Soal Latihan TKA Fisika dan Pembahasannya pada Praktikum Virtual Fisika: Pengukuran Menggunakan Mistar (Bagian 2)

🔎 Simulasi Pengukuran Mistar + Animasi Benda

Benda bergerak otomatis, atau bisa digeser manual. Pilih posisi mata, catat hasil. Grafik menunjukkan data pengukuran.

📏 Panjang benda terbaca: 0.0 cm

📐 Panjang Benda: 12 cm
👁️ Posisi Mata: Tegak Lurus (benar) Miring (bisa salah)
📝 Mode Pengukuran: Tunggal Berulang

📊 Data Pengukuran

No	Hasil Pengukuran (cm)	Posisi Mata

➡️ Rata-rata: -

📈 Grafik Hasil Pengukuran

🧠 Soal HOTS Interaktif (Pilihan Ganda Kompleks)

🧪 Soal Pengukuran & Satuan

Praktikum Virtual Fisika: Pengukuran Menggunakan Mistar (Bagian 1)

 

🔎 Simulasi Pengukuran Interaktif Mistar

Geser benda di atas mistar, pilih posisi mata, lalu tekan Catat Hasil untuk menyimpan ke tabel.

📏 Panjang benda terbaca: 0.0 cm

👁️ Posisi Mata: Tegak Lurus (benar) Miring (bisa salah)

📊 Data Pengukuran Berulang

No	Hasil Pengukuran (cm)	Posisi Mata

➡️ Rata-rata: -

📖 Panduan Pembelajaran

• Bagian mistar: skala utama, skala terkecil, tepi nol.
• Ketelitian: 1 mm = 0,1 cm.
• Cara membaca: sejajar mata dengan skala.
• Tunggal: sekali baca → contoh: 12,0 cm.
• Berulang: beberapa kali lalu hitung rata-rata.
• Satuan: cm. Dimensi: [L].
• Angka penting: 12,0 cm → 3 angka penting.
• Paralaks: jika mata miring, bisa timbul kesalahan baca ±0,1–0,2 cm.

📝 Soal HOTS

Seorang siswa mengukur panjang pensil menggunakan mistar dengan ketelitian 0,1 cm. Panjang sebenarnya 12,0 cm, tetapi karena posisi mata miring, ia terkadang membaca 11,8 cm atau 12,2 cm. Setelah lima kali pengukuran (dua kali miring, tiga kali lurus), ia memperoleh data: 11,9; 12,0; 12,2; 12,0; 12,0. Nilai rata-rata = 12,0 cm.

Pertanyaan: Bagaimana siswa sebaiknya menuliskan hasil pengukuran?

1. 12 cm
2. 12,00 cm
3. 12,0 cm
4. 11,9 cm

Jawaban benar: C. 12,0 cm

Pembahasan: Dengan ketelitian 0,1 cm, hasil harus ditulis dengan satu angka di belakang koma. Nilai rata-rata pengukuran = 12,0 cm, dengan 3 angka penting.

Soa Latihan TKA Fisika, Pembahasan, dan Praktikum Virtual Lab: Simulasi Gerak Parabola dan Jatuh Bebas dari Atas Gedung (Versi 6)

Simulasi Gerak Parabola – Multi-Lintasan

Kecepatan Awal (m/s): 20 Sudut Utama (°): 45 Sudut Pembanding (°): 60 Tinggi Gedung (m): 50

Canvas Edukatif (dengan keterangan)

Canvas Bersih (hanya lintasan)

● Lintasan Parabola (Utama) ● Lintasan Parabola (Pembanding) ● Lintasan Jatuh Bebas ○ Ticker Parabola ○ Ticker Jatuh Bebas - Hmax & R

Grafik Tambahan

Data Tabel Hasil Simulasi (Ticker tiap 0,2 s)

t (s)	x (m)	y (m)	vx (m/s)	vy (m/s)	θ (°)

Formulasi Matematis

Rumus umum gerak parabola:

• Posisi horizontal: \(x(t) = v_0 \cos \theta \cdot t\)
• Posisi vertikal: \(y(t) = h + v_0 \sin \theta \cdot t - \tfrac{1}{2} g t^2\)
• Kecepatan horizontal: \(v_x = v_0 \cos \theta\) (konstan)
• Kecepatan vertikal: \(v_y = v_0 \sin \theta - g t\)
• Sudut arah kecepatan: \(\theta(t) = \tan^{-1}\!\big(\tfrac{v_y}{v_x}\big)\)

Soal HOTS

Perhatikan simulasi gerak parabola di atas!
Sebuah benda dilempar dengan kecepatan awal \( v_0 = 20 \, \text{m/s} \) dari ketinggian \( h = 50 \, \text{m} \). Dua sudut lemparan yang digunakan adalah \( \theta_1 = 45^\circ \) dan \( \theta_2 = 60^\circ \). Dari kondisi tersebut, manakah pernyataan berikut yang benar?
(Boleh lebih dari satu jawaban benar)

1. Lintasan dengan sudut \(60^\circ\) memiliki tinggi maksimum lebih besar dibanding lintasan dengan sudut \(45^\circ\).
2. Lintasan dengan sudut \(45^\circ\) memiliki jangkauan horizontal lebih besar dibanding lintasan dengan sudut \(60^\circ\).
3. Waktu tempuh lintasan \(60^\circ\) lebih lama dibandingkan dengan lintasan \(45^\circ\).
4. Kecepatan horizontal lintasan \(45^\circ\) dan \(60^\circ\) adalah sama.

Kunci Jawaban: A, B, C

Pembahasan

• Pernyataan A BENAR: Komponen kecepatan vertikal \(v_y = v_0 \sin\theta\). Semakin besar sudut, semakin besar \(v_y\). Pada sudut \(60^\circ\), \(v_y\) lebih besar, sehingga tinggi maksimum lebih besar.
• Pernyataan B BENAR: Jangkauan \(R = v_x \cdot t_{total}\). Walaupun \(t_{total}\) sudut \(60^\circ\) lebih lama, \(v_x = v_0 \cos\theta\) lebih kecil. Secara perhitungan, \(R\) maksimum mendekati \(45^\circ\). Jadi lintasan \(45^\circ\) lebih jauh.
• Pernyataan C BENAR: Karena \(v_y\) sudut \(60^\circ\) lebih besar, waktu naik-turun lebih lama. Ditambah jatuh dari gedung, maka total waktu juga lebih panjang dibanding \(45^\circ\).
• Pernyataan D SALAH: Kecepatan horizontal berbeda: \(v_x = v_0 \cos\theta\). Pada sudut \(45^\circ\), \(v_x = 20 \cos 45^\circ \approx 14,14 \, \text{m/s}\). Pada sudut \(60^\circ\), \(v_x = 20 \cos 60^\circ = 10 \, \text{m/s}\). Jadi tidak sama.

Soal HOTS Variasi (h = 0)

Kasus baru: Jika gedung diabaikan (\(h = 0\)) dan benda dilempar dari tanah dengan kecepatan awal \( v_0 = 20 \, \text{m/s} \). Bandingkan lintasan pada sudut \( \theta_1 = 30^\circ \) dan \( \theta_2 = 60^\circ \). Pernyataan mana yang benar?
(Boleh lebih dari satu jawaban benar)

1. Jarak jangkauan horizontal dari sudut \(30^\circ\) dan \(60^\circ\) adalah sama.
2. Lintasan sudut \(60^\circ\) memiliki waktu tempuh lebih lama daripada sudut \(30^\circ\).
3. Tinggi maksimum sudut \(60^\circ\) lebih besar dibandingkan sudut \(30^\circ\).
4. Kecepatan horizontal sudut \(30^\circ\) lebih besar dibandingkan sudut \(60^\circ\).

Kunci Jawaban: A, B, C, D (semua benar)

Pembahasan

• Pernyataan A BENAR: Rumus jangkauan \( R = \frac{v_0^2 \sin 2\theta}{g} \). Untuk \( \theta = 30^\circ \) dan \( \theta = 60^\circ \), nilai \(\sin(2\theta) = \sin(60^\circ) = \sin(120^\circ)\) yang sama besar. Jadi jangkauan sama.
• Pernyataan B BENAR: Waktu tempuh \( t = \frac{2v_0 \sin \theta}{g} \). Karena \(\sin 60^\circ > \sin 30^\circ\), maka waktu pada \(60^\circ\) lebih lama.
• Pernyataan C BENAR: Tinggi maksimum \( H_{max} = \frac{(v_0 \sin\theta)^2}{2g} \). Dengan sudut \(60^\circ\), komponen \(v_y\) lebih besar, sehingga \(H_{max}\) lebih tinggi.
• Pernyataan D BENAR: Kecepatan horizontal \( v_x = v_0 \cos\theta \). Pada sudut \(30^\circ\), \(v_x\) lebih besar dibandingkan sudut \(60^\circ\). Jadi benar.

Quiz Interaktif

Soal 1 (h = 50 m, sudut 45° vs 60°)

A. Tinggi maksimum lintasan 60° lebih besar dari 45°
B. Jangkauan lintasan 45° lebih jauh dari 60°
C. Waktu tempuh lintasan 60° lebih lama
D. Kecepatan horizontal lintasan 45° dan 60° sama

Soal 2 (h = 0, sudut 30° vs 60°)

A. Jangkauan sudut 30° dan 60° sama
B. Waktu tempuh sudut 60° lebih lama
C. Tinggi maksimum sudut 60° lebih besar
D. Kecepatan horizontal sudut 30° lebih besar dari 60°

Praktikum Virtual Lab: Simulasi Gerak Parabola dan Jatuh Bebas dari Atas Gedung (Versi 5)

Simulasi Gerak Parabola – Versi Upgrade

Kecepatan Awal (m/s): 20 Sudut (°): 45 Tinggi Gedung (m): 50

Canvas Edukatif (dengan keterangan)

Canvas Bersih (hanya lintasan)

● Lintasan Parabola ● Lintasan Jatuh Bebas ○ Ticker Parabola ○ Ticker Jatuh Bebas → Sudut Elevasi θ - Hmax & R

Grafik Tambahan

Data Tabel Hasil Simulasi (Ticker tiap 0,2 s)

t (s)	x (m)	y (m)	vx (m/s)	vy (m/s)	θ (°)

Formulasi Matematis

Rumus umum gerak parabola:

• Posisi horizontal: \(x(t) = v_0 \cos \theta \cdot t\)
• Posisi vertikal: \(y(t) = h + v_0 \sin \theta \cdot t - \tfrac{1}{2} g t^2\)
• Kecepatan horizontal: \(v_x = v_0 \cos \theta\) (konstan)
• Kecepatan vertikal: \(v_y = v_0 \sin \theta - g t\)
• Sudut arah kecepatan: \(\theta(t) = \tan^{-1}\!\big(\tfrac{v_y}{v_x}\big)\)

Praktikum Virtual Lab: Simulasi Gerak Parabola dan Jatuh Bebas dari Atas Gedung (Versi 4)

🎯 Simulasi Gerak Parabola & Jatuh Bebas

🔧 Input Variabel

Kecepatan Awal (m/s): 20 Sudut (°): 45 Tinggi Gedung (m): 50

📊 Canvas Edukatif (dengan keterangan)

✨ Canvas Bersih (hanya lintasan)

🔎 Keterangan

● Lintasan Parabola ● Lintasan Jatuh Bebas ○ Ticker Parabola ○ Ticker Jatuh Bebas → Sudut Elevasi θ - Hmax & R

📑 Data Tabel Hasil Simulasi (Ticker tiap 0,2 s)

t (s)	x (m)	y (m)	vx (m/s)	vy (m/s)	θ (°)

🧮 Formulasi Matematis

Gerak parabola dihitung dengan persamaan berikut:

• Posisi horizontal: \(x(t) = v_0 \cos \theta \cdot t\)
• Posisi vertikal: \(y(t) = h + v_0 \sin \theta \cdot t - \tfrac{1}{2} g t^2\)
• Kecepatan horizontal: \(v_x = v_0 \cos \theta\) (konstan)
• Kecepatan vertikal: \(v_y = v_0 \sin \theta - g t\)
• Sudut arah kecepatan: \(\theta(t) = \tan^{-1}\!\big(\tfrac{v_y}{v_x}\big)\)

Praktikum Virtual Lab: Simulasi Gerak Parabola dan Jatuh Bebas dari Atas Gedung (Versi 3)

Simulasi Parabola Dua Tampilan

Kecepatan Awal (m/s): 20 Sudut (°): 45 Tinggi Gedung (m): 50

Canvas Edukatif (dengan keterangan)

Canvas Bersih (hanya lintasan)

● Lintasan Parabola ● Lintasan Jatuh Bebas ○ Ticker Parabola ○ Ticker Jatuh Bebas → Sudut Elevasi θ - Hmax & R - Komponen Kecepatan vx & vy

Praktikum Virtual Lab: Simulasi Gerak Parabola dan Jatuh Bebas dari Atas Gedung (Versi 2)

Simulasi Gerak Parabola dan Jatuh Bebas dari Atas Gedung

Kecepatan Awal (m/s): Sudut (°): Tinggi Gedung (m):

● Lintasan Parabola ● Lintasan Jatuh Bebas ○ Ticker Parabola ○ Ticker Jatuh Bebas

Formulasi Matematika

Persamaan posisi gerak parabola dari ketinggian \(h\): \[ x(t) = v_0 \cos\theta \cdot t, \quad y(t) = h + v_0 \sin\theta \cdot t - \tfrac{1}{2} g t^2 \]
Gerak jatuh bebas dari tinggi \(h\): \[ y(t) = h - \tfrac{1}{2} g t^2 \]
Tinggi maksimum parabola: \[ H = h + \frac{(v_0 \sin\theta)^2}{2 g} \] Jarak horizontal maksimum: \[ R = v_0 \cos\theta \cdot \frac{v_0 \sin\theta + \sqrt{(v_0 \sin\theta)^2 + 2 g h}}{g} \] Energi mekanik total (massa \(m=1\) kg): \[ E = \tfrac{1}{2} m v^2 + m g y \]

Data Hasil Simulasi

Waktu (s)	x Parabola (m)	y Parabola (m)	y Jatuh Bebas (m)	vy Parabola (m/s)	vy Bebas (m/s)	v Total (m/s)	Arah (°)	E Mekanik (J)