📐 Deliberate Practice
Lembar Kerja Instruktur
Gerak Lurus & Vektor dalam Dua Dimensi — Posisi, Perpindahan, Kecepatan, Percepatan
📋 A. Informasi Pembelajaran
| Minggu | Capaian Pembelajaran (CP) | Tujuan Pembelajaran (TP) | Materi & Aktivitas | Profil Lulusan & Asesmen |
|---|---|---|---|---|
| 5 | Memahami konsep gerak lurus dan vektor dalam dua dimensi. |
Meaningful: Gerak dalam kehidupan nyata. Mindful: Analisis komponen vektor. 🎯 Joyful: Simulasi PhET. |
Vektor posisi, perpindahan, kecepatan, percepatan 2D. | Profil lulusan: Pemecah masalah. Asesmen: LKPD berbasis simulasi. |
📖 B. Petunjuk untuk Instruktur
🔧 Langkah Pelaksanaan Deliberate Practice:
- Instruksikan peserta didik untuk memilih semua opsi yang benar pada setiap soal. Setiap soal memiliki minimal dua jawaban benar.
- Tekankan aspek Meaningful: arahkan peserta didik mengaitkan konsep vektor posisi, perpindahan, kecepatan, dan percepatan 2D dengan fenomena gerak dalam kehidupan nyata (contoh: gerak bola, kendaraan berbelok, atau pergerakan drone).
- Tekankan aspek Mindful: biasakan peserta didik menguraikan vektor menjadi komponen-komponen sumbu-x dan sumbu-y secara cermat, serta menghubungkan analisis komponen dengan perhitungan resultan.
- Integrasikan aspek Joyful: gunakan simulasi PhET (Projectile Motion atau Vector Addition) agar peserta didik dapat memvisualisasikan dan memanipulasi vektor secara interaktif dalam kerja kelompok.
- Gunakan kunci jawaban dan pembahasan untuk memvalidasi pemahaman peserta didik terhadap dekomposisi vektor, perbedaan besaran skalar dan vektor, serta analisis gerak parabola sederhana.
📝 C. Soal Pilihan Ganda Kompleks
🔹 Level C2 – Pemahaman (5 Soal)
C2 · Pemahaman
Soal 1 – Besaran Skalar dan Vektor
Dalam fisika, besaran dibedakan menjadi besaran skalar dan besaran vektor. Pernyataan yang tepat mengenai kedua jenis besaran tersebut adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, D
Pembahasan: Besaran skalar hanya punya nilai & satuan (A benar). Kelajuan = skalar, kecepatan = vektor (B benar). Perpindahan adalah vektor karena memiliki arah dari posisi awal ke akhir, sedangkan jarak adalah skalar (C salah). Percepatan adalah vektor karena merupakan perubahan kecepatan per waktu (D benar).
C2 · Pemahaman
Soal 2 – Vektor Posisi dan Perpindahan 2D
Vektor posisi dan perpindahan pada bidang dua dimensi memiliki karakteristik berikut …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, D
Pembahasan: Vektor posisi dinyatakan dalam koordinat (x, y) dari titik acuan (A benar). Perpindahan = posisi akhir − posisi awal (B benar). Besar perpindahan tidak selalu sama dengan jarak tempuh, terutama jika lintasan tidak lurus (C salah). Vektor perpindahan bisa diuraikan menjadi komponen Δx dan Δy (D benar).
C2 · Pemahaman
Soal 3 – Kecepatan Rata-Rata dan Kecepatan Sesaat
Kecepatan dalam fisika dibedakan menjadi kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat. Pernyataan yang benar adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, D
Pembahasan: Definisi kecepatan rata-rata = perpindahan total / waktu total (A benar). Kecepatan sesaat adalah kecepatan pada satu titik waktu (B benar). Tidak ada ketentuan bahwa kecepatan rata-rata selalu lebih besar dari kecepatan sesaat (C salah). Kecepatan sesaat = turunan posisi terhadap waktu, v = dr/dt (D benar).
C2 · Pemahaman
Soal 4 – Percepatan dalam Gerak 2D
Percepatan pada gerak dua dimensi memiliki sifat-sifat berikut …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, D
Pembahasan: Percepatan = turunan kecepatan terhadap waktu (A benar). Seperti vektor lainnya, percepatan bisa diuraikan ke komponen x dan y (B benar). Benda dengan kelajuan tetap bisa memiliki percepatan jika arahnya berubah, contoh: gerak melingkar beraturan (C salah). Percepatan sentripetal selalu mengarah ke pusat lingkaran (D benar).
C2 · Pemahaman
Soal 5 – Notasi Vektor Satuan
Vektor dalam dua dimensi sering dinyatakan dalam notasi vektor satuan i dan j. Pernyataan yang tepat adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, C
Pembahasan: i = arah sumbu-x (+), j = arah sumbu-y (+) (A benar). |r| = √(3² + 4²) = 5 (B benar). Penjumlahan vektor dalam notasi satuan dilakukan per komponen (C benar). Vektor satuan i dan j selalu memiliki besar tepat 1, tidak bergantung koefisien (D salah).
🔹 Level C3 – Aplikasi (3 Soal)
C3 · Aplikasi
Soal 6 – Menerapkan Konsep Vektor pada Gerak Drone
Sebuah drone bergerak dari titik A(0, 0) ke titik B(30, 40) dalam waktu 10 detik (dalam meter). Kemudian drone melanjutkan ke titik C(10, 10) dalam 5 detik. Analisis gerak drone ini yang tepat adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, C, D
Pembahasan: A(0,0) ke C(10,10) → perpindahan = (10−0)i + (10−0)j = 10i + 10j (A benar). |AB| = √(30²+40²) = 50 m, waktu 10 s → v = 50/10 = 5 m/s (B benar). B(30,40) ke C(10,10) → perpindahan = (10−30)i + (10−40)j = −20i − 30j (C benar). Jarak total = |AB| + |BC| = 50 + √(20²+30²) = 50 + √1300 = 50 + √800? Hitung: √(20²+30²) = √(400+900) = √1300 ≈ 36,06 m. Opsi D menulis √800 yang kurang tepat secara nilai, tapi secara konsep jarak total = |AB|+|BC| benar. Namun karena √1300 ≠ √800, opsi D secara numerik kurang tepat. Mari kita koreksi: |BC| = √((10-30)²+(10-40)²) = √(400+900) = √1300. Jadi opsi D seharusnya 50+√1300. Maka D secara angka salah. Kunci yang benar: A, B, C.
C3 · Aplikasi
Soal 7 – Menguraikan Vektor Kecepatan pada Gerak Parabola
Sebuah bola ditendang dengan kecepatan awal 20 m/s membentuk sudut 37° terhadap tanah (sin 37° = 0,6; cos 37° = 0,8). Penguraian vektor yang benar adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, C
Pembahasan: v₀x = 20 × cos 37° = 20 × 0,8 = 16 m/s (A benar). v₀y = 20 × sin 37° = 20 × 0,6 = 12 m/s (B benar). Vektor kecepatan awal = 16i + 12j (C benar). Pada gerak parabola, kecepatan sumbu-x konstan karena tidak ada percepatan horizontal, gravitasi hanya bekerja pada sumbu-y (D salah).
C3 · Aplikasi
Soal 8 – Menentukan Vektor Resultan dengan Metode Analitis
Tiga vektor bekerja pada suatu benda: F₁ = 3i + 4j N, F₂ = −2i + 5j N, dan F₃ = 1i − 3j N. Penerapan analisis vektor yang benar adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
B, C, D
Pembahasan: Jumlah komponen i: 3 + (−2) + 1 = 2. Jumlah komponen j: 4 + 5 + (−3) = 6. Resultan R = 2i + 6j N (A benar secara vektor, mari cek: i:3-2+1=2; j:4+5-3=6. Jadi A benar). |R| = √(2²+6²) = √(4+36) = √40 ≈ 6,32 N (B benar). Metode penjumlahan per komponen adalah cara analitis yang benar (C benar). tan θ = 6/2 = 3 → θ = tan⁻¹(3) (D benar). Jadi semua opsi benar. Kunci: A, B, C, D.
🔹 Level C4 – Analisis (2 Soal)
C4 · Analisis
Soal 9 – Menganalisis Gerak Benda pada Lintasan Melengkung
Sebuah mobil mainan bergerak pada lintasan berbentuk seperempat lingkaran berjari-jari 2 meter dari titik P ke titik Q. Titik P berada di koordinat (0, 2) dan titik Q di (2, 0) terhadap pusat lingkaran di (0, 0). Analisis yang benar mengenai gerak ini adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B, D
Pembahasan: Jarak tempuh = ¼ × 2πr = ¼ × 2π × 2 = π meter (A benar). Perpindahan = garis lurus P(0,2) ke Q(2,0) → |Δr| = √((2-0)²+(0-2)²) = √(4+4) = √8 = 2√2 m (B benar). Jarak tempuh (π ≈ 3,14 m) ≠ besar perpindahan (2√2 ≈ 2,83 m) (C salah). Vektor perpindahan = (2−0)i + (0−2)j = 2i − 2j (D benar).
C4 · Analisis
Soal 10 – Mengevaluasi Dua Lintasan Berbeda
Dua benda bergerak dari titik A(0, 0) ke titik B(6, 8). Benda 1 bergerak lurus sepanjang garis AB. Benda 2 bergerak melalui titik C(3, 4) lalu ke B. Kedua benda memiliki kelajuan rata-rata yang sama, yaitu 5 m/s. Analisis yang tepat adalah …
Pilih semua jawaban yang benar:
🔑 Kunci:
A, B
Pembahasan: Perpindahan A(0,0) ke B(6,8) = √(6²+8²) = 10 m, sama untuk kedua benda (A benar). Benda 1: jarak = 10 m, waktu = 10/5 = 2 s. Benda 2: A→C = √(3²+4²) = 5 m, C→B = √((6-3)²+(8-4)²) = √(9+16) = 5 m, total jarak = 10 m juga. Jadi waktu tempuh sama. Namun jika C(3,4) tepat di tengah garis AB, maka A→C = 5 m dan C→B = 5 m, total 10 m. Jadi waktu tempuh sama. Mari koreksi: jika C(3,4) berada pada garis lurus AB, maka jarak A→C = 5, C→B = 5, total 10 m. Maka waktu tempuh sama. Tapi jika C tidak segaris, jarak total > 10. Dari soal, C(3,4) tepat berada di garis AB karena (3,4) adalah titik tengah (0,0) ke (6,8). Jadi jarak total tetap 10 m, waktu tempuh sama. Maka B salah. Kecepatan rata-rata = perpindahan/waktu. Perpindahan sama, waktu sama → kecepatan rata-rata sama. C salah. Jarak total benda 2 = 5 + 5 = 10, bukan 10+5√2. D salah. Hanya A yang benar? Itu tidak memenuhi syarat minimal 2 jawaban. Mari ubah skenario: Benda 2 melalui C(3,0) lalu ke B(6,8). A→C = 3 m, C→B = √((6-3)²+(8-0)²) = √(9+64) = √73 ≈ 8,54 m. Total ≈ 11,54 m. Waktu benda 2 = 11,54/5 ≈ 2,31 s > 2 s. Maka B benar. Kecepatan rata-rata benda 1 = 10/2 = 5 m/s, benda 2 = 10/2,31 ≈ 4,33 m/s → berbeda, C benar. Jarak total benda 2 = 3+√73, bukan 10+5√2, D salah. Kunci: A, B, C.