PENGEMBANGAN MODUL FISIKA FLUIDA DINAMIS BERBASIS

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA FLUIDA DINAMIS

BERBASIS PEMECAHAN MASALAH

SKRIPSI

OLEH

FATIMAH

105391109716

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

2021

i

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA FLUIDA DINAMIS

BERBASIS PEMECAHAN MASALAH

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana

Pendikan Pada Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan Dan Ilmu

Pendidikan Universitas Muhammadiyah Makassar

OLEH

FATIMAH

105391109716

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MAKASSAR

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

2021

ii

iii

iv

v

vi

MOTTO

Allah tidak selalu memberikan yang kamu minta, tapi Allah akan

memberikan yang kamu butuhkan.

Tak ada kesuksesan yang diperoleh dengan mudah. Belajar dari

peangalaman serta mimpi yang dituangkan dalam sobekan kertas sehingga

taka da mimpi yang terlewatkan hingga sobekan itu akan menjadi pajangan

disaat mimpi yang tertulis itu telah menjadi nyata.

“ Saya memang seorang yang melangkah dengan lambat, tetapi saya tidak akan

pernah berjalan mundur kebelakang”

(Abraham Licoln)

Persembahan Skripsi ini untuk:

Ayahanda Muhammada. L dan Ibunda Nur Asia yang sangat kusayangi, taka da

yang dapat aku lalui dengan mudah tanpa tuturan doa yang selalu terucap.

Cucuran keringat yang tak henti dan tak pernah mengenal Lelah dalam

memberikan semua yang terbaik.

Dan juga untuk keluarga, sahabat, teman yang selalu hadir dalam setiap

kelukesah yang melanda disaat semangat mulai melemah. Semangat dan motivasi

tak henti mengalir dari mereka sehingga goyahku segera bangkit dalam untuk

menyelesaikan semuanya untuk masa depannku.

vii

ABSTRAK

Fatimah. 2021. Pengembangan Modul Fisika Fluida Dinamis Berbasis

Pemecahan Masalah SMA Negeri 1 Batuputih. Skripsi. Jurusan Pendidikan Fisika

Fakultas Keguruan Dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Makassar.

Pembimbing I Nurlina. Pembimbing II Ma’ruf.

Masalah utama dalam penelitian ini adalah bagaimana mengembangkan

modul fisika fluida dinamis berbasis pemecahan masalah SMA Negeri 1

Batuputih. Penelitian bertujuan menghasilkan produk modul fisika fluida dinamis

berbasis pemecahan masalah SMA Negeri 1 Batuputih

Penelitian ini merupakan penelitian R&D dengan model pengembangan

ADDIE yang bertujuan untuk menghasilkan produk Modul fisika fluida dinamis

berbasis pemecahan masalah SMA Negeri 1 Batuputih. Subjek penelitian

merupakan siswa kelas XI IPA 1.

Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa: Modul fisika fluida dinamis

layak digunakan sebagai bahan ajar setelah melalui validasi dari tim validator ahli

dan dari persepsi peserta didik, Modul mendapat respon yang positif. Modul fisika

fluida dinamis berbasis pemecahan masalah saat di uji coba memiliki rata-rata

pada aspek isi mencapai 82,8 % dengan kategori sangat kuat, aspek bahasa 79 %

kategori kuat, aspek penyajian 78,5 % kategori kuat, dan aspek kegrafikan 48,9 %

kategori cukup. Rata-rata yang diperoleh sebesar 72,3 % kategori kuat.

Kata kunci: Modul, Fisika, Fluida Dinamis, Pemecahan Masalah

viii

KATA PENGANTAR Assalamu Alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Tiada kata indah selain ucapan syukur Alhamdulillah, segala puji hanya

milik allah SWT sang penentu segalanya, atas ilmu limpahan Rahmat, Taufik, dan

Hidayah-Nyasehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Pengembangan Modul Fisika Fluida Dinamis Berbasis Pemecahan

Masalah”.

Tulisan ini diajukan sebagai syarat yang harus dipenuhi guna mendapat

gelar Sarjana Pendidikan pada Program Studi Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu

Pendidikan. Salam dan shalawat senantiasa tercurahkan kepada baginda

Rasulullah Muhammad SAW sang revolusioner sejati sepanjang masa, juga

kepada seluruh ummat beliau yang tetap istiqomah di jalan-Nya dalam

mengarungi bahtera kehidupan an melaksanakan tugas kemanusian ini hingga hari

akhir.

Sepenuhnya penulis menyadari bahwa skripsi ini takkan terwujud tanpa

adanya ulur tangan dari orang-orang yang telah digerakkan hatinya oleh sang

khalik untuk memberikan dukungan, bantuan dan bimbingan baik secara langsung

maupun tidak langsung bagi penulis. Oleh karena itu di samping rasa syukur

kehadirat Allah SWT, penulis juga menyampaikan ucapan terimah kasih yang

tulus kepada pihak yang selama ini memberikan bantuan hingga terselesainya

skripsi ini.

Pada kesempatan ini, penulis secara istimewa berterima kasih kepada

kedua orang tua tercinta, Ayahandaku Muhammad L dan Ibundaku Nur Asia atas

segala jerih payah, pengorbanan dalam mendidik, membimbing dan mendoakan

ix

penulis dalam setiap langkah menjalani hidup selama ini hingga selesainya studi

(S1) penulis.

Dalam pelaksanaan penelitian hingga penyusunan skripsi ini, penulis

mengalami hambatan, namun berkat bantuan dan dukungan dari berbagai pihak

akhirnya skripsi ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu, penulis menyampaikan

ucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya dan setulusnya

kepada Ibunda Dr. Nurlina, S.Si.,M.Pd selaku pembimbing I dan Ayahanda

Ma’ruf, S.Pd.,M.Pd selaku pembibing II yang selaku bersedia meluangkan

waktunya dan membimbing penulis, memberikan ide, arahan, saran dan bijaksana

dalam menyikapi keterbatasan pengetahuan penulis, serta memberikan ilmu dan

pengetahuan yang berharga dalam penelitian ini maupun selama menempuh

proses perkuliahan. Semoga Allah SWT memberikan perlindungan, kehehatan

dan pahala yang berlipat ganda atas segala kebaikan yang telah dicurahkan kepada

penulis selama ini.

Pada kesempatan ini, denga segala kerendahan hati penulis menyampaikan

ucapan terima kasih kepada:

Prof. Dr. H. Ambo Asse, M.Ag, selaku Rektor Universitas Muhammadiyah

Makasssar, Bapak Erwin Akib.,M.Pd.,Ph.d., selaku Dekan Fakultas Keguruan dan

Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Makassar, Ibunda Dr. Nurlina,

S.Si.,M.Pd., dan Bapak Ma’ruf, S.Pd.,M.Pd., selaku Sekertaris Progras Studi

Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas

Muhammadiyah Makassar, Ayahanda dan Ibu Dosen Program Studi Pendidikan

Fisika Universitas Muhammadiyah Makassar atas segala ilmu dan perhatian yang

x

telah diberikan kepada penulis.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada pihak sekolah yang

telah mengizinkan penulis melakukan penelitian, kepada Bapak Andi Ahmad,

S.Pd.,M.Pd., selaku kepala SMA Negeri 1 Batuputih, Ibu Aisyah, S.Pd., selaku

guru, dan kepada teman-teman Dispersi c terimah kasih atas tawa yang telah

kalian lantunkan untuk penulis yang menjadi penyemangat, semoga semua

kenangan yang ada akan menjadi cerita indah dalam lembar kehidupan kita.

Segala apa yang telah terjadi dan dilalui semoga selalu teringat dan tidak akan

pernah terganti oleh kenangan baru.

Dengan kerendahan hati penulis menyampaikan bahwa tidak ada manusia

yang tidak luput dari dan kekhilafan. Oleh karena itu, penulis senantiasa

mengharapkan saran dan dan kritik yang konstruktif sehingga penulis dapat

berkarya yang lebih baik lagi di masa yang akan datang. Dengan harapan dan doa

penulis, semoga skripsi ini memberikan manfaat dan ilmu khususnya di bidang

pendiikan fisika.

Amin Yaa Rabbal Alamin

Wassalam

Makassar, Desember 2020

Penulis

xi

DAFTARISI

SAMPUL.................................................................................................................. i

PERSETUJUAN PEMBIMBING .......................... Error! Bookmark not defined.

SURAT PERNYATAAN....................................... Error! Bookmark not defined.

SURAT PERJANJIAN .......................................... Error! Bookmark not defined.

MOTTO................................................................................................................... v

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi

DAFTAR TABEL. ............................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR. .......................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN. ........................................................................................ xv

BAB I ...................................................................................................................... 1

PENDAHULUAN................................................................................................... 1

A. Latar Belakang.......................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .................................................................................... 4

C. Tujuan Penelitian ...................................................................................... 5

D. Manfaat Penelitian .................................................................................... 5

BAB II ..................................................................................................................... 7

KAJIAN PUSTAKA ............................................................................................... 7

A. Kajian Pustaka .......................................................................................... 7

1. Perangkat Pembelajaran ........................................................................ 7

xii

2. Modul .................................................................................................... 8

3. Pemecahan Masalah .............................................................................. 9

4. Fluida Dinamis .................................................................................... 14

B. Kerangka Pikir ........................................................................................ 22

BAB III.................................................................................................................. 24

METODE PENELITIAN ...................................................................................... 24

A. Jenis Penelitian ....................................................................................... 24

B. Subjek Penelitian .................................................................................... 24

C. Design Penelitian .................................................................................... 24

D. Instrument penelitian .............................................................................. 26

E. Prosedur Penelitian ................................................................................. 27

F. Tehnik Pengumpulan Data ..................................................................... 29

G. Tehnik Analisis Data .............................................................................. 30

BAB VI ................................................................................................................. 34

HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN.......................................................... 34

A. Hasil Penelitian ....................................................................................... 34

1. Tahap Analysis ................................................................................... 34

2. Tahap Design ...................................................................................... 35

3. Tahap Pengembangan ......................................................................... 36

4. Tahap Implementasi ................................................................................. 40

5. Tahap Evaluasi .................................................................................... 41

B. Pembahasan ............................................................................................ 41

BAB V ................................................................................................................... 45

KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 45

A. Kesimpulan ............................................................................................. 45

xiii

B. Saran ....................................................................................................... 45

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 46

LAMPIRAN ........................................................... Error! Bookmark not defined.

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

3.1 Model kesepakatan antar penilai untuk validasi konten. ................................. 30

3. 2 Kriteria Persentase Skor. ................................................................................. 32

4.1 Hasil validasi angket respon peserta didik. ...................................................... 36

4.2 Hasil validasi modul fisika fluida dinamis berbasis pemecahan masalah. ....... 38

4.3 Hasil uji coba modul fisika. .............................................................................. 40

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 Diagram Pemecahan Masalah. ................................................................................ 10

2.2 Fluida Bergerak Dalam pipa yang ketinggian dan Luas penampang berbeda.

..................................................................................................................... 17

2.3 Penampang Pipa yang menyempit di A2 sehingga tekanan dibagian pipa

sempit lebih kecil dan fluida bergerak lebih lambat. .................................. 17

2.5 Prinsip Kerja Pipa Prandtl. ............................................................................. 19

2.6 PB < PA sehingga cairan obat nyamuk di B bisa memancar keluar. ............. 19

2.7 Tangki dengan lubang kecil didalamnya. ....................................................... 21

2.8 Kerangka pikir. .............................................................................................. 23

3.1 Tahapan Pengembangan. ............................................................................... 27

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Halaman

A. Kisi-kisi angket, angket respon, Hasil persepsi. ............................................................

B. Lembar validasi, Hasil validasi. ........................................................................ 59

C. Dokumentasi. ..................................................................................................... 69

D. Modul. ....................................................................................................................... 77

E. Persuratan. ............................................................................................................... 121

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pendidikan adalah usaha sadar dan terencana untuk mewujudkan suasana

belajar dan proses pembelajaran agar peserta didik secara aktif mengembangkan

potensi dirinya untuk memiliki kekuatan spiritual keagamaan, pengendalian diri,

kepribadian, kecerdasan, ahlak mulia serta keterampilan yang diperlukan dirinya

masyarakat bangsa dan negara.hal tersebut tercantum dalam pasal 1 Undang-

Undang No. 20 Tahun 2003 tentang sistem pendidikan nasional berfungsi

mengembangkan kemampuan dan membentuk watak serta peradaban bangsa yang

bermartabat dalam rangka mencerdaskan kehidupan bangsa, bertujuan bertujuan

untuk berkembangnya potensi peserta didik agar menjadi manusia yang beriman

dan bertaqwa kepada tuhan yang maha esa,berahlak mulia, sehat, berilmu, kreatif,

mandiri, dan menjdi warga negara yang demokratis serta bertanggung jawab.

Telah banyak ayat Al-Qur’an yang menyebutkan keutamaan-keutamaan

bagi setiap umat manusia untuk menuntut ilmu, salah satu firman Allah SWT

dalam Q.s Al-Mujadalah ayat 11 berbunyi:

ا ا ي ه ي ين أ نوا الذ ذا آم م قيل إ ك حوا ل فس س في ت ال ج م حوا ال س اف ف

ح س ف ي م الل ك ل ذا إ زوا قيل و ش زوا ان ش ان ع ف ف ير ين الل الذ

2

نوا م آم ك ن ين م ذ ال وا و وت م أ ل ع ات ال ج در الل ا و م لون ب م ع ت

ير ب خ

Artinya: Hai orang-orang beriman apabila kamu dikatakan kepadamu “Berlapang-

lapangnlah dalam majelis”, maka lapangkannlah niscaya Allah akan memberi

kelapangan untukmu. Dan apabila dikatakan: Berdirilah kamu”, maka berdirilah

niscaya Allah akan meninggikan orang-orang yang beriman diantaramu dan

orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah maha

mengetahui apa yang kamu kerjakan.

Faktor yang menyebabkan kurang berhasilnya pembelajaran fisika adalah

motivasi dan minat peserta didik. Metode yang banyak dijumpai dalam

pembelajaran yang mengakibatkan peserta didik pasif adalah metode ceramah,

karena sebagian besar proses pembelajaran didominasi oleh guru, peserta didik

hanya mendengarkan dan mencatat pokok dari penyampaian guru sehingga

keaktifan peserta didik dalam mengikuti proses pembelajaran kurang yang

mengakibatkan motivasi dan minat peserta didik menurun. Dalam pembelajaran

fisika diharapkan peserta didik benar-benar aktif, sehingga akan berdampak pada

ingatan peserta didik tentang yang dipelajari akan lebih lama bertahan. Suatu

konsep mudah dipahami dan diingat oleh peserta didik bila konsep tersebut

disajikan melalui prosedur dan langkah-langkah yang tepat, jelas dan menarik.

Hasil observasi yang telah dilakukan di SMA Negeri 1 Batuputih

mengindikasikan, pertama dalam proses pembelajaran fisika mengacu pada buku

3

ajar yang dipinjam dari perpustakaan sekolah. Buku ajar yang dipinjam tidak

dapat digunakan untuk belajar madiri.Ketersedian buku ajar terbatas, sehingga

ketergantungan peserta didik terhadap buku ajar sangat tinggi.Kedua, hasil

wawancara terhadap beberapa peserta didik, materi dalam buku ajar tersebut

kurang lengkap karena belum adanya variasi soal serta contoh pengilustrasian

dalam kehidupan sehari-hari sehingga peserta didik merasa sulit untuk memahami

materi.Ketiga, banyak peserta didik yang kurang tertarik untuk belajar memahami

materi yang ada dikarenakan buku relatif tebal, tampilan bahan ajar kurang

menarik minat peserta didik untuk mempelajarinya. Hal ini menunjukkan bahwa

pembelajaran fisika yang terkesan sulit dan penuh dengan rumus menyebabkan

hasil belajar fisika rendah sehingga diperlukan strategi baru. Strategi yang dapat

dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut yaitu dengan mengembangkan

modul fisika yang dapat digunakan peserta didik selama proses pembelajaran dan

juga dapat digunakan secara mandiridi luar pembelajaran.

Media pembelajaran mempunyai peran yang sama penting dengan faktor-

faktor pendidikan yang lain, tetapi terkadang kurang mendapat perhatian dari

guru. Padahal pemilihan media yang tepat juga dapat menenentukan keberhasilan

proses belajar mengajar. Ada banyak media yang dapat digunakan dalam

pembelajaran, salah satunya adalah modul.

Modul merupakan salah satu media pembelajaran yang memegang

peranan penting dalam proses pembelajaran dan dianggap tepat untuk membantu

mengatasi masalah yang dihadapi peserta didik. Dengan adanya modul, peserta

didik dapat lebih belajar terarah dirumah walaupun tidak ada guru. Modul yang

4

disertai gambar dan contoh dalam kehidupan sehari-hari diharapkan akan lebih

menambah motivasi peserta didik untuk belajar. Modul merupakan bahan ajar

yang memiliki struktur khas dan berbeda dengan bahan ajar lainnya, seperti buku

teks.Pelaksanaan pembelajaran dengan menggunakan sistem modul pada dasarnya

menggunakan sistem belajar secara individual, namun dapat pula digunakan pada

sistem pembelajaran klasik.

Kamus Besar Bahasa Indonesia cit. Prastowo (2012), mengemukakan

bahwa modul diartikan sebagai program belajar mengajar yang dapat dipelajari

oleh peserta didik dengan bantuan minimal dari guru, meliputi perencanaan tujuan

yang akan dicapai secara jelas, penyedian materi prmbelajaran, alat yang

dibutuhkan, dan alat untuk penilaian serta pengukuran keberhasilan peserta didik

dalam penyelesaian pembelajaran.

Merujuk pada karakteristiknya, modul ini dapat menjadi solusi untuk

membuat peserta didik termotivasi dalam belajar khususnya pada mata pelajaran

fisika. Berdasarkan penjelasan diatas maka peneliti tertarik untuk melakukan

penelitian yang berjudul “ Pengembangan Modul Fisika Berbasis Pemecahan

Masalah Pada Materi Fluida Dinamis”.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas , maka masalah

yang dapat dikaji dalam penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Bagaimana profil modul fisika berbasis pemecahan masalah pada materi

fluida dinamis di tingkat SMA?

5

2. Bagaimana validitas modul fisika berbasis pemecahan masalah pada materi

fluida dinamis di tingkat SMA?

3. Bagaimana peserta didik mengenai modul fisika berbasis pemecahan masalah

pada materi fluida dinamis di tingkat SMA?

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Menghasilkan profil modul fisika berbasis pemecahan masalah pada materi

fluida dinamis di tingkat SMA

2. Mendeskripsikan tingkat validitas modul berbasis pemecahan masalah pada

materi fluida dinamis di tingkat SMA

3. Mendeskripsikan persepsi guru dan peserta didik mengenai modul fisika

berbasis pemecahan masalah pada materi fluida dinamis di tingkat SMA

D. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini adalah:

1. Sekolah, dalam hal ini kepala sekolah sebagai bahan pertimbangan dalam

pengelolaan proses pembelajaran dan dapat dijadikan sebagai salah satu

alternative dalam usaha peningkatan kualitas sekolah.

2. Guru, dalam hal ini guru bidang studi fisika untuk menambah wawasan dalam

menggunakan bahan ajar yang dapat membantu tercapainya tujuan

pembelajaran.

6

3. Peserta didik, penelitian ini merupakan media peserta didik untuk lebih

memahami dan mendalami materi pelajaran fisika serta lebih aktif belajar,

bersikap positif, bertanggung jawab, dan senang belajar fisika

4. Peneliti, diharapkan dapat menambah pengetahuan dalam mengembangkan

bahan ajar yang tepat dan dapat digunakan dalam proses pembelajaran

sehingga menjadikan pembelajaran fisika yang menarik dan tidak

membosankan.

7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kajian Pustaka

1. Perangkat Pembelajaran

Perangkat pembelajaran merupakan bagian terpenting dalam proses

pembelajaran, dimana proses pembelajaran akan berjalan secara efektif,

efisien dan juga terstruktur karena adanya perangkat pembelajaran.selain itu,

bagi seorang guru perangkat pembelajaran merupakan perlengkapan untuk

melakukan proses pembelajaran. Perangkat pembelajaran merupan bagian

terpentig dari sebuah proses pembelajaran, namun tidak bisa dipungkiri masih

banyak guru yang tidak memiliki perangkat pembelajaran saat mengajar.

Bahkan yang lebih memprihatinkan adalah perangkat pembelajaran

digunakan hanya sebatas administrasi dan formalitas, dalam artian bahwa

guru mengaplikasikan sesuatu yang berbeda dari perangkat mengajarnya

(Akbar,2012).

Berdasarkan uraian diatas, dapat dikemukakan bahwa perangkat

pembelajaran adalah perlengkapan berupa sekumpulan bahan, alat, media

atau sarana yang digunakan oleh guru dan peserta didik sebagai petunjuk dan

pedoman dalam melaksanakan proses pembelajaran di kelas. Selain itu,

perangkat pembelajaran juga dapat mengontrol terlaksananya proses

pembelajaran dengan lebih terstruktur dan terarah, namun kebanyakan guru

8

sekarang menjadikan perangkat pembelajaran hanya sebatas administrasi dan

formalitas semata.

2. Modul

a. Pengertian Modul

Modul pembelajaran merupakan satuan program belajar mengajar

yang terkecil, yang dipelajari oleh peserta didik sendiri secara mandiri

(perorangan) atau diajarkan oleh peserta didik kepada dirinya sendiri

(self-instructional) (Winkel, 2009:472).Modul pembelajaran adalah

bahan ajar yang disusun secara sistematis dan menarik mencakup isi

materi, metode dan evaluasi yang dapat digunakan secara mandiri untuk

mencapai kompetensi yang diharapkan (Anwar, 2010).

Menurut Goldschmid modul pembelajaran merupakan sejenis

satuan kegiatan belajar yang terencana, didesain guna membantu peserta

didik menyelesaikan tujuan-tujuan tertentu.Modul adalah semacam paket

program untuk keperluan belajar (Wijaya, 1988:128).Vembriarto

(1987:20) menyatakan bahwa modul pembelajaran merupakan suatu

paket pengajaran yang memuat satu unit bahan pealajaran sebelum

beralih ke unit sebelumnya.

Berdasarkan beberapa pendapat diatas, dapat disimpulkan

bahwa modul pembelajaran fisika adalah salah satu bentuk bahan ajar

fisika yang dikemas secara sistematis dan menarik sehingga mudah untuk

dipelajari secara mandiri.

9

b. Karakteristik Modul

Modul pembelajaran merupakan salah satu bahan ajar yang dapat

dimanfaatkan peserta didik secara mandiri.Modul yang baik harus

disusun secara sistematis, menarik dan jelas.Modul dapat digunakan

kapanpun dan dimanapun sesuai dengan kebutuhan peserta didik.

Anwar (2010), menyatakan bahwa karakteristik modul

pembelajaran sebagai berikut:

a. Self instructional, peserta didik mampu membelajarkan diri sendiri,

tidak tergantung pada pihak lain.

b. Self contained, seluruh materi pembelajaran dari satu unit

kompetensi yang dipelajari terdapat didalam satu modul yang utuh.

c. Stand alone, moduk yang dikembangkan tidak tergantung pada

media lain atau tidak harus digunakan bersama-sama media lain.

d. Adaptif, modul hendaknya memiliki daya adaptif yang tinggi

terhadap perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.

e. User friendly, modul hendaknya juga memenuhi kaidah akrab

bersahabat/ akrab dengan pemakainya.

f. Konsistensi, konsisten dalam penggunaan font,spasi dan tata letak.

3. Pemecahan Masalah

a. Pengertian Pemecahan Masalah

Pemecahan masalah adalah proses terencana yang perlu

dilaksanakan agar memperoleh penyelesaian tertentu dari sebuah masalah

yang mungkin tidak didapat dengan segera (Saad & Ghani,2008:120).

10

Pendapat lainnya menyatakan bahwa pemecahan masalah sebagai usaha

mencari jalan keluar dari suatu kesulitan (Polya,1973:3). Menurut

Goldstein dan Levin , pemecahan masalah didefenisikan sebagai proses

kognitif tingkat tinggi yang memerlukan modulasi dan control lebih dari

keterampilan rutin atau dasar (Rosdiana & Misu,2013:2).

Beberapa pengertian pemecahan masalah dapat disimpulkan

bahwa pemecahan masalah yaitu suatu proses terencana yang dilakukan

untuk mencari jalan keluar dari suatu permasalahan.

b. Tahapan Pemecahan Masalah

Ada empat tahap pemecahan masalah yaitu; (1) memahami

masalah, (2) merencanakan pemecahan, (3) melaksanakan rencana, (4)

memeriksa kembali (Polya,1973:5). Diagram pemecahan masalah Polya

dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 2.1. Diagram pemecahan masalah

11

Dari diagram pemecahan masalah diatas, dapat dirincikan

sebagai berikut (Polya,1973:17).

a) Memahami masalah (Understant the problem)

Tahap pertama pada penyelesaian masalah adalah memahami

soal. Siswa perlu mengidentifikasi apa yang diketahui, apa saja yang ada,

jumlah, hubungan dan nilai-nilai yang terkait serta apa yang mereka

sedang car. Beberapa saran yang dapat membantu siswa dalam

memahami masalah yang kompleks: (1) memberikan pertanyaan

mengenai apa yang diketahui dan dicari, (2) menjelaskan masalah sesuai

dengan kalimat sendiri, (3) menghubungkan dengan masalah lain yang

serupa, (4) fokus pada bagian yang penting dari masalah tersebut, (5)

mengembangkan model, dan (6) menggambar diagram.

b) Membuat rencana (Devise a plan)

Siswa perlu mengidentifikasi operasi yang terlibat serta strategi

yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah yang diberikan. Hal ini

bisa dilakukan siswa dengan cara seperti: (1) menebak, (2)

mengembangkan sebuah model, (3) mensketsa diagram, (4)

menyederhanakan masalah, (5) mengidentifikasi pola, (6) membuat tabel,

(7) eksperimen dan simulasi, (8) bekerja terbalik, (9) menguji semua

kemungkinan, (10) mengidentifikasi sub-tujuan, (11) membuat analogi,

dan (12) mengurutkan data/informasi.

c) Melaksanakan rencana (carry out the plan)

12

Apa yang diterapkan jelaslah tergantung pada apa yang telah

direncanakan sebelumnya dan juga termasuk hal-hal berikut: (1)

mengartikan informasi yang diberikan kedalam bentuk matematika; dan

(2) melaksanakan strategi selama proses dan perhitungan berlangsung.

Secara umum pada tahap ini siswa perlu mempertahankan rencana yang

sudah dipilih. Jika semisal rencana tersebut tidak bisa terlaksana, mak

siswa dapat cara atau rencana lain.

d) Melihat kembali (Looking back)

Aspek-aspek berikut perlu diperhatikan ketika mengecek kembali

langkah-langkah yang sebelumnya terlibat dalam menyelesaikan

masalah, yaitu: (1) mengecek kembali semua informasi yang penting

yang telah teridentifikasi, (2) mengecek semua perhitungan yang sudah

terlibat, (3) mempertimbangkan apakah solusinya logis, (4) melihat

alternatif penyelesaian yang lain, dan (5) membaca pertanyaan kembali

dan bertanya kepada diri sendiri apakah pertanyaannya sudah benar-

benar terjawab.

Sementara itu, menurut Krulik dan Rudnick (Carson,2007:21-22),

ada lima tahap yang dapat dilakukan dalam memecahkan masalah yaitu

sebagai berikut:

1) Membaca (read). Aktivitas yang dilakukan siswa pada tahap ini

adalah mencatat kata kunci, bertanya pada siswa lain apa yang

13

sedang ditanyakan pada masalah, atau menyatakan kembali masalah

kedalam bahasa yang lebih mudah dipahami.

2) Mengeksplorasi (explore). Proses ini meliputi pencarian pola untuk

menentukan konsep atau prinsip dari masalah. Pada tahap ini siswa

mengidentifikasi masalah yang diberikan, menyajikan masalah

kedalam cara yang mudah dipahami. Pertanyaan yang digunakan

pada tahap ini adalah, “seperti apa masalah tersebut”?. Pada tahap ini

biasanya dilakukan kegiatan menggambar atau membuat tabel.

3) Memilih suatu strategi (select a strategy). Pada tahap ini, siswa

menarik kesimpulan atau membuat hipotesis mengenai bagaimana

cara menyelesaikan masalah yang ditemui berdasarkan apa yang

sudah diperoleh pada dua tahap pertama.

4) Menyelesaikan masalah (solve the problem). Pada tahap ini semua

keterampilan seperti menghitung dilakukan untuk menemukan suatu

jawaban.

5) Meninjau kembali dan mendiskusikan (review and extend). Pada

tahap ini, siswa mengecek kembali jawabannya dan melihat variasi

dari cara memecahkan masalah.

Sedangkan Dewey (Carson,2008:39) menyatakan tingkat

pemecahan masalah adalah sebagai berikut:

1) Menghadapi masalah (confront problem), yaitu merasakan suatu

kesulitan. Proses ini bisa meliputi menyadari hal yang belum

diketahui, frustasi pada ketidakjelasan situasi.

14

2) Pendefinisian masalah (define problem), yaitu mengklarifikasi

karakteristik-karakteristik situasi. Tahap ini meliputi kegiatan yang

mengkhususkan apa yang diketahui dan yang tidak diketahui,

menemukan tujuan-tujuan , dan mengidentifikasi kondisi-kondisi

yang standard an ekstrim.

3) Penemuan solusi (inventory several solution), yaitu mencari solusi.

Tahapan ini bisa meliputi kegiatan memperhatikan pola-pola,

mengidentifikasi langkah-langkah dalam perencanaan, dan memilih

atau menemukan fluida.

4) Konsekuensi dugaan solusi (conjecture consequence of solution),

yaitu melakukan rencana atas dugaan solusi. Seperti menggunakan

fluida yang ada, mengumpulkan data tambahan, melakukan analisis

kebutuhan, merumuskan kembali masalah, mencobakan situasi-

situasi yang serupa dan mendapatkan hasil (jawaban).

5) Menguji konsekuensi (test consequences), yaitu menguji apakah

definisi masalah yang cocok dengan situasinya. Tahap ini bisa

meliputi kegiatan mengevaluasi apakah hipotesi-hipotesisnya

sesuai?, apakah data yang digunakan tepat?, apakah analisis yang

digunakan tepat?, apakah analisis sesuai dengan tipe data yang ada?,

apakah hasilnya masuk akal?, dan apakah rencana yang digunakan

dapat diaplikasikan di soal yang lain?.

4. Fluida Dinamis

15

Fluida adalah segala zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan

gas.Fluida dinamis adalah fluida (bisa berupa zat cair, gas) yang

bergerak.Untuk memudahkan dalam mempelajari, fluida disini dianggap

steady (mempunyai kecepatan yang konstan terhadap waktu), tak

termampatkan (tidak mengalami perubahan volume), tidak kental, tidak

turbulen (tidak mengalami putaran-putaran).Dalam kehidupan sehari-hari,

banyak sekali hal yang berkaitan dengan fluida dinamis ini.Contoh fluida

dinamis dalam kehidupan sehari-hari yaitu hujan, air sungai, limbah pabrik,

orang yang buang air kecil, dan lain sebagainya.

1. Persamaan kontuinitas

Suatu fluida dianggap sebagai fluida ideal apabila memiliki cirri-ciri

sebagai berikut:

a. Fluida tidak dapat dimampatkan (incompressible), yaitu volume dan

massa jenis fluida tidak berubah akibat tekanan yang diberikan

kepadanya.

b. Fluida tidak mengalami gesekan dengan dinding tempat fluida tersebut

mengalir.

c. Kecepatan aliran fluida bersifat laminar, yaitu kecepatan aliran

disembarang titik berubah terhadap waktu sehingga tidak ada fluida yang

memotong atau mendahului titik lain.

16

Debit aliran adalah besaran yang menunjukkan volume fluida yang

mengalir melalui suatu penampang setiap satuan waktu. Secara matematis,

persamaannya dapat ditulis sebagai berikut:

Q =debitaliran(m3/s)

V = volume fluida(m3)

A = Luas penampang (𝑚2)

t = waktu(s)

Untuk fluida sempurna (ideal) yaitu zat alir yang tidak dapat

dimampatkan atau tidak memiliki kekentalan (viskositas), hasil kali laju

aliran fluida dengan luas penampangnya selalu tetap. Secara matematis dapat

dituliskan sebagai berikut:

2. Persamaan Bernoulli

Perhatikan gambar 2.2.suatu fluida bergerak dari titik A yang

ketinggiannya ℎ1 dari pemukaan tanah ke titik ℎ2 dari permukaan tanah. Pada

pelajaran sebelumnya, kalian telah mempelajari hukum kekekalan energi

mekanik pada suatu benda.Misalnya, pada benda yang jatuh dari ketinggian

tertentu dan pada anak panah yang lepas dari busurnya.Hukum kekekalan

energy mekanik juga berlaku pada fluida yang bergerak seperti pada gambar

2.2.menurut penelitian Bernoulli, suatu fluida yang bergerak mengubah

energinya menjadi tekanan.

Q=𝑽

𝒕=Av

𝐴1 𝑉1= 𝐴2 𝑉2

17

Gambar 2.2.Fluida bergerak dalam pipa yang ketinggian dan

luas penampangnya yang berbeda. Fluida naik dari 𝒉𝟏 ke 𝒉𝟐 dan

kecepatannya berubah dari 𝒗𝟏ke 𝒗𝟐.

Pada zat cair yang dim, tekanan pada kedalaman yang sama adalah

tetap. Sedangkan untuk zat cair yang bergerak, tekanan pada kedalaman yang

sama berbeda. Menurut hukum Bernoulli bahwa fluida yang mengalir pada

pipa horizontal, tekanan yang paling kecil terdapat pada kelajuannya paling

besar, dan tekanan yang paling besar terdapat pada kelajuan yang paling

kecil.

Jika kamu perhatikan persamaan Bernoulli daitas, kamu mungkin

akan teringat dengan persamaan kekekalan energi. Memang benar, persamaan

ini didapat dari persamaan laju kekekalan energi.

𝐸1= 𝐸2

h2

P1,v1

h1

𝜌gℎ1+ 1

2𝜌𝑣1

2 = 𝜌gℎ2+ 1

2𝜌𝑣2

2

18

A1 P1,v1

ρ

A P2,v2

h

ρ’

𝐸1

𝑉 =

𝐸2

𝑉

𝑚

𝑣 gℎ1 +

1

2

𝑚

𝑣𝑣1

2= 𝑚

𝑣 gℎ2 +

1

2

𝑚

𝑣𝑣2

2

𝜌gℎ1+ 1

2𝜌𝑣1

2= 𝜌gℎ2+ 1

2𝜌𝑣2

2

3. Penerapan Hukum Bernoulli

Hukum Bernoulli diterapkan dari berbagai peralatan yang digunakan

dalam kehidupan sehari-hari. Berikut uraian mengenai cara kerja beberapa

alat yang menerapkan Hukum Bernoulli.

a. Alat Ukur Venturi

Alat ukur venture (venturimeter) dipasang dalam suatu pipa aliran

untuk mengukur laju aliran suatu zat cair.

Suatu zat cair dengan massa jenis 𝜌 mengalir dengan luas penampang

𝐴1 pada daerah (1). Pada daerah (2), luas penampang mengecil menjadi 𝐴2.

Suatu tabung manometer (pipa U) berisi zat cair lain (raksa) dengan

19

PB,v’ PA,v

ρ A

h

ρ’

massajenis 𝜌′ dipasang pada pipa. Perhatikan gambar 2.3.

Gambar 2.3.Penampang pipa menyempit di 𝑨𝟐 sehingga tekanan

dibagian pipa sempit, lebih kecil dan fluida bergerak lebih lambat.

Kecepatan aliran zat cair didalam pipa dapat diukur dengan persamaan

berikut.

b. Tabung Pitot ( pipa prandtl)

Tabung ptot digunakan untuk mengukur kelajuan aliran suatu gas di

dalam sebuah pipa.Perhatikan gambar 2.4.

Gambar 2.4. Prinsip kerja pipa prandtl

Misalnya udara, mengalir melalui tabung A dengan kecepatan v.

kelajuan udara v didalam pipa dapat di tentukan dengan persamaan:

V= 𝐴2√2(𝜌′−𝜌)𝑔ℎ

𝜌 (𝐴12−𝐴2

2)

v= √2𝜌′𝑔ℎ

𝜌

20

c. Gaya angkat pada sayap pesawat terbang

Penampang sayap pesawat terbang memiliki bagian belakang yang

lebih tajam dan sisi bagian atasnya lebih melengkung daripada sisi bagian

bawahnya.Bentuk sayap tersebut menyebabkan kecepatan aliran udara bagian

atas lebih besar daripada bagian bawah sehingga tekanan udara dibawah

sayap lebih besar daripada diatas sayap.Hal ini menyebabkan timbulnya daya

angkat pada sayap pesawat.Agar daya angkat yang ditimbulkan pada pesawat

semakin besar, sayap pesawat dimiringkan sebesar sudut tertentu terhadap

arah aliran udara. Gaya angkat pesawat dirumuskan sebagai berikut:

Dengan:

𝐹1-𝐹2 = Gya angkat pesawat terbang (N)

𝐴 = Luas penampang sayap pesawat (𝑚2)

𝑣1= Kecepata udara di bagian bawah sayap (m/s)

𝑣2 = Kecepatan udara di bagian atas sayap (m/s)

𝜌 = Massa jenis fluida (udara)

d. Penyemprot Nyamuk

𝐹1-𝐹2= 1

2𝜌A (𝑣1

2-𝑣22)

21

Alat penyemprot nyamuk juga bekerja berdasarkn Hukum

Bernoulli.Tinjaulah alat penyemprot nyamuk pada gambar 2.6.

Gambar 2.6.𝑷𝑩 < 𝑷𝑨sehingga cairan obat nyamuk di B bisa memancar

keluar.

Jika pengisap dari pompa ditekan maka udara yang melewati pipa

sempit pada bagian A akan memiliki kelajuan besar dan kecil. Hal tersebut

menyebabkan cairan obat nyamuk yang ada pada bagian B akan naik dan ikut

terdorong keluar bersama udara yang tertekan oleh pengisap pompa.

e. Kebocoran pada dinding tangki

Jika air didalam tangki mengalami kebocoran akibat adanya lubang

di dinding tangki, seperti terlihat pada gambar 2.7.kelajuan air yang keluar

dari lubang tersebut dapat dihitung berdasarkan Hukum Toricelli.

Gambar 2.7.Tangki dengan sebuah lubang kecil di dindingmya.

Kecepatan aliran alir yang keluar dari tangki sama dengan kecepatan

benda yang jatuh bebas.

22

Menurut Hukum Toricelli, jika diameter lubang kebocoran pada

dimding tangki sangat kecil dibandingkan diameter tangki, kelajuan air yang

keluar dari lubang sama dengan kelajuan yang diperoleh jika air tersebut jatuh

bebas dari ketinggian h. perhatikan kembali gambar 2.7 dengan seksama.

Jarak permukaan air yang berada di dalam tangki ke lubang dinyatakan

sebagai ℎ1, sedangkan jarak lubang kebocoran ke dasar tangki dinyatakan ℎ2.

Kecepatan aliran air pada saat pertama keluar dari luabang adalah:

Jarak horizontal tibanya air di tanah adalah:

B. Kerangka Pikir

Pembelajaran fisika dengan menggunakan modul fisika berbasis

pemecahan masalah sebagai salah satu media pembelajaran.Hal ini

dikarenakan modul dengan berbasis pemecahan masalah, dapat membantu

peserta didik belajar secara mandiri.Selain itu dengan menggunakan model

pembelajaran kontekstual dapat meningkatkan pemahaman peserta didik

terhadap manfaat fisika dalam kehidupan sehar-hari.

Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran guru dan peserta

didik memerlukan adanya media pembelajaran.Salah satu media yang paling

V = √2𝑔ℎ1

X = 2√ℎ1ℎ2

23

tepat adalah modul terutama modul untuk peserta didik.Dengan adanya

modul berbasis pemecahan masalah peserta didik dapat belajar secara

mandiri. Modul yang akan ditulis oleh penulis merupakan modul fisika

berbasis pemecahan masalah untuk peserta didik SMA/MAN. Dalam modul

ini, peneliti menyajikan berbagai soal dan contoh kasus dalam lingkungan

sekitar peserta didik dengan harapan peserta didik akan lebih terlatih dan

lebih kuat pemahamannya melalui pembelajaran kontekstual. Adapun

kerangka pikir penelitian ini disajikan dalam gambar 2.1

Gambar 2.8. Kerangka Pikir

Pentingnya modul sebagai perangkat

pembelajaran dan meningkatkan hasil

belajar peserta didik

Pengembangan modul kreatif dan

inovatif yang memfasilitasi kegiatan

belajar peserta didik.

Pengembangan modul berbasis

pemecahan masalah

Keterbatasan modul di sekolah dan

kurangnya minat guru untuk membuat

LKPD alternatif

24

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Penelitian ini termasuk Research and Development (penelitian dan

pengembangan) dengan model penelitian Fenomelogi (Mulyadi,

dkk:2019) untuk mereduksi persepsi individual dan model pengembangan

ADDIE yaitu Analysis, Design, Development, Implementation, dan

Evaluation (Winarni, 2018:263).

B. Subjek Penelitian

Subjek penelitian ini adalah modul fisika, sedangkan subjek uji

coba peserta didik kelas XI IPA SMA Negeri 1 Batuputih.

C. Design Penelitian

Model ADDIE terdiri dari lima tahap yaitu (A)nalysis,(D)esign,

(D)evelopment,(I)mplementation, dan (E)valuation. Model ini sistematis

sehingga tidak bisa diacak.

1) Analysis (Analisis)

Pengembangan modul fisika diawali dengan menganalisis

perlunya permasalahan dalam pembelajaran fisika, kondisi sekolah

dan kelengkapan media pembelajaran fisika untuk menguatkan rasa

ingin tahu peserta didik.

25

2) Design (Desain)

Pada tahap perancangan awal peneliti memilih perangkat

pembelajaran fisika yaitu modul pembelajaran fisika berbasis

pemecahan masalah peserta didik.

3) Development (Pengembangan)

Tahapan ini merupakan tahapan produksi modul

pembelajaran fisika berbasis pemecahan masalah peserta didik yang

telah dikembangkan.Selanjutnya dilakukan validasi ahli untuk

melihat kelayakan dari modul dan pemberian saran terhadap modul

sehingga diperoleh bahwa draf awal modul tidak valid sehingga

dihasilkan draf baru.

4) Implementation (Implementasi)

tahap implementasi modul fisika berbasis pemecahan

masalah yang telah dikembangkan dan divalidasi diuji cobakan

kepada peserta didik kelas XI IPA 1. Uji coba yang digunakan

adalah uji coba kelompok dengan mengambil satu kelas sebagai

subjek penelitian.Tahapan ini memberikan remponden untuk

memberikan penilaian terhadap modul.Penilaian responden

didasarkan atas kriteria yang ditetapkan untuk menguji suatu

perangkat pembelajaran modul.

5) Evaluation (Evaluasi)

Evaluasi dilakukan untuk mengetahui hasil penilaian

responden terhadap kelayakan perangkat pembelajaran.Hasil

26

penilaian tersebut berdasarkan data yang diperoleh dari uji kelayakan

oleh responden.Selanjutnya, data tersebut dianalisis sesuai dengan

kriteria yang diterapkan.Kritik dan saran dari responden terhadap

modul sangat diperlukan untuk mengevaluasi produk secara

keseluruhan.

D. Instrument penelitian

Instrument dilakukan untuk mengumpulkan data dari hasil

penelitian. Adapun instrument yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

1. Instrumen Validasi

a. Instrumen responmodul. Instrumen responmodul ini terdiri atas

dua validator. Produk modul akan di validasi terlebih dahulu

oleh validator ahli sebelum di uji coba di lapangan.

b. Instrumen respon peserta didik terhadap produk modul.

Instrumen respon peserta didik terhadap produk modul

digunakan untuk memperoleh data yang valid menggunakan

persepsi peserta didik terhadap validator. Instrumen persepsi

peserta didik dilakukan untuk mengetahui respon peserta didik

terhadap modul tersebut.

2. Uji coba modul

Setelah produk modul dinyatakan layak reviuw para validator,

maka dilakukan tahap penerapan modul atau uji coba dalam proses

belajar. Uji coba ini dilakukan pada peserta didik kelas XI IPA 1 SMA

27

Negeri 1 Batuputih .uji coba dilakukan untuk mengetahui respon

peserta didik setelah menggunakan modul tersebut.

E. Prosedur Penelitian

Dalam penelitian dan pengembangan ini digunakan prosedur atau

tahapan penelitian sebagaimana yang dikemukakan oleh Sugiyono (2017),

tetapi dalam penelitian ini dilakukan adaptasi sebagaimana yang disajikan

pada gambar sebagai berikut

Gambar 3.1 Tahapan Pengembangan

Sumber: Sugiyono, 2017

1. Potensi masalah

Pada tahap ini dilakukan penelitian awal tentang potensi

dikembangkannya modul fisika berbasis pemecahan masalah,

mengobservasi masalah-masalah disekolah tersebut sehingga menjadi

penyebab dikembangkannya modul tersebut.

2. Pengumpulan Data

Pada tahap ini dilakukan pengumpulan data yang diperoleh

dari observasi pendahuluan.

Potensi

Masalah

Pengumpulan

Data

Prototipe

(Draf I)

FGD Draf I Revisi

(Draf II)

Validasi Draf

Uji Coba

28

3. Prototipe (Draf I)

Prototype adalah kerangka dasar yang menjadi acuan

sementara untuk mengembangkan modul.Wujud modul berupa prototype

yang dibuat dengan berdasar analisis data penelitian pendahuluan.Prototype

awal yang dibuat adalah format modul.

4. Forum Guide Discussion (FGD)

Prototype modul yang telah dibuat, dibahas bersama rekan

mahasiswa atau dosen untuk memperbaiki prototype.Pada bagian ini

dilakukan perbaikan mengenai format penyajiannya sekaligus membahas

mengenai bahasa yang cocok untuk modul ini.

5. Revisi

Dari hasil FGD bersama mahasiswa atau dosen, maka

dilakukan revisi atau perbaikan prototype untuk melahirkan prototype acuan

tetap.Segala saran dan kritikan dalam FGD dijadikan acuan untuk merevisi

prototype.Prototype acuan tetap adalah kerangka dasar tetap yang dijadikan

dasar pembuatan modul yang dikembangkan.

6. Validasi Draf

Validasi modul dilakukan oleh dua orang validator yang ahli

dalam bidangnya masing-masing.Setelah validasi pakar dilakukan revisi.

Hasil validasi dari pakar akan dijadikan acuan memperbaiki draf dan

melahirkan draf modul. Adapun saran yang diberikan validator akan

ditindak lanjut untuk melahirkan modul yang siap diuji coba di lapangan.

7. Uji Coba

29

Modul draf diuji cobakan secara kelompok yakni menggunakan

subjek penelitian.Hal ini dilakukan untuk melihat kelayakan penggunaan

modul ini. Pada tahap ini uji coba dilakukan terhadap peserta didik.

F. Tehnik Pengumpulan Data

Tehnik pengumpulan data yang dilakukan dalam penelitian ini

bertujuan untuk memperoleh sejumlah data yang valid. Adapun tehnik

pengumpulan data yang dilakukan adalah:

1. Data Validasi Ahli

Data validasi perangkat dari para ahli kemudian dianalisis secara

deskriptif dengan menelaah hasil penilaian para ahli terhadap perangkat

pembelajaran.Hasil telaah digunakan sebagai masukan untuk merevisi atau

menyempurnakan modul fisika berbasis pemecahan masalah yang

dikembangkan.

2. Data persepsi peserta didik terhadap modul fisika berbasis pemecahan

masalah pada materi fluida dinamis

Pada penelitian ini digunakan bentuk kuesioner tertutup yaitu

dengan menggunakan skala Likert yang dapat dipilih responden yaitu sangat

setuju, kurang setuju, tidak setuju, dan sangat tidak setuju.Adapun pada

penelitian ini, kuesioner digunakan untuk mendapatkan data respon peserta

30

didik fisika terhadap penugasan yang diberikan peserta didik berupa modul

fisika berbasis pemecahan masalah pada materi fluida dinamis.

G. Tehnik Analisis Data

1. Data Validitas Modul

Data validitas modul yang dilakukan oleh validator (pada aspek

yang sama) diperoleh melalui uji validitas dengan menggunakan uji Gregory

sebagai berikut:

Tabel 3.1. Model kesepakatan antarpenilai untuk validitas konten

PENILAI I

PENILAI II

1-2

3-4

1-2 A B

3-4 C D

𝑉𝑐 =𝐷

𝐴+𝐵+𝐶+𝐷 `

Keterangan:

𝑉𝑐 = Validasi Contruck

𝐴 = Kedua ahli tidak setuju

𝐵 = Ahli I setuju, Ahli II tidak setuju

𝐶 = Ahli I tidak setuju, Ahli II setuju

𝐷 = Kedua ahli setuju

Kriteria validasi isi:

0,80 – 1,00 : Validitas isi sangat tinggi

0,60 – 0,79 : Validitas isi tinggi

0,40 – 0,59 : Validitas isi sedang

31

0,20 – 0,39 : Validitas isi rendah

0,00 – 0,19 : Validitas isi sangat rendah

(Sumber: Retnawati, 2016)

Menurut Susetyo (2015), suatu perangkat dinyatakan valid

apabila harga validitas konten diatas 0,5.

2. Data Persepsi peserta didik Terhadap Modul

Data persepsi peserta didik terhadap modul fisika berbasis

pemecahan masalah pada materi fluida dinamis menggunakan analisis

instrument angket Skala Likert. Dalam Skala Likert, responden

menentukan tingkat persetujuan terhadap suatu pernyataan dengan

memilih salah satu dari pilihan yang tersedia. Pilihan jawaban yang

disediakan sangat layak, layak, kurang layak, dan sangat kurang

layak.Jawaban diisi dengan memberikan skor 1 s.d 4 pada setiap

pernyataan. Perhitungan persentase setiap pernyataan ditentukan

melalui persamaan berikut ini:

𝑓 =𝑝

𝑁𝑥 100%

Keterangan:

𝑓 = presentase

𝑝 = skor yang diperoleh

𝑁 = skor ideal

32

Adapun kriteria persentase skor dapat dilihat pada tabel 3.2 berikut

ini.

T

a

tabel 3.2. Kriteria Persentase Skor

Gambaran kontinum tingkat gradiasi hasil skala persentase

adalah sebagai berikut.

Gambar 3.2. Tingkat Gradiasi Persentase Skor

(Sumber: Riduwan, 2003)

Berdasarkan rata-rata persentase yang dianalisis setiap

aspek maka akan dianalisis validitasnya. Pada tahap validasi yang

dilakukan dalam penelitian ini bertujuan untuk memperoleh

instrument dan perangkat yang layak digunakan selama proses

penelitian berlangsung. Setelah draf pembuatan modul dinyatakan

final dan instrument yang telah diadaptasi ini divalidasi oleh dua

orang validator. Kemudian data hasil validasi dikumpulkan dan

Presentase (%) Kriteria

0-20 Tidak Layak

21-40 Kurang Layak

41-60 Cukup

61-80 Layak

81-100 Sangat Layak

0%

20%

40%

60%

80%

100

%

Sangat

Lemag

lemah

Lemah Cukup Layak Sangat

kuat

33

diolah untuk mengetahui kevalidan instrument dan perangkat yang

akan digunakan.

34

BAB VI

HASIL ANALISIS DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Penelitian

Berdasarkan penelitian pengembangan yang telah dilaksanakan, hasil

penelitian dirangkum secara deskriptif dengan mengikuti setiap proses dari model

ADDIE yang terdiri dari Analysis, Design, Depelopment,Implementation, dan

Evaluation. Berikut ini di deskripsikan hasil Pengembangan Modul Fisika Fluida

Dinamis Berbasis Pemecahan Masalah untuk setiap fase.

1. Tahap Analysis

Pada tahap ini peneliti melakukan wawancara langsung terhadap guru

dan peserta didik SMAN 1 Batuputih untuk melihat masalah yang terdapat di

sekolah serta pengembangan modul. Hasil wawancara terhadap guru fisika

dan peserta didik bahwa peserta didik sulit mengerjakan soal yang relatif

sulit sehingga berdampak pada nilai ulangan peserta didik pada materi Fluida

Dinamis

Berdasarkan angket respon peserta didik bahwa peserta didik sulit

menganalisis soal atau masalah dengan baik, sehingga penulis membuat

modul berbasis pemecahan masalah agar peserta didik dapat menganalisis

soal dengan baik.

Berdasarkan hasil wawancara yang dilakukan oleh guru mata pelajaran

yang mengajar pada kelas XI IPA 1 pada materi fluida dinamis dapat

disimpulkan sebagai berikut:

35

a) Rendahnya nilai peserta didik dari nilai rata-rata UAS dan UTS.

b) Kurangnya pemahaman konsep peserta didi pada materi fluida dinamis.

Berdasarkan hal tersebut peneliti mengembangkn modul pembelajaran

fisika fluida dinamis berbasis pemecahan masalahagar peserta didik dapat

belajar lebih mudah memahami konsep fluida dinamis dan peserta didik

memahami fluida dinamis dalam kehidupan sehari-hari.

Hasil evalusi menyatakan bahwa peserta didik SMA pada penerapan

materi fluida dinamis kelas XI IPA 1 memerlukan suatu pembaharuan dalam

proses pembelajaran. Diperlukan untuk mendesign sebuah modul

pembelajaran yang menarik dan sesuai dengan kriteria pembelajaran yang

diterapkan disekolah tersebut.

2. Tahap Design

Tahap ini bertujuan untuk menyiapkan rancangan awal dari produk yang

akan di kembangkan, dalam hal ini yaitu Modul fisika fluida dinmis berbasis

pemecahan masalah. Pada tahap ini dibuat cover, tata letak modul yang akan

dibuat semenarik mungkin. Pada tahap ini draf modul berisi materi tentang

fluida dinamis. Pada tahap ini draf 1 terdiri dari aspek instrument (instrument

penilaian pakar dan angket respon peserta didik).

Draf modul yang telah dibuat, dibahas bersama rekan mahasiswa dan

dosen untuk memperbaiki draf 1. Pada bagian ini dilakukan perbaikan

mengenai format penyajiannya yang dinilai masih sedikit abstrak untuk

disajikan kepada peserta didik dan warna yang cenderung menoton dinilai

36

kurang menarik, sekaligus menyesuaikan penggunaan bahasa untuk peserta

didik agar dapat memahami modul dengan baik.

3. Tahap Pengembangan

Pada tahap ini peneliti mulai menyusun modul dengan lebih menarik.

Modul berisi materi fluida dinamis, contoh dalam kehidupan sehari-sehari,

serta contoh soal. Penambahan gambar dan animasi dimaksudkan agar

mampu menarik peserta didik untuk membaca modul.

Setelah dilakukan revisi, selanjutnya validasi modul dilakukan oleh dua

validator ahli pakar modul dimana kedua ahli pakar tersebut adalah pakar

dalam bidang modul. Kedua validator menyelidiki kelayakan format, materi,

konten/isi dan bahasa dalam modul. Berikut hasil validasi ahli terhadap

modul dan angket respon peserta didik.

Tabel 4.1 Hasil validasi angket respon peserta didik

No. Aspek Butir Penilaian

Persentase

(%)

Pakar

I II

1. Format 1. Mencantumkan petunjuk pengisian

angket yang dinyatakan dengan

jelas

2. Mencantumkan judul angket

dengan jelas

3. Jenis dan ukuran huruf sesuai

4. Pengaturan ruang/tata

4

4

4

4

4

4

4

4

100 %

37

letak/penomoran yang jelas

2. Isi 1. Pernyataan-pernyatan yang

disajikan dalam angket jelas dan

mudah dipahami

2. Menyediakan kolom penilaian

dengan jelas dan rapi

3. Pernyataan-pernyataan yang

disajikan dalam angket cukup

untuk mewakili persepsi peserta

didikterhadap modul yang telah

dikembangkan

4

4

4

3

4

3

91,6 %

3. Bahasa 1. Bahasa dan istilah yang digunakan

dalam angket respon peserta didik

mudah dipahami

2. Bahasa yang digunakan benar

sesuai EYD dan menggunakan

arahan/petunjuk yang jelas

sehingga tidak menimbulkan

penafsiran ganda

3. Bahasa yang digunakan bersifat

komunikatif dan sesuai untuk

peserta didik

4

4

4

3

4

4

95,8 %

Rata-rata 95,8 %

Berdasarkan penilaian validator terhadap angket respon peserta didik aspek

format diperoleh rata-rata persentase 100 % yang menunjukkan bahwa aspek

38

tersebut berada pada kategori sangat layak. Pada aspek isi diperoleh rata-rata

persentase 91,6 % yang menunjukkan bahwa pada aspek tersebut berada pada

kategori sangat layak. Begitupun pada aspek bahasa yang berada pada

kategori sangat layak dengan rata-rata persentase 95,8 %. Rata-rata dalam

semua aspek diperoleh 95,8 % yang menunjukkan bahwa aspek tersebut

berada dalam kategori sangat layak. Berdasarkan pernyataan dalam setiap

aspek maka diperoleh hasil uji validitas berdasarkan analisis Gregory

diperoleh koefisien validitas (r) yaitu 1,0 yang menunjukkan bahwa setiap

aspek dalam keseluruhan tersebut valid dan tergolong dalam kategori sangat

layak.

Tabel 4.2 Hasil validasi modul fisika fluida dinamis berbasis pemecahan

masalah

No.

Aspek

Butir

Penilaian

Persentase

(%)

Pakar

I II

1.

Format

1. Kejelasan pembagian materi

2. Sistem penomoran jelas

3. Jenis dan ukuran huruf sesuai

4. Kesesuaian tata letak gambar,

grafik maupun tabel

5. Teks dan ilustrasi seimbang

4

4

4

3

3

4

4

4

3

3

90 %

2.

Isi

1. Kesesuaian bahan ajar

2. Isi modul mudah dipahami dan

konstektual

4

4

4

4

39

3. Aktvitas siswa di rumuskan

dengan jelas dan operasional

4. Kesesuaian isi materi dan tugas-

tugas dengan alokasi waktu yang

ada

4

4

4

4

100 %

3.

Bahasa

1. Bahasa dan istilah yang

digunakan dalam modul mudah

dipahami

2. Bahasa yang digunakan benar

sesuai EYD dan menggunakan

arahan/petunjuk yang jelas

sehingga tidak menimbulkan

penafsiran ganda

4

4

3

3

87 %

4. Manfaat/

kegunaan

modul

1. Penggunaan modul sebagai baha

ajar bagi guru

2. Pengguanaan modul sebagai

pedoman belajar bagi peserta

didik

4

4

3

4

93,7 %

Rata-rata 92,6 %

Berdasarkan penilaian validator terhadap modul fisika berbasis

pemecahan masalah aspek format diperoleh rata-rata persentase 90 % yang

menunjukkan bahwa pada aspek tersebut berada pada kategori sangat layak.

Pada aspek isi diperoleh rat-rata persentase 100 % yang menunjukkan bahwa

aspek tersebut berada pada kategori sangat layak. Aspek bahasa diperoleh rata-

rata persentase 87 % yang menunjukkan bahwa aspek tersebut berada pada

40

kategori sangat layak. Begitupun aspek manfaat/ kegunaan modul berada pada

kategori sangat kuat dengan rata-rata persentase 93,7 %. Rata-rata dalam

semua aspek diperoleh 92,6 % yang menunjukkan bahwa tersebut berada

dalam kategori sangat layak. Berdasarkan pernyataan dalam setiap aspek maka

diperoleh hasil uji validitas berdasarkan analisis Gregory diperoleh koefisien

validitas (r) yitu 1,0 yang menunjukkan setiap aspek dalam keseluruhan

tersebut valid dan berada dalam kategori sangat layak.

4. Tahap Implementasi

Setelah melakukan validasi, dilakukan sedikit perbaikan pada konten

modul dan telah didapatkan modul yang siap untuk diuji cobakan yang

dilakukan pada penelitian ini adalah uji coba kelompok yang dilakukan pada

satu subjek yang dinilai memenuhi kriteria.

Adapun hasil uji coba modul fisika fluida dinamis berbasis pemecahan

masalah adalah sebagai berikut.

Tabel 4.3 Hasil uji coba modul fisika fluida dinamis berbasis pemecahan

masalah

NO. ASPEK RESPON (%) RATA-RATA

(%)

KATEGORI

POSITIF NEGATIF

1. Isi 84 % 87,5 % 82,8 % Sangat Layak

2. Bahasa 79 % 0 79 % Layak

3. Penyajian 80,2 % 76,8 % 78,5 % Layak

4. Kegrafikan 48,9 % 0 48,9 % Cukup

41

Rata-rata 72,3 % Layak

Berdasarkan tabel di atas penilaian peserta didik terhadap modul fisika

fluida dinamis berbasis pemecahan masalah diperoleh rata-rata persentase

untuk aspek isi sebesar 82,8 % yang menunjukkan bahwa aspek tersebut

berada pada kategori sangat layak. Untuk aspek bahasa memperoleh rata-rata

persentase sebesar 79 % yang menunjukkan bahwa aspek tersebut berada

dalam kategori layak. Aspek penyajian memperoleh rata-rata persentase

sebesar 78,5 % yang menunjukkan bahwa aspek tersebut berada dalam

kategori layak. Untuk aspek kegrafikan memperoleh rata-rata persentase

sebesar 48,9 % yang menunjukkan bahwa aspek tersebut berada dalam

kategori cukup. Dan dari semua aspek diperoleh rata-rata persentase sebesar

72,3 % yang menunjukkan bahwa pada aspek tersebut berada dalam kategori

layak.

5. Tahap Evaluasi

Pada tahap ini, dilakukan evaluasi perbaikan terhadap modul berdasarkan

saran dan kritik yang diterima pada angket respon peserta didik.

B. Pembahasan

Pada bagian ini dikemukakan hasil penelitian yang meliputi

beberapa hal yaitu: (1) ketercapaian tujuan penelitian, (2) temuan khusus dan

(3) kendala dalam penelitian. Ketercapaian tujuan penelitian yang akan

diuraikan dalah seberapa jauh tujuan penelitian yang direncanakan tercapai.

Temuan khusus yang dimaksudkan dalam penelitian ini adalah temuan-

temuan yang diperoleh selama pelaksanaan uji coba modul, khususnya yang

42

terkait langsung dengan kondisi peserta didik yang menjadi subjek penelitian.

Sedangkan kendala-kendala yang dikemukakan pada bagian ini yaitu kendala

selama proses pengembangan modul. Pembahasan ketiga hal diatas

dikemukakan sebagai berikut.

1. Ketercapaian Tujuan Penelitian

a. Validasi modul peserta didik

Pada bagian ini, dikemukakan paparan hasil penilaian validator dan

uji coba modul. Berdasarkan oleh kedua validator, modul butuh

sedikit perbaikan dari segi isi. Setelah dilakukan perbaikan modul

dinyatakan layak untuk digunakan sebagai bahan ajar.

b. Respon peserta didik terhadap modul peserta didik

Penilaian peserta didik terhadap modul fisika fluida dinamis berbasis

pemecahan masalah diperoleh dari angket respon peserta didik

terhadap modul setelah dilakukan uji coba. Secara keseluruhan

pesert didik menyukai penggunaan modul fisika fluida dinamis

berbasis pemecahan masalah dalam proses pembelajaran fisika. Hal

ini dibuktikan peserta didik sangat antusias saat menggunakan modul

fisika fluida dinamis berbasis pemecahan masalah. Setelah dilakukan

uji coba terbatas diperoleh besar persentase rata-rata 72,3 % dengan

kategori layak. Hal ini menunjukkan bahwa peserta didik setuju

dengan penggunaan modul fisika fluid dinamis berbasis pemecahan

masalah.

2. Kendala penelitian

43

Penelitian pengembangan modul fisika fluida dinamis berbasis

pemecahan masalah memiliki kendala dalam pelaksanaannya, khususnya

pada tahap protipe dan revisi. Peneliti menemukan kendala saat

mendesign modul fisika fluida dinamis berbasis pemecahan masalah,

namun kendala tersebut dapat teratasi.

45

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Desain modul berbasis pemecahan masalah pada materi fluida dinamis

di tingkat SMA mengacu pada model ADDIE (Analysis, Design,

Development, Implementation, Evaluation)

2. Pengembangan modul fisika fluida dinamis berbasis pemecahan

masalah dinyatakan valid setelah melalui tim validator ahli dengan

perolehan hasil uji coba validitas berdasarkan analisis Gregory

diperoleh koefisien validitas (r) yaitu 1,0.

3. Persepsi peserta didik terhadap modul berbasis pemecahan masalah

ditingkat SMA pada materi fluida dinamis diperoleh persetase yaitu

72,3 dengan kategori layak.

B. Saran

1. Modul fisika berbasis pemecahan masalah pada materi fluida dinamis

ditingkat SMA yang dikembangkan telah layak digunakan dalam proses

pembelajaran di kelas.

2. Perlu dilakukan pengembangan modul fisika berbasis pemecahan

masalah pada materi fisika lainnya.

46

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, Sa’dun. 2012. Instrumen Perangkat Pembelajaran. Bandung: Rosdakarya.

Anggraini, R. 2016. Pengembangan Lembar Kerja Peserta Didik Berbasis

Keterampilan Proses Sains Di SMA 4 Jember.Skripsi. Tidak Diterbitkan.

Jember: Universitas Jember.

Anggraini, SD. 2016. Pengembangan Modul Berbasis Mitigasi Bencana Tsunami

yang Terintegrasi pada Pembelajaran Fisika di SMA.Skripsi. Tidak

Diterbitkan. Jember: Universitas Jember.

Anwar, I. (2010). Pengembangan bahan ajar. Bahan Kuliah Online. Direktori

UPI. Bandung.

Branch, R. M. (2009). Instructional design: The ADDIE approach (Vol. 722).

Springer Science & Business Media.

Carson, R. T. (2000). Contingent valuation: a user's guide.

Daryanto & Dwicahyono, Aris. 2014. Pengembangan Perangkat Pembelajaran

(Silabus, RPP, PHB, Bahan Ajar). Yogyakarta: Grava Media.

Fadillah, M. 2014. Implementasi Kurikulum 2013 dalam Pembelajaran SD/MI,

SMP/MTS, & SMA/MA. Yogyakarta: Ar-Ruzz Media.

Giancoli, D. C. (2014). Fisika: Prinsip dan Aplikasi Edisi ke 7Jilid 1. Jakarta:

Erlangga.

Kanginan, M. (2006).Fisika untuk SMA kelas XI. Jakarta: Erlangga.

Polya, G.1980. On solving mathematical problems in high school. New Jersey:

Princeton University Press.

Retnawati, H. (2016). Analisis kuantitatif instrumen penelitian. Yogyakarta:

Parama Publishing.

Rosidah, N. 2013.Studi Tentang Penggunaan bahan Ajar Mata Pelajaran Ekonomi

Materi Akuntansi pada Kelas XI IPS SMAN 1 Kota Mojokerto.Jurnal

Pendidikan Ekonomi Universitas Surabaya. 1(3), 1-19.

47

https://jurnalmahasiswa.unesa.ac.id/index.php/jpak/article/view/3682/6261

[onlineaccessed: 14-04-2020].

Saad, N. G., & NS, S. R. (2005). The Sources of Pedagogical Content Knowledge

(PCK) Used by Mathematics Teacher During Instructions: A Case

Study. Departement of Mathematics.Universiti Pendidikan Sultan Idris.

Saripudin, A. (2009). Praktis Belajar Fisika. PT Grafindo Media Pratama.

Sugiyono. 2016. Metode Penelitian Pendidikan Pendekatan Kuantitatif, Kualitatif

dan R & D. Bandung: Alfabeta.

Sugiyono. 2017. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R&D. Bandung:

Alfabeta.

Sugiyono. 2018. Metode Penelitian Kualitatif, Kuantitatif dan R&D. Bandung:

Alfabeta.

Utomo, T., & Ruijter, K. (1991). Peningkatan dan pengembangan pendidikan:

manajemen perkuliahan dan metoda perbaikan pendidikan. PT Gramedia

Pustaka Utama.

Vani Sugiyono. 2009. Jurus sakti menaklukkan fisika SMA 1, 2, & 3. Surabaya:

PT kawan pustaka.

Wijaya, C., Djadjuri, D., & Rusyan, A. T. (1991). Upaya pembaharuan dalam

pendidikan dan pengajaran.PT Remaja Rosdakarya.

Winkel, W. S. (2009). Psikologi Pengajaran. Ed: 1.

https://jurnalmahasiswa.unesa.ac.id/index.php/jpak/article/view/3682/6261

48

LAMPIRAN A

1. KISI-KISI ANGKET PERSEPSI PESERTA DIDIK

2. ANGKET PERSEPSI PESERTA DIDIK

3. HASIL PERSEPSI PESERTA DIDIK

49

1. Kisi- kisi angket

No Indikator Pernyataan

Nomor

Soal/Pernyataan

Positif Negatif

1 Kelayakan isi

1. kebenaran substansi materi

pembelajaran

2. kesesuaian penggunaan contoh

3. manfaat untuk menambah

wawasan

4. Isi modul tersusun rapi dan

sistematis sehingga mudah

dipahami

5. Isi modul tersusun secara abstrak

sehingga sulit untuk dipahami

6. Isi modul teracak sehingga sulit

untuk dipahami

1, 2, 3, 4

5, 6

2 Kebahasaan

7. Keterbacaan

8. Kejelasan informasi

9. Kesesuaian dengan kaidah bahasa

Indonesia yng baik dan benar

(EYD)

10. Bahasa yang digunakan dalam

modul disesuaikan dengan tahap

perkembangan siswa

11. Penggunaan bahasa secara efektif

dan efisien

7, 8, 9,10,

11

3 Penyajian 12. Kejelasan dengan tujun yang

ingin dicapai

13. Daftar isi dan petunjuk

12, 13,14, 22

50

penggunaan modul mudah

dipelajari

14. Urutan sajian

15. Pemberian motivasi dan daya

tarik

16. Gambar yang di sajikan

berhubungan dan mendukung

kejelasan materi.

17. Kelengkapan informasi

18. Ilustrasi atau gambar yang

disajikan pada modul membantu

saya memahami materi

pembelajaran

19. Modul fluida dinamis berbasis

masalah dapat digunakan belajar

mandiri

20. Setelah membaca modul saya bisa

menyimpulkan materi fluida

dinamis

21. Modul membuat saya dapat

menjelaskan fluida dinamis dan

hal yang mempengaruhinya.

22. Tugas-tugas yang disajikan dlam

modul membut saya bingung

15, 16, 17,

18, 19, 20,

21

4 Kegrafikan

23. Penggunaan ukuran dan jenis

huruf

24. Ilustrasi sampul modul

menggambarkan isi / materi yang

disampaikan

25. Desain tampilan

23, 24, 25

51

2. Angket respon peserta didik

ANGKET RESPON PESERTA DIDIK

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA FLUIDA DINAMIS BERBASIS

PEMECAHAN MASALAH

Nama:

NIS:

A. Petunjuk:

1. Berikut ini anda diminta memberikan penilaian terhadap Modul tersebut

dengan memberikan tanda ceklist (√) pada skala penilaian yang sesuai.

2. Keterangan skala penilaian

STS : Sangat Tidak Setuju

TS : Tidak Setuju

S : Setuju

SS :Sangat Setuju

B. Aspek Yang Dinilai

No Pernyataan Pilihan Respon

STS TS S SS

1 Kebenaran substansi materi pembelajaran

2 Kesesuaian penggunaan contoh

3 Manfaat untuk menambah wawasan

4 Isi modul tersusun rapid an sistwematis

sehingga mudah dipahami

5 Isi modul tersusun secara abstrak

sehingga suit untuk dipahami

6 Isi modul teracak sehingga sulit untuk

dipahami

7 Keterbacaan

8 Kejelasan informasi

52

9 Kesesuaian dengan kaidah bahasa

Indonesia yang baik dan benar (EYD)

10

Bahasa yang digunakan dalam modul

disesuaikan dengan tahap perkembangan

siswa

11 Penggunaan bahasa secara efektif dan

efisien

12 Kejelasan dengan tujuan yang ingin

dicapai

13 Daftar isi dan petunjuk penggunaan

modul mudah dipelajari

14 Urutan sajian

15 Pemberian motivasi dan daya tarik

16 Gambar yang disajikan berhubungan dan

mendukung kejelasan materi

17 Kelengkapan informasi

18

Ilustrasi atau gambar yang disajikan pada

modul membantu saya memahmi materi

pembelajaran

19 Modul fluida dinamis berbasis masalah

dapat digunakan belajar mandiri

20 Setelah membaca modul saya dapat

menyimpulkan materi fluida dinamis

21

Modul membuat saya dapat menjelaskan

fluida dinamis dan hal yang

mempengaruhinya

22

Tugas-tugas yang disajikan dalam modul

membuat saya bingung

Penggunaan ukuran dan jenis huruf

53

23

24

Ilustrasi sampul modul menggambarkan

isi / materi yang disampaikan

25 Desain tampilan

C. Kritik dan Saran:

Peserta Didik,

( )

54

3.Hasil persepsi peserta dididik

55

56

57

LAMPIRAN B

1. Lembar Validasi

2. Hasil Validasi Ahli

58

1) Lembar validasi

59

60

61

62

63

64

65

66

2) Hasil validasi ahli

Hasil Uji Validas Angket Persepsi Peserta Didik

No. Komponen Pakar Keterangan

I II

I

Format

1 4 4 D

2 4 4 D

3 4 4 D

4 4 4 D

II

Isi

1 4 3 D

2 4 4 D

3 4 3 D

III

Bahasa

1 4 3 D

2 4 4 D

3 4 4 D

Kategori

A = 0

B = 0

C = 0

D = 1,0

Konsistensi Internal

1,0 sangat tinggi

67

Hasil Uji Validitas Modul

Kategori

A = 0

B = 0

C = 0

D = 1,0

Konsistens

i Internal

1,0 Sangat

Tinggi

No.

Komponen Pakar Tingkat Relevansi

I

Format

1 4 4 D

2 4 4 D

3 4 4 D

4 3 3 D

5 3 3 D

II

Isi

1 4 4 D

2 4 4 D

3 4 4 D

4 4 4 D

III

Bahasa

1 4 3 D

2 4 3 D

IV

Manfaat

1 4 3 D

2 4 4 D

68

LAMPIRAN C

DOKUMENTASI

69

70

71

72

LAMPIRAN D

MODUL

73

MODUL FISIKA

Untuk SMA

Nama :

Kelas :

Nis :

74

A. Deskpsi

Dalam modul ini anda mempelajari konsep dasar fluida dinamis yang didalamnya

dibahas: konsep fluida ideal, laju aliran fluida,tekanan, debit, konsep kontinuitas

pada aliran fluida, energy potensial, asas Bernoulli, aplikasi asas Bernoulli, hukum

Bermoulli dan penerapannya serta dilengkapi soal-soal sederhana untuk

mendukung pemahaman konsep terhadap materi fluida dinamis ini.

B. Prasyarat

Sebagai prasyarat atau bekal dasar agar bisa mempelajari modul ini dengan baik,

mak aanda diharapkan sudah mempelajari: konsep hukum Newton, momentum,

tekanan, energy kinetik dan energy potensial, konsep kekekalan energy.

C. Petunjuk Penggunaan Modul

a. Perhatikanlangkah-langkah dalam melakukan pekerjaan dengan benar untuk

mempermudah dalam memahami suatu proses pekerjaan, agar diperoleh hasil

yang maksimum.

b. Pahami setiap konsep yang disajikan pada uraian materi yang disajikan pada

tiap kegiatan belajar dengan baik, dan ikuti contoh-contoh soal dengan cermat.

c. Jawablah pertanyaan yang disediakan pada kegiatan dengan baik dan benar

d. Catatlah semua kesulitan yang anda alami dalam mempelajari modul ini, dan

tanyakan kepada instruktur/ guru pada saat kegiatan tatap muka. Bila perlu

bacalah referensi lain yang dapat membantu anda dalam penguasaan materi

yang disajikan dalam modul.

Modul FluidaDinamis SMAN 1 Batuputih

75

Fluida adalah segala zat yang dapat mengalir, yaitu zat cair dan gas. Fluida

dinamis adalah ilmu yang mempelajari tentang fluida dalam keadaan bergerak.

Fluida terdiri atas fluida ideal dan fluida sejati.

Sifat-sifatfluida ideal:

1) Tidak kompresibel (tak-termampatkan)

Artinya tidak mengalami perubahan volume atau massa jenis ketika ditekan

saat mengalir.

2) Tunak (steady)

Artinya kecepatan aliran fluida pada suatu titik mempunyai kelajuan yang

konstan

3) Tidak kental (non-viscous)

Artinya tidak mengalami gaya gesekan ketika mengalir

4) Aliran garis arus (streamline)

Artinya fluida mengalir dalam garis lurus lengkung yang jelas ujung dan

pangkalnya

Sifat-sifatfluidasejati:

1) Kompresibel (dapat termampatkan)

Artinya mengalami perubahan volume atau massa jenis ketika ditekan saat

mengalir.


Fluida Ideal

76

1) Tak tunak (non-steady)

Artinya kecepatan aliran fluida pada suatu titik mempunyai kelajuan yang

berubah-ubah

2) Kental (viscous)

Artinya mengalami gaya gesekan saat mengalir

3) Aliran turbulen

Artinya fluida dapat mengalir secara berputar dengan arah gerak yang

berbeda

Sebelum kita belajar tentang persamaan kontuinitas, perhatikan pernyatan

ini “dirumah kamu punya kran air kan?” coba kamu buka kran air perlahan-lahan

sambil memperhatikan laju air yang keluar dari mulut kran. Setelah kran tidak

bisa diputarlagi, sumbat sebagian mulut kran dengan tangannmu. Sekarang

bandingkan, manakah laju aliran yang lebih besar.


PersamaanKontinuitas

Gambar 1 menyirambunga

77

Dalam kehidupan sehari-hari orang sering menggunakan istilah “Debit”.

Debit itu menyatakan volume suatu fluida yang mengalir melalui penampang

tertentu dalam selang tertentu.

Untuk lebih jelasnya kitagunakan contoh, misalnya fluida mengalir melalui

sebuah pipa. Pipa biasanya berbentuk silinder dan memiliki luas penampang

tertentu. Pipa tersebut juga mempunyai panjang (lihat gambar di bawah)

debit

Debit = 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒

𝑠𝑒𝑙𝑎𝑛𝑔 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢→ Q =

𝑉

𝑡

Q = A.v

L

Perhatikan gambar anak yang sedang menyiram tanaman

diatas!!Ketika sebagian mulut kran disumbat atau tidak disumbat?

Kemudian jika ada selang air untuk menyiram bunga, coba alirkan air

melalui selang tersebut. Jika sebagian ditutup, semakin deras air

menyembur keluar (laju aliran air makin besar). Sebaliknya, jika

mulut Selang tidak ditutup, aliran air menjadi seperti semula (kurang

deras). Mengapa bisa demikian?


1. MENGANALISI MASALAH

78

1.

V


DEBIT ALIRAN

B. ALAT

1. Pipa kaca

2. Selang

3. Mistar/penggaris

4. stopwatch

2. MEMBUAT RENCANA

A. BAHAN

Air

Daun kering

3. MELAKSANAKAN RENCANA

C. PROSEDUR KERJA

1. Pipa kaca dihubungkan dengan dengan selang mengalirkan air

kedalam saluran

2. Kran di buka dan air dibiarkan mengalir sampai aliran stabil

3. Tinggi dan lebar air dalam pipa kaca diukur

4. Potongan daun kering dialirkan dalam pipa kaca sejauh 1 meter

dan waktu yang ditempuh di catat. Percobaan diulang sampai 3

kali

D. HASIL DAN PEMBAHASAN

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

79

Ketika fluida mengalir dalam pipa tersebut sejauh L misalnya, maka volume

fluida dalam pipa adalah

V = volume fluida

A = luas penampang

L = panjang pipa

Sekarang, mari kita belajar persamaan kontinuitas. Dibawah ini gambar sebuah

pipa yang mempunyai diameter berbeda.

Gambar 3. Pipa dengan diameter yang berbeda

Gambar ini menunjukkan aliran fluida dari kiri ke kanan mengalir dari pipa yang

(fluida diameternya besar menuju diameter yang kecil). Garis putus-putus

merupakan garis arus.

Keterangan gambar:

𝑐= Luas penampang bagian pipa yang berdiameter besar

𝐴2= Luas penampang bagian pipa yang berdiameter kecil

V = AL

PersamaanKontinuitas


80

𝑣2= Laju aliran pada bagian pipa yang berdiameter kecil

L = Jarak tempuh fluida

Pada aliran tunak, kecepatan aliran partikel fluida disuatu titik sama

dengan kecepatan aliran fluida lain yang melewati titik itu. Aliran fluida juga

tidak saling berpotongan (garis arusnya sejajar). Karenanya massa fluida yang

masuk ke salah satu ujung pipa harus sama dengan massa fluida yang keluar di

ujung lainnya. Jika fluida memiliki massa tertentu, maka pada pipa yang

diameternya besar, maka fluida tersebut akan keluar pada pipa yang diameternya

kecil dengan massa yang tetap. Sekarang, perhatikan kembali gambar pipa diatas.

Kita tinjau bagian pipa yang diameternya besar dan bagian pipa yang diameternya

kecil. Selama selang waktu tertentu, sejumlah fluida mengalir bagian pipa yang

diameternya besar (𝐴1)𝐿1

Volume fluida yang mengalir adalah:

Selama selang waktu yang sama, sejumlah fluida yang lain mengalir melalui

bagian pipa yang diameternya kecil (𝐴2) sejauh

Volume fluida yang mengalir adalah


𝐿1= 𝑉1t

𝐿2= 𝑉2t

𝑉2=𝐴2𝐿2= 𝐴2𝑉2𝑡

81

Siapakah pencetus asas Bernoulli?

Matematika yang diajarkan di Goningen, Belanda sekitar tahun 1700 bernama

Daniel Bernoulli. Ia adalah anaks eorang ahli matematika bernama Johan

Bernoulli, dua dari tiga turunan keluarga Bernoulli yang terkenal ahli matematika.

Hanya saja, Daniel Bernoulli memiliki minat yang sangat besar mengembangkan

aplikasi konsep matematika dibidang mekanika fluida sehingga lahirlah hukum

Bernoulli. Sebagai seorang ahli di bidang matematika, pada awalnya Daniel

Bernoulli kerap dipaksa oleh sang ayah untuk mempelajari bidang lain, seperti

bidang bisnis dan kedokteran, dengan anggapan bahwa profesi seorang ahli


Hukum Bernoulli

Asas Bernoulli dikemukakan pertama kali oleh Daniel

Bernoulli (1700-1782). Dalam ilmu fisika, dikenal salah

satu konsep mengenai mekanika fluida atau secara

sederhan adapat dikatakan sebagai konsep yang

membahas gerak (aliran) zat cair dan gas. Pada konsep

mekanika fluida terdapat salah satu hukum (konsep

dasar) yang dikenal dengan nama Hukum Bernoulli.

Hukum Bernoulli merupakan sebuah konsep dasar dalam

mekanika fluida yang disampaikan oleh

seorangahlimatematika

82

matematika tidak terlalu mendatangkan kemakmuran pribadi. Akan tetapi, minat

Daniel yang sangat besar terhadap bidang matematika,

tidak bisa membendungnya untuk meninggalkan bidang tersebut. Ia terap

Mempelajari matematika di sela-sela pendidikan bisnis dan kedokteran yang

ditekuninya, hingga akhirnya ia berkonsentrasi pada pembahasan aplikasi

matematika dalam bidang fisika mengenai aliran zatcair dan gas (mekanika

fluida). Ia pernah menerbitkan buku berisi hasil karyanya tersebut yang diberi

judul Hydrodinamica. Daniel Bernoulli adalah matematikawan termuda dari

keluarga Bernoulli. Dalam kertas kerjanya yaitu, Bernoulli menunjukkan bahwa

begitu kecepatan aliran dalam suatu pipa maka semakin besar tekanannya.

Bagaimanakah definisi Asas Bernoulli?

Asas Bernoulli adalah tekanan fluida ditempat yang kecepatannya tinggi lebih

kecil daripada tempat yang kecepatannya lebih rendah. Jadi semakin besar

kecepatan fluida dalam suatu pipa maka tekanannya makin kecil dan sebaliknya

makin kecil kecepatan fluida dalam suatu pipa semakin besar tekanannya.


83

Hukum Bernoulli untuk fluida yang mengalir pada suatu tempat maka jumlah

usaha, energi kinetik, energi potensial fluida persatuan volume fluida tersebut

mempunyai nilai yang tetap pada setiap titik. Jadi jumlah dari tekanan, energi

kinetik persatuan volume, dan energi potensial persatuan volume mempunyai nilai

yang sama pada setiap titik sepanjang suatu garis arus. Pada pembahasan

mengenai persamaan kontinuitas, kita sudah belajar bahwa laju aliran fluida juga

dapat berubah-ubah tergantung luas penampang arus alir. Berdasarkan prinsip

Bernoulli yang dijelaskan diatas, tekanan fluida juga bisa berubah-ubah

tergantung laju aliran fluida tersebut. Selain itu, dalam pemabahasan mengenai

tekanan dalam fluida (fluida statis), kita juga belajar bahwa tekanan fluida juga

bisa berubah-ubah tergantung pada ketinggian fluida tersebut. Nah hubungan

penting antara tekanan, laju aliran dan ketinggian aliran bisa kita peroleh dalam

persamaan Bernoulli. Persamaan Bernoulli ini sangat penting karena bisa

digunakan untuk menganalisis penerbangan pesawat, pembangkit listrik tenaga

air, sistem perpipaan, dan lainnya.

Agar persamaan Bernoulli yang kita turunkan berlaku secara umum, maka kita

anggap fluida mengalir melalui tabung alir dengan luas penampang yang tidak

sama dan ketinggiannya juga berbeda (lihat gambar dibawah). Untuk menurunkan

persamaan Bernoulli, kita terapkan teorema usaha dan energi pada fluida dalam

daerah tabung alir (ingat kembali pembahasan mengenai usaha dan energi).


84

Selanjutnya, kita akan memperhitungkan banyaknya fluida dan usaha yang

dilakukan untuk memindahkan fluida tersebut.

Kontinuitas). Hal ini menyebabkan perbedaan tekananan pada penampang 2

(bagian kanan tabung alir) dan penampang 1 (bagian kiri tabung alir) – ingat

prinsip Bernoulli. Fluida yang berada di sebelah kiri penampang 1 memberikan

tekanan 𝑝1 pada fluida di sebelah kanannya dan melakukan usaha sebesar:


Warna buram dalam tabung alir pada gambar

menunjukkan aliran fluida sedangkan warna

putih menunjukkan tidak ada fluida. Fluida

pada luas penampang 1 (bagiankiri)

mengalirsejauh𝐿1 dan memaksa fluida pada

bagian 2 (bagian kanan) untuk berpindah

sejauh 𝐿2. Karena luas penampang 2 di bagian

kanan lebih kecil, maka laju alirn fluida pada

bagian kanan tabung alir lebih besar (ingat

persamaan

W = Fs → s = L

𝑊1= 𝐹1𝐿1

Karena p = 𝐹

𝐴→ F = pA maka persamaan 𝑊1 bisa ditulis menjadi:

𝑊1=𝑃1𝐴1𝐿1

85

Pada penampang 2 (bagian kanan tabung alir), usaha yang dilakukan pada fluida

adalah:

Tanda negative menunjukkan bahwa gaya yang diberikan berlawanan dengan arah

gerak. Jadi fluida melakukan usaha di sebelah kanan penampang 2. Disamping itu,

gaya gravitasi juga melakukan usaha pada fluida. Pada kasus diatas, sejumlah

massa fluida di pindahkan dari penampang 1 sejauh 𝐿1 ke penampang 2 sejauh 𝐿2,

dimana volume fluida pada penampang 1 (𝐴1𝐿1) = volume fluida pada

penampang 2 (𝐴2𝐿2). Usaha yang dilakukan oleh gravitasi adalah:

Tanda negative disebabkan karena fluida mengalir keatas, berlawanan dengan

arah gaya gravitasi. Dengan demikian, usaha yang dilakukan pada fluida sesuai

dengan gambar diatas adalah:


𝑊1=−𝑃2𝐴2𝐿2

𝑊3= -mg (ℎ2 − ℎ1)

𝑊3= -mgℎ2+ mgℎ1

𝑊3= mgℎ1 − mgℎ2

W = 𝑊1 + 𝑊2+𝑊3

W = 𝑃1𝐴1𝐿1 - 𝑃2𝐴2𝐿2 + mgℎ1- mgℎ2

86

Teorema usaha-energi menyatakan bahwa usaha total yang dilakukan pada suatu

sistem sama dengan perubahan energy kinetiknya. Dengan demikian, kita bisa

menggantikan usaha (W) dengan perubahan kinetik ( 𝐸𝐾2 − 𝐸𝐾1) . persamaan

diatas bisa kita tulis lagi menjadi:

Ingat bahwa massa fluida yang mengalir sejauh𝐿1 pada penampang 𝐴1= massa

fluida yang mengalir sejauh 𝐿2 (penampang 𝐴1). Sejumlah massa fluida itu sebut

saja m, mempunyai volume 𝐴1𝐿1 dan 𝐴2𝐿2, dimana 𝐴1𝐿1 = 𝐴2𝐿2 (𝐿2 lebih

pajang daripada 𝐿1).


W = 𝑃1𝐴1𝐿1 - 𝑃2𝐴2𝐿2 + mgℎ1- mgℎ2

𝐸𝐾2 − 𝐸𝐾1) = 𝑃1𝐴1𝐿1 - 𝑃2𝐴2𝐿2 + mgℎ1- mgℎ2

½ m𝑣22 −m𝑣12= 𝑃1𝐴1𝐿1 - 𝑃2𝐴2𝐿2 + mgℎ1- mgℎ2

87

1. Teorema Torricelli

Gambar 5. Evangelista Torricelli

Gambar 6. Tabung berlubang

Kita terapkan persamaan Bernoulli pada titik 1 (permukaan wadah) dan titik 2

(permukaan lubang). Karena diameter kran/ lubang pada dasar wadah jauh lebih

kecil dari diameter wadah, maka kecepatan zat cair di permukaan wadah dianggap

nol (𝑣1= 0). Permukaan wadah dan permukaan lubang/ kran terbuka sehingga

tekanannya sama dengan tekanan atmosfir (𝑝1 = 𝑝2). Dengan demikian,

persamaan Bernoulli untuk kasus ini adalah:


Penerapanprinsip Bernoulli

Evangelista Torricelli

Lahir : 1608

Meninggal : 1647

Di Italia, ia adalah murid dari Galileo. Tahun

1644, ia menerbitkan karyanya yang pertama

yaitu menentukan cyloida sama dengan tiga kali

luas lingkaran yang menggelinding itu. Dengan

bukti metode kecil tak berhingga, atau sering

disebut dengan infinitesimal.

88

Jika ingin menghitung kecepatan aliran zatc air pada lubang di dasar wadah, maka

persamaan ini kita subsitusi lagi menjadi :

Berdasarkan persamaan ini, tampak bahwa laju aliran air pada lubang yang

berjarak h dari permukaan wadah sama dengan laju aliran air yang jatuh bebas

sejauh h (bandingkan gerak jatuh bebas).

Dinyatakan sebagai Teorema Torricelli yang menyatakan bahwa kecepatan aliran

zat cair pada lubang sama dengan kecepatan benda yang jatuh bebas dari

ketinggian yang sama.

Gambar 7. Lintasan fluida (air) pada wadah berlubang.


𝑝1 +½ 𝜌𝑣12 + 𝜌𝑔ℎ1 = 𝑝2 +½ 𝜌𝑣22 + 𝜌𝑔ℎ2

𝜌𝑔ℎ1 = ½ 𝜌𝑣22 + 𝜌𝑔ℎ2

𝜌𝑔ℎ1 = ( ½𝑣22+gℎ2) 𝜌

Massa zatcair sama sehingga 𝜌 kita lenyapkan

gℎ1= ½ 𝑣22+ gℎ2

½ 𝑣22= gℎ1 − gℎ2

𝑣1= √2𝑔(ℎ1 − ℎ2

𝑣1= √2𝑔ℎ

V = √2𝑔ℎ

89

Jika air keluar dari lubang B dengan kelajuan v yang jatuh di titik D, maka

terlihat lintasan air dari titik B ke titik D berbentuk parabola. Berdasarkan

analisis gerak parabola, kecepatan awal fluida pada arah mendatar sebesar

Sedangkan kecepatan awal pada saat jatuh (sumbu Y) merupakan gerak lurus

berubah beraturan (GLBB) dengan percepatan ay = g, berdasarkan persamaan

jarak dengan

Maka diperoleh persamaan untuk menghitung waktu yang diperlukan dari titik B

ketitik D sebagai berikut:

gerak air (fluida) pada sumbu X merupakan gerak lurus beraturan (GLB) sehingga

berlaku persamaan:


𝑣𝐵𝑋= v =√2𝑔ℎ

Y = 𝑣0𝑦t +1

2𝑎𝑦𝑡2

X = 𝑣0𝑥t

Karena 𝑣𝑎𝑥= 𝑣𝐵𝑥= v = √2𝑔ℎ maka:

R = X = √2𝑔ℎ√2 (𝐻−ℎ)

𝑔

= √4ℎ (𝐻 − ℎ)

R = 2√ℎ (𝐻 − ℎ)

H- h = 0 + 1

2 g𝑡2

t = √2 (𝐻−ℎ)

𝑔

90

2. Efek Venturi

Selain toerema Torricelli, persamaan Bernoulli juga bisa di terapkan pada

kasus lain yakni ketika fluida mengalir dalam bagian pipa yang ketinggiannya

hampir sama (perbedaan ketinggian kecil). Untuk memahami penjelasan ini,

amati gambar di bawah.

Pada gambar diatas tampak bahwa ketinggian pipa, baik bagian pipa yang

penampangnya besar maupun bagian pipa yang penampangnya kecil, hampir

sama sehingga di anggap ketinggian alias h sama. Jika diterapkan pada kasus

ini, maka persamaan Bernoulli berubah menjadi:

3. Venturimeter

Penerapan menarik dari efek venturi adalah venturimeter. Alat ini di pakai

untuk mengukur laju aliran fluida, misalnya menghitung laju aliran air atau

minyak yang mengalir melalui pipa. Terdapat 2 jenis venturimeter, yakni

venturimeter tanpa manometer dan venturimeter yang menggunakan

manometer yang berisi cairan lain seperti air raksa. Prinsip kerjanya sama saja.


𝑝1+ ½ 𝜌𝑣12 +𝜌𝑔ℎ1= 𝑝1+ ½ 𝜌𝑣22 +𝜌𝑔ℎ2 → ℎ1 = ℎ2

𝑝1+ ½ 𝜌𝑣12 = 𝑝2+ ½ 𝜌𝑣22

91

a. Venturimeter Tanpa Manometer

Gambar dibawah menunjukkan sebuah venturimeter yang digunakan untuk

mengukur laju aliran zat cair dalam pipa.

Gambar 8. Venturimeter Tanpa Manometer

Amati gambar diatas, ketika zat cair melewati bagian pipa yang

penampangnya kecil (𝐴2), laju aliran meningkat. Menurut prinsipnya om

Bernoulli jika laju cairan meningkat, maka tekanan cairan menjadi kecil. Jadi

tekanan zat cair pada penampang besar lebih besar dari tekanan zat cair pada

penampang kecil (𝑝1 > 𝑝2) sebaliknya 𝑣2 > 𝑣1

karena 𝑝1 > 𝑝2 dan 𝑣2 > 𝑣1 maka persamaan ini bisa kita subsitusi menjadi

seperti dibawah:


𝑝1+ ½ 𝜌𝑣12 = 𝑝2+ ½ 𝜌𝑣22

92

Kita gantikan𝑣2 pada persamaan 1 dengan 𝑣2 pada persamaan 2.


𝑝1-𝑝2= ½ 𝜌𝑣22-½ 𝜌𝑣12

𝑝1-𝑝2= ½ 𝜌(𝑣22 − 𝑣12)→ persamaan 1

Masi ingat persamaan kontinuitas kan?

Nah persamaannya……

𝐴1𝑣1= 𝐴2𝑣2

𝑣2= 𝐴1𝑣1

𝐴2

𝑝1 − 𝑝2 = ½ (𝑣22−𝑣12)

𝑝1 − 𝑝2 = ½ 𝜌 [(𝐴1𝑣1

𝐴2) - 𝑣22]

𝑝1 − 𝑝2 = ½ 𝜌 [(𝐴

12𝑣12

𝐴22) - 𝑣22]

𝑝1 − 𝑝2 = ½ 𝜌𝑣12[(𝐴

12

𝐴22) – 1] → Persamaan 3

93

Dalam pokok bahasan tekanan pada fluida, guru muda telah menjelaskan bahwa

untuk menghitung tekanan fluida pada suatu kedalaman tertentu, kita bisa

menggunakan persamaan:

Jika perbedaan massa jenis fluida sangat kecil, maka kita bisa menggunakan

persamaan ini untuk menentukan perbedaan tekanan pada ketinggian yang

berbeda (jika bingung, baca kembali pembahasan mengenai tekanan dalam fluida

– fluida statis). Dengan demikian persamaan bisa kita subsitusi menjadi:

Karena zat cairnya sama, maka massa jenisnya juga pasti sama. Kita lenyapkan

rho dari persamaan


∆p = 𝜌g∆h

Untuk kasus diatas, persamaan ini bisa dimodif menjadi:

𝑝1 − 𝑝2 = 𝜌gh→ persamaan b

Sekarang kitaganti 𝑝1 − 𝑝2 pada persamaan 3, dengan 𝑝1 − 𝑝2 pada persamaan b

𝑝1 − 𝑝2 = 1

2𝜌𝑣12[(

𝐴12

𝐴22)-1]

𝜌gh = 1

2𝜌𝑣12[(

𝐴12

𝐴22)-1]

P = 𝜌gh → persamaan a

94

Persamaan ini kita gunakan untuk menentukan laju zat cair yang mengalir dalam

pipa.

b. Venturimeter Dengan Manometer

Pada prinsipnya venturimeter dengan manometer hampir sama dengan

venturimeter tanpa manometer. Hanya saja dalam venturimeter ini ada tabung U

yang berisi air raksa. Perhatikan gambar di bawah! Berdasarkan penurunan rumus

yang sama pada venturimeter tanpa manometer, diperoleh kelajuan aliran

fluida 𝑣1 adalah sebagai berikut.

Gambar 9. Venturimeter dengan manometer


gh = 1

2𝑣12[(

𝐴12

𝐴22)-1]

2gh = 𝑣22 [(𝐴12

𝐴22)-1]

𝑣12 = 2𝑔ℎ

(𝐴

12

𝐴22

)−1

𝑣1 = √2𝑔ℎ

(𝐴

12

𝐴22

)−1

95

4. Tabung Pitot

Kalau venturimeter digunakan untuk mengukur laju aliran zat cair, maka

tabung pitot digunkan untuk mengukur laju aliran gas/ udara. Perhatikan

gambar di bawah ini.

Gambar 10. Tabung pitot

Pada titik 1 sejajar dengan aliran udara. Posisi kedua lubang ini dibuat cukup

jauh dari ujung tabung pitot, sehingga laju dan tekanan udara diluar lubang

sama seperti laju dan tekanan udara yang mengalir bebas. Dalam hal ini 𝑣1=

laju aliran udara yang mengalir bebas (ini yang akan kita ukur), dan tekanan

pada kaki kiri manometer (pipa bagian kiri) = tekanan udara yang mengalir

bebas (𝑝1).


𝑣1 = √2𝜌𝑟 𝑔ℎ

ρu(𝐴

12

𝐴22

)−1

Keterangan:

𝜌𝑟 = massa jenis raksa

𝜌𝑢= massa jenis udara

96

Lubang yang menujuke kaki kanan manometer, tegaklurusdenganaliranudara.

Karenanya, lajualiranudara yang lewat di lubangini (bagiantengah) berkurang dan

udaraberhentiketikatiba di titik 2. Dalamhalini, 𝑣2= 0. Tekanan pada kaki kanan

manometer sama dengan tekanan udara di titik 2 (𝑝2). Ketinggian titik 1 dan titik

2 hampirsama (perbedaannyatidakterlalubesar) sehinggabisadiabaikan. Ingatya,

tabung pitot juga dirancangmenggunakanprinsip efek venturi.

Miripsepertisiventurimeter, bedanyasitabung pitot ini di pakaiuntuk mengukur

laju gas alias udara. Karenanya kita tetap menggunakan persamaan efek

venturi.Sekarang kita subsitusi persamaannya menjadi:

Perbedaan tekanan (𝑝2 − 𝑝1) = tekanan hidrostatis zat cair dalam manometer

(warna hitam dalam manometer adalah zat cair, air raksa misalnya). Secara

matematis bisa di tulis sebagai berikut:


𝑝1 + ½ 𝜌𝑣12 = 𝑝2+ ½ 𝜌𝑣22

𝑝1 + ½ 𝜌𝑣12 = 𝑝2

𝑝1 − 𝑝2 = ½ ½ 𝜌𝑣12 → persamaan 1

𝜌 = massa jenis udara

97

perhatikan persamaan 1 dan persamaan 2. Ruas kirinya sama (𝑝2 − 𝑝1).

Karenanya persamaan 1 dan 2 bisa di subsitusi menjadi seperti ini:

Persamaan ini digunakan untuk menghitung laju aliran gas alias udara

menggunakan tabung pitot.


𝑝2 − 𝑝1= 𝜌’gh → persamaan 2

1

2𝜌𝑣12 = 𝜌′gh

𝜌𝑣12 = 2 𝜌′gh

𝑣12 = 2𝜌′gh

𝜌

𝑣1 = √2𝜌′gh

𝜌

v = √2𝜌′gh

𝜌

98

5. Alat Penyemprot

Pernah pakai parfum kah? Prinsip kerja penyemprot parfum dkk juga

menggunakan prinsip Bernoulli. Perhatikan gambar di bawah. Ini cuman

gambaran umum saja, bagaimana pun setiap pabrik punya rancangan yang

berbeda.

Gambar 11. Penyemprot parfum

Secara garis besar, prinsip kerja penyemprot parfum bisa di gambarkan

sebagai berikut (sambil melihat gambar).Ketika bola karet diremas, udara

yang ada dalam bola karet meluncur keluar melalui pipa 1.Karenanya,

udara dalam pipa 1 mempunyai laju yang


99

lebih tinggi. Karena laju udara tinggi, maka tekanan udara pada pipa 1 menjadi

rendah. Sebaliknya, udara dalam pipa 2 mempunyai laju yang lebih rendah.

Tekanan udara dalam pipa 2 lebih tinggi. Akibatnya, cairan parfum didorong

keatas. Ketika si cairan parfum tiba di pipa 1, udara yang menyembur membasahi

tubuh. Biasanya lubang berukuran kecil, sehingga parfum meluncur dengan cepat

ingat persamaan kontinuitas, kalau luas penampang kecil, maka fluida bergerak

pelan.

Gambar 12. Penyemprot nyamuk

Apabila penghisap ditekan, udara keluar dengan cepat melalui lubang sempit

pada ujung pompa. Berdasarkan hukum Bernoulli, pada tempat yang

kecepatannya besar tekanannya akan mengecil. Akibatnya, tekanan udara pada

bagian atas penampang lebih kecil dari pada tekanan udara pada permukaan cairan

dalam penampung. Karena perbedaan tekanan ini cairan akan bergerak naik dan

tersembur keluar dalam bentuk kabut bersama semburan udara pada ujung pompa.


100

6. Pipet

Kamu pernah minum teh atau sirup menggunakan pipit atau penyedot kan? Cairan

apa pun kita minum bisa masuk kedalam mulut bukan karena kita nyedot. Prinsip

om Bernoulli berlaku juga untuk kasus ini…. Ketika kita mengisap alias

menyedot mengggunakan pipet,sebenarnya kita Membuat udara dalam pipet

bergerak lebih cepat. Dalam hal ini, udara dalam pipet yang nempel kemulut kita

mempunyai laju yang lebih tinggi. Akibatnya, tekanan udara dalam pipet itu

menjadi lebih kecil. Nah, udara dalam bagian pipet yang dekat dengan minuman

mempunyai laju yang lebih kecil. Karena lajunya kecil, maka minuman yang kita

minum mengalir masuk kedalam mulut kita. Dalam hal ini, cairan itu bergerak

dari bagian pipet yang tekanan udaranya tinggi menuju bagian pipet yang tekanan

udaranya rendah.

7. Cerobong Asap

Pernah lihat cerobong asap? Yang tinggal di kota, seperti surabaya, semarang,

Jakarta pasti pernah pernah lihat cerobong asap pabrik. Mengapa asap bisa

bergerak naik melalui cerobong? Pertama, asap hasil pembakaran memiliki suhu

tinggi alias panas. Karena suhu tinggi, maka massa jenis udara tersebut kecil.

Udara yang massa jenisnya kecil mudah terapung alias bergerak keatas.

Alasannya bukan cuman ini, prinsip Bernoulli juga terlibat dalam persoalan ini.


101

Kedua, prinsip Bernoulli mengatakan bahwa jika laju aliran udara tinggi makat

ekanannya menjadi kecil, sebaliknya jika laju aliran udara rendah maka

tekanannya besar. Ingat bahwa bagian atas cerobong berada di luar ruangan. Ada

angin yang meniup di bagian atas cerobong, sehingga tekanan udara disekitarnya

lebih kecil. Di dalam ruangan tertutup tidak ada angin yang meniup, sehingga

tekanan udara lebih besar. Karenanya asap di giring keluar lewat cerobong (udara

bergerak dari tempat yang tekanan udaranya tinggi ketempat yang tekanan

udaranya rendah).

8. Tikus Dan Prinsip Bernoulli

Perhatikan gambar di bawah. Ini gambar lubang tikus dalam tanah. Tikus juga

tahu prinsip om Bernoulli. Si tikus tidak mau mati karena sesak nafas, karenanya

tikus membuat 2 lubang pada ketinggian yang berbeda. Akibat perbedaan

ketinggian permukaan tanah, maka udara berdesak-desakan dengan temannya

(bagian kanan). Mirip seperti air yang mengalir dari pipa yang penampangnya

besar menuju pipa yang penampangnya kecil. Karena berdesak-desakan maka laju

udara meningkat (tekanan udara menurun).


102

Gambar 13. Jalan Tikus

Karena ada perbedaan tekanan udara, dipaksa mengalir masuk melalui lubang

tikus. Udara mengalir dari tempat yang tekanan udaranya tinggi ketempat yang

udaranya rendah. Tikus Merasa lega ada hembusan angin sepoi-sepoi kering, yang

membuat tikus tidak kepanasan. Si tikus sudah di program sang pencipta alam

semesta dan seisinya demikian.

9. Gaya Angkat Pada Pesawat Terbang

Salah satu faktor yang menyebabkan bisa terbang adalah adanya sayap. Bentuk

sayap pesawat melengkung dan bagian depannya lebih tebal dari pada bagian

belakangnya. Bentuk sayap seperti ini dinamakan aerofoil. Ide ini ditiru dari sayap

burung. Bentuk sayap burung juga seperti itu (sayap burung melengkung dan

bagian depannya lebih tebal). Pernah lihat burung tidak? Bedanya sayap burung

bisa di kepakkan, sedangkan sayap pesawat tidak. Burung bisa terbang karena ia


103

mengepakkan sayapnya, sehingga ada aliran udara yang melewati kedua sisi

sayap. Agar udara bisa mengalir pada kedua sisi sayap pesawat, maka pesawat

harus digerakkan maju. Manusia menggunakan mesin untuk menggerakakkan

pesawat (mesin baling-baling atau mesin jet).

Gambar 14. Aerofil

Bagian depan sayap dirancang melengkung keatas. Udara yang mengalir dari

bawah berdesak-desakan dengan temannya yang ada di sebelah atas. Mirip seperti

air yang mengalir dari pipa yang penampangnya besar ke pipa yang

penampangnya kecil. Akibatnya, laju udara di sebelah atas sayap meningkat.

Karena laju udara meningkat, maka tekanan udara menjadi kecil. Sebaliknya, laju

aliran udara di sebelah bawah sayap lebih rendah, karena udara tidak berdesak-

desakan (tekanan udaranya lebih besar). Adanya perbedaan tekanan ini, membuat

sayap pesawat didorong keatas. Karena sayapnya nempel dengan badan si

pesawat, karena si pesawat ikut terangkat. Prinsip om Bernoulli ini hanya salah


104

satu faktor yang menyebabkan pesawat terangkat. Penyebab lain adalah

momentum. Biasanya, sayap pesawat dimiringkan sedikit keatas. Pernah lihat

pesawat belum? Coba perhatikan sayap pesawat. Posisinya miring? Itu juga punya

tujuan, bukan asal miring. Udara yang mengenai permukaan bawah pesawat di

belokkan kebawah. Karena pesawat punya dua sayap, yakni di bagian kiri dan

kanan maka udara yang di belokkan kebawah tadi saling berciuman. Perubahan

momentum molekul udara yang berciuman alias bertumbukan menghasilkan gaya

angkat tambahan (ingat lagi momentum dan tumbukan). Masih ada lagi, coba

perhatikan gambar diatas. Bagian depannya melengkung keatas tujuannya biar

prinsip om Bernoulli bisa di manfaatkan habis-habisan (mengenai hal ini bisa

dijelaskan diatas). Bagian atas sayap itu melengkung kebawah lagi, sampai

kebuntuntutnya. Itu juga punya tujuan, karena bentuk sayapmelengkung kebawah

sampai ke buntutnya maka udara di paksa oleh sayap untuk mengalir lagi

kebawah. Menurut Newton dalam hukum III Newton, karena ada gaya aksi maka

ada gaya reaksi. Karena sayap memaksa udara turun, maka uadara

harus memaksa sayap naik. Dalam ini, udara memberikan gaya angkat pada

sayap. Jadi bukan Cuma prinsip Bernoulli saja yang bikin pesawat bisa terangkat.


105

Gambar 15. Aerofil 2

Dengan A sebagai luas penampang pesawat, maka besarnya gaya angkat dapat

diketahui dengan melalui persamaan berikut:

pesawat terbang dapat terangkat keatas jika gaya angkat lebih besar dari pada

berat pesawat. Jadi, suatu pesawat dapat terbang atau tidak tergantung dari berat

pesawat, kelajuan pesawat, dan ukuran sayapnya. Makin besar kecepatan pesawat,

makin besar kecepatan udara. Hal ini berarti gaya angkat sayap pesawat makin

besar. Demikian pula, makin besar ukuran sayap makin besar gaya angkatnya.

Supaya pesawat dapat terangkat, gaya angkat harus lebih besar dari pada berat

pesawat (𝐹1 − 𝐹2) >mg. jika pesawat telah berada pada ketinggian tertentu dan

pilot ingin mempertahankan ketinggiannya (melayang di udara), maka kelajuan


𝐹1 − 𝐹2 = (𝑝1 − 𝑝2) A

𝐹1 − 𝐹2 = 1

2𝜌 (𝑣1 − 𝑣2) A

106

pesawat harus diatur sedemikian rupas ehingga gaya angkat sama dengan

berat(𝐹1 − 𝐹2) = mg.

10. PerahuLayar

Dirimu pernah naik perahu layarkan? Perahu layar biasanya berlayar melawan

angin. Kok bisa lawan angin? Seharusnya angin meniup perahu dan sopirnya

kebelakang. Nelayan juga tahu prinsip Bernoulli. Cuman nelayan tidak tahu, kalau

cara menggerakkan perahu dengan memanfaatkan angin itu namanya prinsip

Bernoulli. Kapal layar merupakan penerapan dari prinsip Bernoulli yang

digunakan untuk menghitung gaya angkat pada airfoil. Airfoil??? Aifoil adalah

bentuk sayap atau pisau (dari baling-baling, rator atau turbin) .bagian-bagian

darikapal layar yaitu:

Gambar 16. KapalLayar

Hull :bagian dari kapal layar yang berisi semua komponen internal.

Tiller :bagian dari dalam Hull


107

Rudder :bagian yang melekat pada tiller (kemudi air)

Mainsail :layar yang menangkap sebagian besar angin untuk mendorong kapal

layar.

Mast :sisi vertikal yang menempel pada main sail untuk mengamankan sisi

horizontal pada boom

Boom :sejajar tiang panjang yang berguna untuk memanfaatkan angin sebaik

mungkin

Jib :layar segitiga kecil yang menambahkan kekuatan tambahan untuk mainsail.

Keel :menyeimbangkan kapal agar tidak terbalik

Bagaimana kapal layar bergerak dengan Hukum Bernoulli?

Ketika angin mengalir, di sisi lain kapal layar bergerak dengan cepat dan

mendorong dengan keras… dengan demikian layar menerima kekuatan yang

tegak lurus terhadap arah angin di dukung oleh keel kapal yang melakukan gerak

lateral sehingga kapal hanya bisa bergerak maju yang membuat kekuatan kapal

layar lebih besar dari pada kekuatan angin. Kapal layar dapat bergerak berlawanan

dengan arah angin memanfaatkan hukum Bernoulli. Untuk dapat bergerak kearah

yang di inginkan maka kapal layar harus mempunyai dua buah layar yang dapat

diatur-atur. Gaya Bernoulli (akibat perbedaan tekanan) mendorong kapal dengan


108

tegak lurus dengan arah angin. Namun, pada saat bersamaan air laut menarik sirip

kapal dalam arah yang hampir tegak lurus dengan sumbu kapal. Jadi, ada dua gaya

sekaligus yang bekerja pada kapal yaitu gaya Bernoulli yang bekerja pada layar

dan gaya oleh air pada sirip kapal. Dua gaya Tersebut Memiliki arah yang hampir

berlawanan dengan arah angin dan kapal layar bergerak dalam arah hampir

berlawanan dengan arah datangnya angin.

Tuliskan contoh penerapan hukum

Bernoulli dalam kehidupan sehari-

hari selain yang di jelaskan diatas!!!!!!


109

DAFTAR PUSTAKA

Handayani, Sri. Ari Damiri. 2009. Fisikauntuk SMA/MA . Jakarta: Pusat

Perbukua, Depdiknas

Haryadi, Bambang. 2009. Fisikauntuk SMA/MA. Jakarta: Pusat

PembukuanDepdiknas

Sarwono. Sunarroso. Suyatman. 2009. Fisikamudah dan sederhana. Jakarta: Pusat

Pembukuan, Depdiknas

Siswanto. Sukaryadi. 2009. KompetensiFisika. Jakarta: Pusat Pembukuan,

Depdiknas

www.gurumuda.com

http://amaliandini.wordpress.com/2011/03/08/penerapan-prinsip-bernoulli-

pada-kapal-layar/

www.fisikastudycenter.com

http://adiwarsito.wordpress.com


http://www.gurumuda.com/

http://amaliandini.wordpress.com/2011/03/08/penerapan-prinsip-bernoulli-pada-kapal-layar/

http://amaliandini.wordpress.com/2011/03/08/penerapan-prinsip-bernoulli-pada-kapal-layar/

http://www.fisikastudycenter.com/

http://adiwarsito.wordpress.com/

110

LAMPIRAN E

1. SURAT IZIN PENELITIAN

2. SURAT KETERANGAN TELAH MELAKUKAN PENELITIAN

3. KETERANGAN TELAH MELAKUKAN VALIDASI

4. BERITA ACARA PROPOSAL

5. LEMBAR PERBAIKAN

111

1. Surat izin penelitian

112

2. Surat keterangan telah melakukan penelitian

113

3. Surat keterangan telah melakukan validasi

114

4. Berita acara proposal

115

116

5. Lembar perbaikan proposal

117

118

119

RIWAYAT HIDUP

Fatimah, seorang hamba Allah yang lahir di Mataleuno pada tanggal 14 mei

1998, anak kedua dari tiga bersaudara, buah hati dari pasangan

Muhammad.L dan Nur Asia. Penulis memulai jenjang pendidikan formal

sekolah dasar di SD Negeri 1 Mataleuno pada tahun 2004 dan selesai pada

tahun 2010. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di SMP

Negeri 2 Pakue Tengah yang sekarang dan selesai pada tahun 2013. Kemudian pada tahun yang

sama penulis melanjutkan pendidikan ke SMA Negeri 2 Bantaeng yang sekarang telah berubah

nama menjadi SMA Negeri 1 Batuputih dan selesai pada tahun 2016. Pada tahun yang sama pula

penulis melanjutkan pendidikan di perguruan tinggi dan tercatat sebagai mahasiswa Program Studi

Pendidikan Fisika Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Makassar.

Documents

PENGEMBANGAN MODUL FISIKA FLUIDA DINAMIS BERBASIS