RPP medan magnet kurikulum 2013 guru sasaran

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

Identitas Sekolah                : SMA ISLAM KEPANJEN

Identitas Mata Pelajaran     : Fisika

Kelas/ Semester                  : XII/ Semester I

Materi Pokok                      : Medan Magnetik

Alokasi Waktu                    : 1 pertemuan (2 jp x 45 menit)

A.    Kompetensi Inti:

KI 1.	:	Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2.	:	Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia.
KI 3.	:	Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4.	:	Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak  terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan

B.     Kompetensi Dasar

1.      KD pada KI – 1

1.1  Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya.

1.2  Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan keseimbangan dan perubahan (seperti medan listrik dan medan magnit) yang saling berkaitan sehingga  memungkinkan manusia mengembangkan teknologi untuk mempermudah kehidupan.

2.      KD pada KI – 2

2.1  Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis;  kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusi.

2.2  Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi melaksanakan percobaan dan melaporkan hasil percobaan

3.      KD pada KI – 3

3.4 Menganalisis induksi magnet dan gaya magnetik pada berbagai produk teknologi

4.      KD pada KI – 4

4.4 Melaksanakan pengamatan induksi magnet dan gaya magnetik disekitar kawat berarus

C.    Indikator Pencapaian Kompetensi

1.      Indikator KD pada KI – 1

1.1.1        Menunjukkan rasa syukur terhadap kebesaran Tuhan YME atas adanya keteraturan dalam induksi magnet dan gaya magnet dalam kehidupan sehari-hari yang bermanfaat bagi kehidupan manusia

2.      Indikator KD pada KI – 2

2.1.1        Menunjukkan disiplin dalam menerapkan konsep dan prinsip induksi magnet dalam teknologi

2.1.2        Menunjukkan sikap teliti dalam percobaan Oersted

3.      Indikator KD pada KI – 3

3.1.1        Mendeskripsikan induksi magnetik pada kawat berarus listrik

3.1.2        Mengidentifikasi besaran fisis yang mempengaruhi induksi magnetik pada kawat lurus berarus dan kawat melingkar berarus

4.      Indikator KD pada KI – 4

4.1.1        Mengidentifikasi besaran fisis yang mempengaruhi induksi magnetik  melalui percobaan Oersted

D.    Materi Pembelajaran

1.      Induksi Magnet

Daerah disekitar magnet dimana benda lain masih mengalami gaya magnet dinamakan dengan medan magnet. Medan magnet dapat digambarkan dengan garis –garis gaya magnet yang keluar dari kutub utara dan masuk ke kutub selatan.

Terjadinya medan magnetic disekitar arus listrik ditunjukkan oleh Hans Christian Oersted melalui percobaan.Arah induksi medan magmetik disekitar arus listrik bergantung pada arah arus listrik, dapat ditentukan dengan kaidah tangan kanan.

Perhatikan gambar berikut!

Induksi magnetik disekitar kawat berarus

Pemagnetan suatu bahan oleh medan magnet luar disebut induksi. Induksi magnetik sering didefinisikan sebagai timbulnya medan magnetik akibat arus listrik yang mengalir dalam suatu penghantar. Oersted menemukan bahwa arus listrik menghasilkan medan magnetik. Selanjutnya, secara teoritis Laplace (1749 - 1827) menyatakan bahwa kuat medan magnetik atau induksi magnetik di sekitar arus listrik:

a. berbanding lurus dengan kuat arus listrik,

b. berbanding lurus dengan panjang kawat penghantar,

c. berbanding terbalik dengan kuadrat jarak suatu titik dari kawat penghantar

d. arah induksi magnet tersebut tegak lurus dengan bidang yang dilalui arus

Pada tahun 1820 oleh Biot (1774 - 1862) teori tersebut disempurnakan dengan perhitungan yang didasarkan pada rumus Ampere (1775 - 1836) yang dinyatakan dalam persamaan:

dengan I menyatakan kuat arus listrik yang mengalir dalam kawat (A), dl menyatakan elemen kawat penghantar, r adalah jarak titik terhadap kawat (m), dB menyatakan kuat medan magnetik (Wb/m²), dan k adalah suatu konstanta yang memenuhi hubungan:

dengan µ₀ menyatakan permeabilitas hampa udara yang besarnya -7 4π × 10^-7 Wb/A.m

Gambar 3. Kuat medan magnetik di titik P.

Induksi magnetik yang diakibatkan oleh kawat berarus listrik diperoleh dengan menurunkan persamaan (1), yaitu:

Dengan memasukkan persamaan (2) maka akan diperoleh:

Dalam bentuk vektor, persamaan (5) dapat dituliskan menjadi:

Sehingga, medan magnet total di sembarang titik yang ditimbulkan oleh kawat berarus listrik adalah:

Dari Gambar 3 diketahui bahwa:

dengan mensubstitusikan dl, r, dan sin pada persamaan (7), maka akan diperoleh:

Persamaan di atas kemudian diintegralkan untuk mengetahui induksi magnetik di titik P, sehingga didapatkan:

Jika panjang kawat 2l << a, kita anggap panjang kawat adalah tak berhingga. Sehingga persamaan (8) menjadi:

Jadi, besar induksi magnetik di sekitar kawat penghantar lurus berarus yang berjarak a dari kawat berarus listrik I dinyatakan dalam persamaan:

dengan:

B = kuat medan magnetik (Wb/m² = tesla)

a = jarak titik dari penghantar (m)

I = kuat arus listrik (A)

µ₀ = permeabilitas vakum

1. a

   i

   P

   untuk kawat lurus dan panjang

           

Keterangan:

I = kuat arus listrik (ampere)

a = jarak tegak lurus titik yang diamati ke kawat (m)

= permeabilitas ruang hampa = 2 x 10^-7 Wb m/A

2. untuk kawat melingkar

kawat melingkar terbuka

·   dititik P

·   untuk sebuah lilitan

        

·   untuk N buah lilitan

  

            Dititik M

·   untuk sebuah lilitan

              

·   untuk N buah lilitan

  Keterangan :

r = jari-jari lingkaran (m)

a = jarak dari lingkaran arus ke titik yang ditinjau

l = panjang lingkaran arus (m)

kawat melingkar penuh

·         dititik P

o untuk sebuah lilitan

  

o untuk N buah lilitan

  

·         dititik M, berarti a = r dan = sin 90^o = I

·   untuk sebuah lilitan

  

·   untuk N buah lilitan

  

c.       untuk solenoida (kumparan kawat yang rapat)

Tanda       = arah menembus bidang kertas

Tanda       = arah keluar bidang kertas

·   induksi magnet pada ujung solenoida

·   induksi magnet ditengah solenoida

Keterangan:

l  = panjang solenoida (m)

i  = arus pada solenoida (A)

N = banyaknya lilitan

n = banyaknya lilitan persatuan panjang (N/ l )

toroida adalah solenoida yang dilengkungkan

besar induksi magnet pada sumbunya:

      l = 2πR (keliling lingkaran)

E.     Kegiatan Pembelajaran

Langkah Pembelajaran	Sintak Model Pembelajaran	Deskripsi	Alokasi Waktu
Kegiatan Pendahuluan	1.  Stimulation (stimulasi/pemberian rangsangan 2.  Problem Statement (Pernyataan/identifikasi masalah 3.  Data collection (Pengumpulan data) 4.  Data Processing (Pengolahan Data) 5.  Verification (Pembuktian) 6.  Generalization (Menarik Kesimpulan/Generalisasi)	Motivasi dan apersepsi Ø  Siswa berdo’a sebelum memulai pelajaran Ø  Siswa menjawab salam Ø  Siswa mendengarkan tujuan pembelajaran yang disampaikan guru Ø  Siswa di beri motivasi dengan diajak bersyukur tentang kebesaran Tuhan YME bahwa di dunia ini kita diciptakan berpasang pasangan ada siang ada malam, ada perempuan ada laki-laki, ada listrik ternyata pasangannya adalah magnet. Ø  Siswa diberi penjelasan tentang prasayarat pengetahuan yang harus dipahami yaitu materi kemagnetan di SMP -          Mengamati Ø  Siswa mengamati video berita kecelakaan yang disebabkan kendaraan tiba-tiba berhenti di rel kereta api -          Menanya Ø  Siswa bertanya apa yang menyebabkan kendaraan tersebut berhenti? -          Mengumpulkan informasi/mencoba Ø  Siswa merangkai alat dan bahan yang terdiri dari kompas, kawat tembaga, kabel buaya,tempat baterai, baterai Ø  Siswa melakukan percobaan adanya medan magnet disekitar kawat berarus (biot savart) -          Menalar/mengasosiasi Ø  Siswa berdiskusi memecahkan masalah Mengapa jarum menyimpang pada saat ada arus listrik  ? Ø  Siswa berdiskusi memecahkan masalah faktor apa saja yang mempengaruhi arah penyimpangan tersebut  ? Ø  Siswa berdiskusi tentang hubungan antara Kuat arus I dengan besar sudut penyimpangan jarum kompas ( a ) dan Jarak ( a ) dengan besar sudut pengimpangan jarum kompas ( a )	5 menit
Kegiatan Inti **)			75 menit
Kegiatan Penutup		-          Mengomunikasikan Ø  Siswa mempresentasikan hasil diskusi percobaan biot savart Ø  Siswa menyimpulkan materi pembelajaran Ø  Siswa diberi tugas untuk dikerjakan dirumah	10 menit

F.     Penilaian, Pembelajaran Remedial dan Pengayaan

1.      Teknik penilaian

a.       Penilaian kognitif

b.      Penilaian afektif

c.       Penilaian psikomotorik

2.      Instrumen penilaian

a.       penilaian kognitif :

Tes tulis essay (lampiran 1)

Lembar kerja siswa (lampiran 2)

b.      Penilaian afektif :

Lembar observasi sikap disipilin (lampiran 3)

Lembar observasi sikap teliti (lampiran 4)

c.       Penilaian psikomotorik

Lembar Observasi praktik (lampiran 5)

3.      Pembelajaran Remedial dan Pengayaan  

Pembelajaran remedial dilakukan segera setelah kegiatan penilaian.

4.      Kunci dan Pedoman Penskoran (Lampiran 6)

G.    Media/alat, Bahan, dan Sumber Belajar

a.       Media/Alat                 : baterai, tempat baterai,kabel buaya, kompa,kawat tembaga,penggaris

b.      Bahan                         :

c.       Sumber Belajar         :lembar kerja siswa, buku siswa kajian konsep fisika untuk siswa kelas XII SMA dan MA hal 130 s/d 133

Lampiran 1

Soal Essay

1.      Jelaskan percobaan Biot savart mengenai medan magnetik disekitar arus listrik ?

2.      Seutas kawat dialiri arus listrik i = 2 A seperti gambar berikut !



Tentukan :
a) Kuat medan magnet di titik P
b) Kuat medan magnet di titik Q

3.      Sebutkan contoh penggunaan elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari ?

Lampiran 2

LEMBAR KERJA SISWA (LKS)

1.   Nama Praktikum                  :  Medan magnet di sekitar kawat berarus listrik.

2.   Tujuan Praktikum                 :  1.   menentukan arah medan magnet.

                                                   :  2.   Mencari hubungan kuat medan magnet dengan kuat arus listrik dan jarak dari kawat.

3.   Alat- alat praktikum             :  kompas, penggaris,  kawat tembaga, baterei, tempat baterei, kabel penjepit buaya.

4.   Prosedur Praktikum              :

I.   Kegiatan  1.

a.   Ambil kawat tembaga ( email ) panjang 120 cm. Keriklah pada ujung A dan B serta pada bagian di C , agar pelapis isolasi terkelupas. ( panjang AC = ± 40 cm )

         A                                      C                                                                               B  

      b.  Susunlah alat-alat sesuai dengan gambar di bawah ini.

                                                                                         Usahakan agar kedudukan kawat seja

                                                                                         jar dengan kedudukan jarum kompas.

                                                                                         Kompas ditempatkan di bawah kawat

                                                                                          pada jarak ( a ) kira-kira 3 cm,

                                                                                         dan arah arus listrik ke utara.        

           Hubungkan ujung kawat A dan B pada kutub-kutub baterei, dan amatilah penyimpangan kutub utara jarum kompas.

      c.  Dengan asumsi kawat membujur dari selatan ke utara, amati pula penyimpangan kutub utara jarum kompas, bila letak kompas : di samping kiri, di atas, dan di samping kanan kawat.

      d.  Ulangi kegiatan diatas dengan membalik arah arus, dan hasilnya masukkan ke dalam   table 1 berikut ini.

Letak kompas di	Arah arus listrik ( I )	Arah simpangan kutub utara Kompas ke . . .
Bawah kawat	ke utara
	ke selatan
Kiri kawat	ke utara
	ke selatan
Atas kawat	ke utara
	ke selatan
Kanan kawat	ke utara
	ke selatan

        e. Kesimpulan  :

           Mengapa jarum menyimpang pada saat ada arus listrik  ? dan faktor apa saja yang

           mempengaruhi arah penyimpangan tersebut  ?

      Informasi  :

           Arah medan magnet searah dengan arah gerakan kutub utara magnet.

f.  Buatlah aturan yang menyatakan hubungan antara arah arus listrik dengan arah

     medan magnet .

II.  Kegiatan 2.

      a.  Ulangi kegiatan I.b , dengan menghubungkan ujung-ujung kawat A dan B amati besar simpangan jarum kompas ( a ).

      b.  Ulangi kegiatan di atas dengan jarak ( a ) tetap, tetapi dengan menghubungkan  ujung  kawat A dan bagian C pada kutub-kutub baterei. Amati sudut simpangan  jarum kompas ( a )

      c.  Dari kegiatan h) , angkatlah kawat sehingga jarak ( a ) ± 10 cm. Amati besar simpangan jarum kompas ( a )  .

      d.  Berdasarkan hasil ( 4 ) , ( 5 ) , dan ( 6 ) serta hukum ohm

                                            dan       V = IR

           maka lengkapilah table 2 berikut ini  :

No.	Panjang kawat ( I ) ( cm )	Besar kuat arus ( I ) ( kwalitatif )	Jarak ( a ) ( cm )	Besar sudut penyimpangan jarum kompas
1.	120		3
2.	40		3
3.	40		10

      e.  Berdasarkan tabel di atas, apa kesimpulanmu mengenai hubungan antara :

           1) Kuat arus I dengan besar sudut penyimpangan jarum kompas ( a )

           2) Jarak ( a ) dengan besar sudut pengimpangan jarum kompas ( a )

Informasi :

           Besarnya medan magnet bumi selama eksperimen tetap.

           Bertambah besarnya sudut penyimpangan magnet jarum ( a ) adalah menunjukkan

           besarnya induksi magnet.

      f.  Dari  hasil eksperimen ( kegiatan k) ) apa yang dapat kamu simpulkan tentang hubungan antara besar :

           1) Kuat arus ( I ) dengan induksi magnet B

           2) Jarak arus ( I ) dengan induksi magnet B

5.   Pertanyaan.

      1.   Apakah ada faktor lain yang mempengaruhi hasil eksperimen di atas  ?

2.      Tuliskan rumus dari hukum Biot-Savart, dan beri keterangan tentang nama besaran dan satuannya dari masing-masing notasi.

3.      Bandingkan, bagaimana hasil percobaanmu dengan rumus Biot-Savart.

Lampiran 3

Lembar Observasi disiplin

Sekolah                       : SMA ISLAM KEPANJEN

Kelas/Semester            : XII/Ganjil

Pertemuan                   : 1

Materi                          : Medan magnet

No	Nama	1	2	3	4	Skor total

Nilai =

Rubrik penskoran

4= Siswa mengumpulkan hasil praktikum sesuai dengan waktu yang ditetapkan

3= Siswa mengumpulkan hasil praktikum sedikit terlambat

2=Siswa mengumpulkn hasil praktikum dengan waktu yang lebih lama

1=Siswa tidak mengumpulkan hasil praktikum  

Lampiran 4

Lembar Observasi teliti

Sekolah                       : SMA ISLAM KEPANJEN

Kelas/Semester            : XII/Ganjil

Pertemuan                   : 1

Materi                          : Medan magnet

No	Nama	1	2	3	4	Skor total

Nilai =

Rubrik penilaian

4= Siswa sangat teliti dalam melakukan praktikum

3=Siswa kadang kadang teliti dalam melakukan praktikum

2=Siswa jarang teliti dalam melakukan praktikum

1=Siswa tidak teliti dalam melakukan praktikum

Lampiran 5

                                                Lembar Observasi praktikum

Sekolah                       : SMA ISLAM KEPANJEN

Kelas/Semester            : XII/Ganjil

Pertemuan                   : 1

No Absen	Nama	Keterampilan					Skor Total
		Merancang prosedur	Mengambil Data	Menyajikan data	Menganalisis Data	Presentasi
1

Nilai =

Rubrik skor :

Merancang prosedur

3 = Dapat merancang prosedur kerja dengan benar dan sistematis

2 = Dapat merancang prosedur kerja dengan benar dan tidak sistematis

1 = Tidak dapat merancang prosedur kerja dengan benar dan sistematis

Mengambil data

3 = jarum utara kompas menyimpang dengan tepat dan benar

2 = jarum utara kompas menyimpang dengan benar, tetapi tidak tepat

1 = jarum utara kompas Tidak dapat menyimpang dengan tepat dan benar

Menyajikan data

3 = Dapat menuliskan data hasil pengukuran dalam tabel dengan tepat dan benar

2 = Dapat menuliskan data hasil pengukuran tetapi kurang tepat

1 = Tidak dapat menuliskan data hasil pengukuran dalam tabel dengan tepat dan benar

Menganalisis data

3 = Dapat membuat dan menjelaskan aturan kaidah tangan kanan

2 = Dapat membuat aturan kaidah tangan kanan, tetapi tidak dapat menjelaskan grafik tersebut

1 = Tidak dapat membuat grafik hubungan antara gaya terhadap perubahan panjang pegas

Presentasi

3 = Mampu mempresentasikan hasil eksperimen secara benar dan sistematis

2 = Mampu mempresentasikan hasil eksperimen secara benar dan tidak sistematis

1 = Tidak mampu mempresentasikan hasil eksperimen secara benar dan sistematis

Lampiran 6

Pedoman Penskoran

No	Jawaban	Skor
1	Pada saat kawat tidak dialiri arus listrik ( I = 0 ), jarum kompas tidak menyimpang ).	2
	Pada saat kawat dialiri arus listrik ke atas, kutub utara jarum kompas   menyimpang ke kanan.	2
	Pada saat kawat dialiri arus listrik ke bawah, kutub utara jarum kompas   menyimpang ke kiri.	2
2		2
	Kuat medan magnet di titik P :	5
	Kuat medan magnet di titik Q :	5
3	Alat untuk mengangkat benda-benda dari besi.	2
	Bel listrik	2
	Relai	2
Jumlah skor

Nilai =

Kepala SMA (                                              )

…………….., ……… 2014 Guru Mata Pelajaran Fisika (        Nurlaili Firdausi                  )