LEMBAR
KERJA PESERTA DIDIK
Satuan Pendidikan: SMA AL-AZHAR LAMPUNG
Mata Pelajaran: Fisika
Fase/Kelas: F / XI SMA/MA
Materi: Momentum, impuls, hukum
kekekalan momentum, dan tumbukan
Alokasi Waktu: 2 pertemuan × 2 JP
(dapat disesuaikan)
Model Pembelajaran: Problem Based
Learning (PBL) dan inkuiri
Nama Kelompok/Peserta Didik:
................................................
Tanggal:
................................................
A.
Capaian Pembelajaran (CP) Fisika Fase F tahun 2025
Acuan CP adalah dokumen resmi
Panduan Mata Pelajaran Fisika: Fase F (SMA/MA) terbitan BSKAP tahun 2025. Pada
elemen Pemahaman Fisika, pembelajaran berorientasi pada analisis hubungan gerak
dan gaya serta penerapannya untuk menjelaskan fenomena alam, desain, dan
rekayasa struktur. Elemen Keterampilan Proses menekankan kegiatan ilmiah, mulai
dari mengamati, mempertanyakan, merencanakan penyelidikan, mengolah data,
mengevaluasi, hingga mengomunikasikan hasil
Dalam LKPD ini, CP tersebut
dioperasionalkan pada materi momentum dan impuls melalui kegiatan berikut:
- Menganalisis hubungan massa, kecepatan, gaya, waktu
interaksi, dan perubahan momentum.
- Menerapkan prinsip impuls–momentum dan kekekalan
momentum untuk menyelesaikan masalah kontekstual.
- Menyelidiki peristiwa tumbukan menggunakan data atau
percobaan sederhana.
- Mengevaluasi desain keselamatan dan mengomunikasikan
solusi berdasarkan bukti ilmiah.
Catatan: momentum dan impuls
merupakan lingkup materi yang dipilih untuk mendukung pencapaian CP Fase F;
keduanya bukan rumusan CP tersendiri yang dikutip secara verbatim.
B.
Tujuan Pembelajaran (TP)
Setelah mengikuti pembelajaran dan
mengerjakan LKPD, peserta didik diharapkan mampu:
- TP 1 — Menganalisis: Menjelaskan momentum sebagai
besaran vektor serta menganalisis pengaruh massa dan kecepatan terhadap
momentum benda.
- TP 2 — Menghitung dan menafsirkan: Menghitung impuls
dari gaya dan selang waktu serta menghubungkannya dengan perubahan
momentum.
- TP 3 — Mengevaluasi: Membandingkan strategi untuk
mengurangi gaya tumbukan berdasarkan perubahan momentum dan lamanya waktu
kontak.
- TP 4 — Menerapkan: Menganalisis kekekalan momentum pada
tumbukan dua benda dalam sistem yang dianggap terisolasi.
- TP 5 — Menyelidiki: Merancang atau melakukan percobaan
sederhana untuk menguji hubungan impuls dan perubahan momentum serta
menyajikan data dan ketidakpastiannya.
- TP 6 — Merancang dan mengomunikasikan: Mengusulkan
solusi keselamatan atau rekayasa sederhana berbasis prinsip momentum dan
impuls, kemudian mempertahankan solusi dengan bukti dan perhitungan.
C.
Alur Tujuan Pembelajaran (ATP)
ATP disusun dari pemahaman konsep
dasar menuju analisis sistem, penyelidikan, dan penerapan rekayasa. Pengurutan
ini sesuai prinsip bahwa ATP merupakan rangkaian TP yang sistematis dan logis
untuk mencapai CP.
Rumah Pendidikan
+1
|
Urutan
|
Tujuan
pembelajaran
|
Materi
dan aktivitas
|
Alokasi
|
|
1
|
Menganalisis momentum
|
Massa, kecepatan, arah, dan
momentum
|
2 JP
|
|
2
|
Menganalisis impuls dan perubahan
momentum
|
Gaya, waktu kontak, grafik
gaya–waktu
|
2 JP
|
|
3
|
Mengevaluasi gaya tumbukan
|
Airbag, helm, bantalan, dan zona
remuk
|
2 JP
|
|
4
|
Menerapkan kekekalan momentum
|
Tumbukan lenting dan tidak lenting
sama sekali
|
2 JP
|
|
5
|
Menyelidiki dan mengevaluasi data
|
Percobaan kereta mainan atau
simulasi tumbukan
|
2 JP
|
|
6
|
Merancang solusi dan
mengomunikasikan hasil
|
Proyek mini desain keselamatan
berbasis bukti
|
2 JP
|
Total rancangan: 12 JP. Guru dapat
menggabungkan atau mengurangi kegiatan sesuai kebutuhan dan kedalaman
pembelajaran.
D. Petunjuk Pengerjaan LKPD
- Bacalah setiap permasalahan dengan teliti dan
identifikasi informasi yang diketahui serta yang ditanyakan.
- Tuliskan persamaan fisika yang relevan sebelum
melakukan perhitungan.
- Sertakan satuan, arah gerak, dan alasan ilmiah dalam
setiap jawaban.
- Diskusikan jawaban dengan anggota kelompok dan gunakan
data sebagai dasar pengambilan keputusan.
- Pada soal HOTS, jawaban tidak cukup berupa angka.
Jelaskan alasan, evaluasi alternatif, dan simpulan berdasarkan konsep
fisika.
- Jika melakukan percobaan, catat hasil pengamatan secara
jujur dan bedakan data pengukuran dari prediksi.
E.
Ringkasan Materi
1.
Momentum
Momentum merupakan ukuran gerak
suatu benda dan bergantung pada massa serta kecepatannya.
p=mvp=mv
Keterangan: pp = momentum (kg m/s),
mm = massa (kg), dan vv = kecepatan (m/s). Momentum merupakan besaran vektor
sehingga arahnya mengikuti arah kecepatan.
2.
Impuls
Impuls adalah hasil kali gaya
resultan dengan selang waktu ketika gaya bekerja, untuk gaya konstan.
I=FΔtI=F\Delta t
Untuk gaya yang berubah terhadap waktu,
impuls sama dengan luas bertanda di bawah grafik gaya terhadap waktu.
3.
Teorema impuls–momentum
I=Δp=mvf−mviI=\Delta p=mv_f-mv_i
Gaya rata-rata:
Frata-rata=ΔpΔtF_{\text{rata-rata}}=\frac{\Delta
p}{\Delta t}
4.
Hukum kekekalan momentum
Pada sistem terisolasi dengan
resultan impuls eksternal yang dapat diabaikan:
∑psebelum=∑psesudah\sum
p_{\text{sebelum}}=\sum p_{\text{sesudah}}
Untuk tumbukan tidak lenting sama
sekali, kedua benda menyatu setelah tumbukan. Momentum total tetap, tetapi
energi kinetik tidak seluruhnya tetap.
5.
Koefisien restitusi
Untuk tumbukan satu dimensi:
e=kelajuan relatif sesudahkelajuan relatif sebelume=\frac{\text{kelajuan
relatif sesudah}}{\text{kelajuan relatif sebelum}}
Dengan e=1e=1 untuk tumbukan lenting
sempurna, 0<e<10<e<1 untuk tumbukan lenting sebagian, dan e=0e=0
untuk tumbukan tidak lenting sama sekali.
F. Kegiatan 1 — Momentum dalam Kehidupan Sehari-hari
Stimulus
Sebuah mobil bermassa 1.000 kg
bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Sebuah sepeda motor bermassa 200 kg bergerak
dengan kecepatan 30 m/s. Keduanya bergerak ke arah yang sama di jalan lurus.
Aktivitas
1 — Soal HOTS
Soal 1 (C4 — Menganalisis)
Hitung momentum mobil dan sepeda
motor. Tentukan benda yang memiliki momentum lebih besar dan jelaskan mengapa
kecepatan yang lebih tinggi tidak selalu berarti momentum lebih besar.
Jawaban dan analisis:
....................................................................................
....................................................................................
Soal 2 (C4 — Menganalisis)
Jika kecepatan mobil meningkat
menjadi 30 m/s sedangkan massanya tetap, berapa momentum mobil sekarang?
Analisis perubahan momentum yang terjadi.
Jawaban dan analisis:
....................................................................................
....................................................................................
Soal 3 (C5 — Mengevaluasi)
Seorang peserta didik menyatakan,
“Sepeda motor pasti menghasilkan dampak tumbukan lebih besar karena
kecepatannya lebih tinggi.” Evaluasilah pernyataan tersebut menggunakan data
pada stimulus. Jelaskan mengapa momentum saja belum cukup untuk menentukan
besarnya gaya tumbukan.
Jawaban dan alasan ilmiah:
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
G.
Kegiatan 2 — Impuls dan Keselamatan
Stimulus
Sebuah bola bermassa 0,5 kg bergerak
ke kanan dengan kecepatan 12 m/s. Bola dipukul sehingga bergerak ke kiri dengan
kecepatan 8 m/s. Waktu kontak antara pemukul dan bola adalah 0,05 sekon.
Tetapkan arah kanan sebagai positif.
Aktivitas
2 — Soal HOTS
Soal 4 (C4 — Menganalisis)
Hitung momentum awal, momentum
akhir, perubahan momentum, impuls, dan gaya rata-rata yang bekerja pada bola.
Jelaskan mengapa tanda negatif pada perubahan momentum penting secara fisika.
Jawaban dan perhitungan:
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
Soal 5 (C5 — Mengevaluasi)
Bola yang sama dihentikan dari
kecepatan 12 m/s dalam dua kondisi:
- Kondisi A: waktu penghentian 0,02 sekon.
- Kondisi B: waktu penghentian 0,10 sekon.
Tentukan gaya rata-rata pada setiap
kondisi. Evaluasilah kondisi mana yang lebih aman bagi benda atau struktur yang
menerima gaya, dengan asumsi perubahan momentumnya sama.
Jawaban dan perhitungan:
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
Soal 6 (C5 — Mengevaluasi desain)
Dua kendaraan identik mengalami
perubahan momentum yang sama saat kecelakaan. Kendaraan X memiliki zona remuk yang
memperpanjang waktu tumbukan, sedangkan kendaraan Y memiliki struktur sangat
kaku dengan waktu tumbukan lebih singkat.
Evaluasilah desain kedua kendaraan
berdasarkan prinsip impuls–momentum. Jelaskan pula mengapa memperpanjang waktu
tumbukan tidak berarti impulsnya selalu mengecil.
Jawaban dan alasan ilmiah:
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
H.
Kegiatan 3 — Hukum Kekekalan Momentum dan Tumbukan
Stimulus
Kereta A bermassa 2 kg bergerak ke
kanan dengan kecepatan 6 m/s. Kereta B bermassa 4 kg bergerak ke kiri dengan
kecepatan 1 m/s. Keduanya bertumbukan dan kemudian bergerak bersama.
Tetapkan arah kanan sebagai positif.
Abaikan gaya eksternal selama tumbukan.
Aktivitas
3 — Soal HOTS
Soal 7 (C4 — Menganalisis)
Hitung momentum total sebelum
tumbukan dan kecepatan kedua kereta setelah tumbukan. Tentukan arah gerak
gabungan kereta dan jelaskan mengapa arah tersebut masuk akal berdasarkan
momentum awal masing-masing kereta.
Jawaban dan perhitungan:
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
Soal 8 (C5 — Mengevaluasi)
Seorang peserta didik menyimpulkan
bahwa karena momentum kekal, energi kinetik juga harus kekal pada setiap
tumbukan. Evaluasilah kesimpulan tersebut dengan menghitung energi kinetik
total sebelum dan sesudah tumbukan pada stimulus soal 7.
Jawaban dan analisis:
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
Soal 9 (C6 — Merancang)
Rancanglah percobaan sederhana untuk
membandingkan tumbukan yang menghasilkan benda memantul dengan tumbukan yang
membuat kedua benda menyatu. Tuliskan:
- Alat dan bahan yang diperlukan.
- Variabel bebas, terikat, dan kontrol.
- Langkah percobaan.
- Data yang perlu diukur.
- Cara menguji kekekalan momentum.
- Dua sumber kesalahan eksperimen dan cara menguranginya.
Rancangan kelompok:
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
....................................................................................
I.
Kegiatan 4 — Proyek Mini HOTS: Merancang Sistem Keselamatan
