung, Cara Mengubah Kondisi, Prinsip yang Bekerja).

REFLEKSI

1. Apa hal paling menarik yang kamu pelajari dari percobaan kapal kertas hari ini?

2. Bagaimana percobaan ini membantumu memahami mengapa kapal baja besar bisa terapung di laut?

3. Pernahkah kamu melihat penerapan prinsip Archimedes dalam kehidupan sehari-hari selain kapal? Sebutkan dan jelaskan!