RPP Gaya dan Gerak dengan Simulasi Interaktif
Diperbarui 2026-10-02
RPP gaya dan gerak ini memakai simulasi gratis agar siswa bisa melihat apa yang dilakukan gaya, dan apa yang tidak dilakukannya, dalam satu jam pelajaran. Mereka menyeimbangkan tarik tambang, mendorong peti di atas es dan melihatnya terus meluncur, mencari seberapa keras harus mendorong sebelum gesekan terlampaui, dan menguji F = m·a dengan empat massa berbeda. Anda mendapat tujuan, persiapan, prediksi, hasil bacaan yang seharusnya didapat siswa, lima pertanyaan untuk tautan kelas, pengayaan untuk siswa yang lebih tua, dan diferensiasi. Setiap angka berasal dari model simulasi itu sendiri.
Pelajaran sekilas
- Jenjang: kelas 6–9 (usia 11–15), IPA fisika. Pengayaan cocok untuk kelas 9–10.
- Waktu: satu jam pelajaran 55–60 menit, ditambah pengayaan opsional 20 menit.
- Pengetahuan prasyarat: gaya diukur dalam newton, kelajuan, gagasan tentang gesekan.
- Format: berpasangan dengan laptop, tablet, atau ponsel, atau seluruh kelas dengan satu proyektor.
- Simulasi: Gaya dan gerak – dasar-dasar. Pengayaan: Hukum II Newton – menarik balok.
Tujuan pembelajaran
Di akhir pelajaran, siswa dapat:
- Menjumlahkan gaya sepanjang satu garis untuk mencari gaya total, dan menyatakan apakah gaya-gayanya seimbang.
- Menjelaskan bahwa benda tanpa gaya total terus bergerak dengan kelajuan tetap (Hukum I Newton).
- Menjelaskan bahwa gesekan mengimbangi dorongan kecil sampai mencapai nilai maksimumnya, lalu benda meluncur.
- Memakai F = m·a untuk memprediksi percepatan pada gaya total dan massa tertentu.
- Menjelaskan mengapa dorongan yang sama memberi benda berat percepatan yang lebih kecil.
Apa yang dilakukan simulasi
Simulasi memiliki empat layar, dipilih lewat tab di bagian atas.
- Gaya total: tarik tambang. Seret orang ke salah satu sisi tali: Anak (50 N), Pelajar (100 N), Dewasa (150 N), atau Orang kuat (200 N), hingga empat orang per tim. Keluarannya menampilkan gaya total dan "Seimbang", "Condong ke kiri", atau "Condong ke kanan". Ketuk seseorang di tali untuk mengeluarkannya.
- Gerak: dorong sebuah benda di permukaan tanpa gesekan. Pilih Peti ringan (50 kg), Peti berat (100 kg), Kulkas (150 kg), atau Orang (70 kg). Penggeser Gaya dorong/tarik F berkisar dari −400 N sampai 400 N dengan kelipatan 20 N. Hapus gaya (F = 0) melepas dorongan.
- Gesekan: sama, ditambah menu Gesekan: Tidak ada, Rendah, Sedang, atau Tinggi.
- Percepatan: menambahkan panel besar F = m·a yang angkanya membesar dan mengecil mengikuti nilainya, ditambah panah percepatan.
Di layar benda, keluaran di bawah kontrol menampilkan F, gesekan, gaya total, a, v, dan jarak.
Beberapa hal yang perlu diketahui sebelum kelas:
- Tanda menunjukkan arah. Gaya ke kiri bernilai negatif. Keluaran gesekan bernilai negatif saat dorongan ke kanan, karena gesekan mengarah sebaliknya.
- Setiap layar menyimpan pengaturannya sendiri. Gaya dan massa yang Anda atur di satu layar tidak terbawa ke layar berikutnya.
- Atur ulang mengembalikan benda tetapi mempertahankan dorongan. Tekan juga Hapus gaya (F = 0) jika Anda ingin benda tetap diam.
- Gesekan bawaan adalah Rendah pada layar Gesekan dan Percepatan.
Bahan dan persiapan sebelum kelas
Bahan: satu perangkat per pasangan (atau proyektor), tabel di bawah di atas kertas, dan kalkulator.
Persiapan (10 menit, sekali saja):
- Buka simulasi. Nilai bawaan sudah baik: layar Gaya total, gesekan Rendah, nilai ditampilkan.
- Klik Bagikan dan buat tautan untuk setiap kelas, misalnya "IPA · Jam ke-5".
- Opsional: di tab Pertanyaan, masukkan set pertanyaan di bawah dan lampirkan pada tautan. Kedua prediksi mengunci simulasi sampai setiap siswa mengunci jawabannya.
- Bagikan tautan, atau buka dalam mode presentasi dan tampilkan kode QR. Mengajar dengan proyektor membahas mode presentasi secara rinci.
Urutan pelajaran
1. Pembuka dan prediksi (7 menit)
Proyeksikan layar Gaya total. Taruh seorang Dewasa dan seorang Pelajar di kiri, lalu tanyakan kepada kelas siapa yang harus ditambahkan di kanan agar adil. Lalu minta siswa mengunci dua prediksi, di kertas atau di tautan:
- P1. "Sebuah peti meluncur di lantai tanpa gesekan. Anda berhenti mendorong. Apa yang dilakukan peti?"
- P2. "Anda mendorong peti 50 kg dan kulkas 150 kg dengan dorongan 100 N yang sama, tanpa gesekan. Bagaimana percepatan kulkas dibandingkan percepatan peti?"
Sebagian besar siswa mengatakan peti "kehabisan gaya" dan berhenti. Banyak yang memilih "sama" atau "setengah" untuk P2. Jangan koreksi siapa pun dulu. Panduan Predict–Observe–Explain menjelaskan mengapa komitmen itu penting.
2. Gaya total: tarik tambang (8 menit)
Pasangan menyusun tiap pertandingan, membaca gaya total, dan menekan Atur ulang di antara permainan.
| Tim kiri | Tim kanan | Gaya total | Hasil |
|---|---|---|---|
| Dewasa + Pelajar (250 N) | Orang kuat + Anak (250 N) | 0 N | Seimbang |
| Dewasa + Pelajar + Anak (300 N) | Orang kuat + Anak (250 N) | −50 N | Condong ke kiri, lalu tim kiri menang |
| Pelajar (100 N) | Anak + Anak (100 N) | 0 N | Seimbang |
Tanyakan: "Di pertandingan pertama, apakah tidak ada gaya?" Ada 500 N tarikan, tetapi saling meniadakan. Seimbang tidak berarti tanpa gaya. Tim terkuat yang mungkin adalah empat Orang kuat, 800 N.
3. Gerak: apa yang terjadi saat Anda berhenti mendorong? (10 menit)
Pindah ke tab Gerak dan pilih Peti ringan.
- Atur F = 100 N. Keluaran menunjukkan a = 2,00 m/s² dan v terus naik.
- Setelah beberapa detik, tekan Hapus gaya (F = 0). Sekarang a = 0,00 m/s², dan v tetap pada nilai yang sudah dicapai. Tanda di tanah terus meluncur lewat.
- Atur F = −100 N. Peti melambat, berhenti sesaat, lalu bertambah cepat ke kiri.
Periksa P1. Tanpa gesekan dan tanpa dorongan, tidak ada yang mengubah gerak peti, jadi peti mempertahankan kelajuan yang sama selamanya. Itulah Hukum I Newton. Gaya mengubah gerak; gaya tidak diperlukan untuk mempertahankannya.
4. Gesekan: seberapa keras Anda harus mendorong? (12 menit)
Pindah ke tab Gesekan (gesekan Rendah) dengan Peti ringan.
- Atur F = 40 N. Tidak ada yang bergerak. Keluaran gesekan menunjukkan −40,0 N: 40 N berlawanan arah, sehingga gaya totalnya 0.
- Atur F = 60 N. Peti meluncur. Gesekan terbaca −49,0 N, gaya total 11,0 N, dan a = 0,22 m/s².
Tanyakan: "Mengapa gesekan naik dari 40 N menjadi 49 N, lalu berhenti naik?" Gesekan hanya melawan sekuat yang diperlukan, sampai batas maksimum. Pada gesekan Rendah, maksimumnya 49 N untuk peti ini. Pasangan lalu mencari dorongan terkecil pada penggeser yang mulai menggerakkan setiap benda:
| Benda | Rendah | Sedang | Tinggi |
|---|---|---|---|
| Peti ringan (50 kg) | 60 N | 160 N | 300 N |
| Orang (70 kg) | 80 N | 220 N | tidak bergerak |
| Peti berat (100 kg) | 100 N | 300 N | tidak bergerak |
| Kulkas (150 kg) | 160 N | tidak bergerak | tidak bergerak |
Benda yang lebih berat menekan lantai lebih kuat, sehingga butuh dorongan lebih besar. "Tidak bergerak" berarti gesekan maksimum di atas 400 N, ujung penggeser. Untuk Anda: gesekan maksimum adalah μmg dengan μ = 0,1, 0,3, dan 0,6 untuk Rendah, Sedang, dan Tinggi.
Terakhir, dorong Peti ringan sampai meluncur cepat, lalu tekan Hapus gaya (F = 0). Peti melambat dengan a = −0,98 m/s² pada gesekan Rendah lalu berhenti. Bandingkan dengan langkah 3: gesekan adalah gaya yang "menghabiskan" gerak di lantai sungguhan.
5. F = m·a di layar Percepatan (12 menit)
Pindah ke tab Percepatan dan atur Gesekan ke Tidak ada, sehingga gaya total sama dengan dorongan. Atur F = 100 N, tekan Atur ulang, dan baca a untuk setiap massa. Lalu coba 200 N pada Peti ringan.
| Benda | Massa (kg) | Gaya total (N) | a (m/s²) | m × a (N) |
|---|---|---|---|---|
| Peti ringan | 50 | 100 | 2,00 | 100 |
| Orang | 70 | 100 | 1,43 | 100 |
| Peti berat | 100 | 100 | 1,00 | 100 |
| Kulkas | 150 | 100 | 0,67 | 100 |
| Peti ringan | 50 | 200 | 4,00 | 200 |
Siswa mengisi kolom terakhir sendiri. Mengabaikan pembulatan, nilainya selalu sama dengan gaya total. Periksa P2: massa tiga kali lipat memberi sepertiga percepatan, 0,67 bukan 2,00 m/s².
Lalu atur Gesekan kembali ke Rendah dan dorong Peti ringan dengan 100 N. Panel F = m·a kini menunjukkan 51 N, bukan 100 N, dan a = 1,02 m/s². Tanyakan mengapa. Gesekan mengambil 49 N, dan hanya gaya total yang menentukan percepatan.
6. Pengecekan penutup (5 menit)
Gunakan pertanyaan 3–5 dari set di bawah. Lalu buka Lihat jawaban dan tampilkan kolom Prediksi dan Sesudah untuk P1 dan P2 berdampingan.
Set pertanyaan untuk pelajaran ini
Masukkan ini di tab Pertanyaan simulasi. Petunjuk untuk siswa yang disarankan: "Ubah satu hal pada satu waktu. Tekan Atur ulang sebelum setiap pembacaan baru. Baca a dari keluaran di bawah kontrol."
1. Pilihan ganda · Sebelumnya, sebagai prediksi · Tanyakan lagi setelah simulasi
- Pertanyaan: "Sebuah peti meluncur di lantai tanpa gesekan. Anda berhenti mendorong. Apa yang dilakukan peti?"
- Pilihan: Langsung berhenti / Melambat lalu berhenti / Terus bergerak dengan kelajuan yang sama (benar) / Bertambah cepat
- Penjelasan: "Tanpa gesekan dan tanpa dorongan, gaya totalnya nol, sehingga tidak ada yang mengubah gerak peti. Peti mempertahankan kelajuan yang dimilikinya: layar Gerak menunjukkan a = 0,00 m/s² dan v yang tetap. Itulah Hukum I Newton. Peti sungguhan berhenti karena gesekan adalah gaya."
2. Pilihan ganda · Sebelumnya, sebagai prediksi · Tanyakan lagi setelah simulasi
- Pertanyaan: "Anda mendorong peti 50 kg dan kulkas 150 kg dengan dorongan 100 N yang sama, tanpa gesekan. Bagaimana percepatan kulkas dibandingkan percepatan peti?"
- Pilihan: Sama / Setengahnya / Sepertiganya (benar) / Tiga kali lipat
- Penjelasan: "a = F/m. Peti mendapat 100 ÷ 50 = 2,00 m/s² dan kulkas 100 ÷ 150 = 0,67 m/s². Massa tiga kali lipat memberi sepertiga percepatan untuk gaya total yang sama."
3. Angka · Setelah simulasi
- Pertanyaan: "Di layar Gesekan, pilih Peti ringan dan gesekan Rendah. Berapa dorongan terkecil pada penggeser yang membuat peti meluncur?"
- Jawaban: 60, toleransi ± 1, satuan N
- Penjelasan: "Pada gesekan Rendah, lantai bisa melawan hingga 49 N pada peti ini. Dorongan 40 N diimbangi tepat, sehingga peti tetap diam. Penggeser bergerak dengan kelipatan 20 N, jadi dorongan pertama yang lebih besar dari 49 N adalah 60 N."
4. Angka · Setelah simulasi
- Pertanyaan: "Di layar Percepatan, atur Gesekan ke Tidak ada, pilih Orang (70 kg) dan dorong dengan 100 N. Berapa percepatannya?"
- Jawaban: 1,43, toleransi ± 0,02, satuan m/s²
- Penjelasan: "Tanpa gesekan, gaya totalnya adalah seluruh 100 N. a = F/m = 100 ÷ 70 ≈ 1,43 m/s². Itu lebih kecil dari 2,00 m/s² untuk peti 50 kg dan lebih besar dari 1,00 m/s² untuk peti 100 kg."
5. Jawaban singkat · Setelah simulasi
- Pertanyaan: "Anda mendorong Peti ringan dengan 40 N pada gesekan Rendah dan peti tidak bergerak. Apakah ada gaya total pada peti? Jelaskan."
- Jawaban yang diterima (opsional): *seimbang*
- Contoh jawaban: "Tidak. Gesekan melawan tepat 40 N, sehingga kedua gaya seimbang dan gaya totalnya nol. Tanpa gaya total, peti tetap diam. Gesekan hanya bisa naik sampai 49 N, jadi dorongan yang lebih besar akan membuat peti meluncur."
Pertanyaan 1 dan 2 adalah prediksi, ditanyakan lagi setelah simulasi agar siswa bisa membandingkan. Panduan penilaian formatif menjelaskan cara membaca hasil di berbagai kelas.
Pengayaan: Hukum II Newton dengan grafik
Untuk kelas 9–10 atau siswa yang selesai lebih cepat, simulasi Hukum II Newton menarik balok di sepanjang permukaan dan menggambar grafik kecepatan–waktunya secara langsung. Gaya tarik F punya penggesernya sendiri (0–50 N); siswa mengatur massa, μ, dan sudut kemiringan di panel Nilai awal. Keluarannya menuliskan seluruh perhitungan, misalnya a = (F − Fms − P·sinα)/m.
Mulailah dari nilai bawaan: F = 10 N, m = 2 kg, μ = 0,2, permukaan datar. Lalu ubah satu nilai pada satu waktu dan tekan Atur ulang:
| F (N) | m (kg) | μ | a (m/s²) |
|---|---|---|---|
| 10 | 2 | 0,2 | 3,04 |
| 20 | 2 | 0,2 | 8,04 |
| 10 | 2 | 0 | 5,00 |
| 20 | 4 | 0 | 5,00 |
| 20 | 4 | 0,2 | 3,04 |
Dua pertanyaan untuk diajukan:
- "Mengapa menggandakan F dari 10 N menjadi 20 N membuat a lebih dari dua kali lipat?" Gesekan tetap 3,92 N (tampil 3,9 N), sehingga gaya total naik dari 6,08 N menjadi 16,08 N.
- "Apa arti grafik v–t yang lebih curam?" Percepatan yang lebih besar. Gaya menentukan kemiringan grafik, bukan kelajuan itu sendiri.
Untuk tantangan, atur sudut ke 30°. Pada F = 13 N balok tetap diam, tertahan gesekan statis; pada 14 N balok bergerak naik bidang dengan 0,40 m/s². Untuk gerak dalam dua dimensi, lanjutkan dengan RPP gerak parabola.
Diferensiasi
Dukungan:
- Gunakan hanya langkah 2, 3, dan 5, dengan gesekan Tidak ada sepanjang waktu.
- Berikan tabel dengan benda dan gaya yang sudah terisi, sehingga siswa hanya membaca dan mencatat.
- Berikan awal kalimat: "Saat gaya-gayanya seimbang, benda…" dan "Massa yang lebih besar memberi percepatan yang…"
Tantangan:
- Prediksikan seluruh tabel langkah 5 dari F = m·a sebelum mengukur.
- Hitung gesekan maksimum untuk setiap sel tabel langkah 4 dan jelaskan setiap "tidak bergerak".
- Di layar Percepatan dengan gesekan Sedang, cari dorongan yang memberi Peti berat a = 1,06 m/s² (400 N: 400 − 294 = 106 N, dan 106 ÷ 100 = 1,06).
Pembelajar bahasa Inggris: simulasi tersedia dalam enam bahasa. Buat tautan kedua dalam bahasa siswa agar label terasa akrab sementara diskusi tetap dalam bahasa Inggris.
Keselarasan dengan standar
Pelajaran ini mendukung NGSS MS-PS2-2 (standar sains AS): merencanakan penyelidikan untuk memberi bukti bahwa perubahan gerak suatu benda bergantung pada jumlah gaya yang bekerja pada benda dan massanya. Pelajaran ini juga sesuai dengan topik gaya pada GCSE Combined Science (kurikulum Inggris) dan awal kursus fisika SMA.
Untuk ide lain dalam unit ini, lihat ide pelajaran fisika interaktif. Untuk rutinitas kelas secara umum, lihat cara memakai simulasi interaktif di kelas.
Pertanyaan umum
Mengapa peti di layar Gerak tidak pernah berhenti?
Layar Gerak tidak punya gesekan sama sekali, seperti puk di atas es sempurna. Tanpa gaya total, kelajuan tidak pernah berubah. Gunakan layar Gesekan untuk menunjukkan mengapa benda sungguhan berhenti.
Mengapa keluaran gesekan bernilai negatif?
Gaya ke kanan bernilai positif dan gaya ke kiri bernilai negatif. Saat dorongan ke kanan, gesekan mengarah ke kiri, sehingga nilainya bertanda minus.
Bisakah siswa mengerjakan pelajaran ini di ponsel?
Bisa. Siswa membuka tautan tanpa akun. Penggeser dan tombolnya berfungsi di layar sentuh; menyeret orang ke tali lebih mudah di tablet atau laptop.