Modul Ajar Fisika Kelas 10 SMA: Kinematika Gerak Lurus (Bab 2)

Pembelajaran posisi, perpindahan, jarak, kecepatan, kelajuan, percepatan, Gerak Lurus Beraturan (GLB: $s = v \cdot t$), Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), gerak jatuh bebas, dan analisis grafik ($s-t, v-t, a-t$).

Capaian dan tujuan pembelajaran

  • Peserta didik mampu membedakan konsep posisi, perpindahan, kelajuan, kecepatan, dan percepatan.
  • Peserta didik mampu menganalisis karakteristik GLB dan GLBB secara aljabar dan grafis.
  • Peserta didik mampu memecahkan masalah kontekstual gerak vertikal dan gerak jatuh bebas di bawah percepatan gravitasi.

Materi pokok & uraian konsep pembelajaran

Kinematika gerak mempelajari karakteristik gerak benda tanpa meninjau penyebab terjadinya gaya. Pemahaman vektor perpindahan dan skalar jarak tempuh menjadi pembeda mendasar dalam mendefinisikan kelajuan rata-rata dan kecepatan sesaat.

Gerak Lurus Beraturan (GLB) terjadi ketika benda bergerak pada lintasan lurus dengan kecepatan konstan (percepatan nol). Sementara pada Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB), kecepatan benda bertambah atau berkurang secara teratur akibat percepatan konstan ($v_t = v_0 + at, s = v_0 t + \frac{1}{2}at^2, v_t^2 = v_0^2 + 2as$).

Gerak vertikal seperti gerak jatuh bebas dan gerak vertikal ke atas merupakan fenomena GLBB di bawah pengaruh percepatan gravitasi bumi ($g \approx 9,8\text{ m/s}^2$). Peserta didik dilatih menginterpretasikan kemiringan gradien dan luas daerah di bawah kurva grafik $v-t$.

Peta subtopik bahasan

  • Besaran Kinematika: Posisi, Perpindahan, Kecepatan, dan Percepatan

    Membedakan besaran skalar (jarak/kelajuan) dengan besaran vektor (perpindahan/kecepatan).

  • Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Analisis Grafik

    Merumuskan hubungan linier posisi terhadap waktu serta menganalisis grafik s-t dan v-t.

  • Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Dipercepat dan Diperlambat

    Menerapkan 3 persamaan matematis GLBB untuk menyelesaikan masalah gerak pengereman kendaraan.

  • Gerak Jatuh Bebas dan Gerak Vertikal

    Menganalisis waktu tempuh dan kecepatan akhir benda jatuh bebas tanpa kecepatan awal ($v_0 = 0$).

Istilah kunci dan glosarium

Perpindahan
Perubahan posisi kedudukan suatu benda dari titik awal ke titik akhir yang diukur sebagai besaran vektor berarah.
GLB
Gerak suatu benda pada lintasan garis lurus dengan kecepatan yang selalu tetap (konstan) setiap saat ($a = 0$).
GLBB
Gerak benda pada lintasan lurus dengan percepatan yang bernilai tetap, sehingga kecepatannya berubah secara linier teratur.
Gerak Jatuh Bebas
Gerak vertikal ke bawah yang dialami benda murni akibat tarikan gravitasi bumi tanpa memiliki kecepatan awal ($v_0 = 0$).
Gradien Grafik v-t
Tingkat kemiringan garis kurva grafik kecepatan terhadap waktu yang merepresentasikan nilai percepatan benda ($a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$).

Instrumen asesmen formatif & contoh soal pembelajaran

5 butir instrumen soal pilihan ganda berbasis HOTS untuk mengukur pemahaman konsep pada bab ini. Dilengkapi kunci jawaban dan uraian pembahasan analitis.

Soal 1

Sebuah mobil bergerak ke arah timur sejauh 80 meter, kemudian berbelok ke arah utara sejauh 60 meter. Jarak tempuh dan besar perpindahan mobil tersebut berturut-turut adalah...

  • A. 140 meter dan 100 meter
  • B. 100 meter dan 140 meter
  • C. 140 meter dan 20 meter
  • D. 100 meter dan 20 meter
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan A

Pembahasan: Jarak tempuh skalar $= 80 + 60 = 140$ m. Perpindahan vektor $= \sqrt{80^2 + 60^2} = \sqrt{6400 + 3600} = \sqrt{10000} = 100$ meter.

Soal 2

Sebuah benda awalnya diam, kemudian dipercepat beraturan dengan percepatan $2\text{ m/s}^2$ selama 6 detik. Jarak yang ditempuh benda tersebut selama 6 detik adalah...

  • A. 12 meter
  • B. 24 meter
  • C. 36 meter
  • D. 72 meter
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan C

Pembahasan: $s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 = 0(6) + \frac{1}{2}(2)(6^2) = 1 \times 36 = 36$ meter.

Soal 3

Mobil yang melaju dengan kecepatan awal $20\text{ m/s}$ direm sehingga berhenti tepat pada jarak 40 meter. Besar perlambatan mobil akibat pengereman tersebut adalah...

  • A. $2,5\text{ m/s}^2$
  • B. $5\text{ m/s}^2$
  • C. $10\text{ m/s}^2$
  • D. $20\text{ m/s}^2$
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: $v_t^2 = v_0^2 - 2as \rightarrow 0 = 20^2 - 2(a)(40) \rightarrow 80a = 400 \rightarrow a = 5\text{ m/s}^2$.

Soal 4

Sebuah batu dijatuhkan bebas dari puncak gedung setinggi 45 meter ($g = 10\text{ m/s}^2$). Waktu yang dibutuhkan batu untuk mencapai tanah adalah...

  • A. 2 detik
  • B. 3 detik
  • C. 4,5 detik
  • D. 9 detik
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: $h = \frac{1}{2} g t^2 \rightarrow 45 = \frac{1}{2}(10) t^2 \rightarrow 45 = 5 t^2 \rightarrow t^2 = 9 \rightarrow t = 3$ detik.

Soal 5

Luas daerah di bawah kurva grafik kecepatan terhadap waktu ($v-t$) merepresentasikan besaran...

  • A. Percepatan benda
  • B. Jarak / Perpindahan yang ditempuh
  • C. Gaya gesekan
  • D. Daya mekanik
Lihat Kunci Jawaban & Pembahasan
Kunci Jawaban: Pilihan B

Pembahasan: Pada grafik $v-t$, luas daerah di bawah kurva ($\int v \, dt$) secara fisis sama dengan besar perpindahan atau jarak tempuh benda.

Petunjuk penggunaan berkas

Setelah mengunduh berkas perangkat ajar, ikuti langkah berikut untuk menggunakannya secara optimal:

  1. Buka dokumen menggunakan Microsoft Word, Google Docs, atau LibreOffice.
  2. Sesuaikan identitas satuan pendidikan, nama guru pengampu, NIP, serta alokasi waktu kelas.
  3. Cetak instrumen asesmen atau bagikan lembar kerja (LKPD) kepada peserta didik.

Bahan ajar Fisika lainnya

  • Pengukuran Besaran Fisika dan Ketidakpastian

    Fisika SMA Kelas 10 · Semester 1

  • Dinamika Gerak dan Hukum-Hukum Newton

    Fisika SMA Kelas 10 · Semester 1

  • Usaha, Energi, dan Sumber Energi Terbarukan

    Fisika SMA Kelas 10 · Semester 2