Kinematika (Gerak Lurus) — Materi Deep Learning (IPA SMP/MTs)

A. Tujuan Pembelajaran

• Menjelaskan konsep kinematika dan besaran terkait.
• Membedakan besaran skalar dan vektor dalam gerak.
• Menghitung kelajuan, kecepatan, dan percepatan.
• Menginterpretasikan grafik gerak (s–t dan v–t).
• Menerapkan konsep kinematika pada situasi nyata.

B. Konsep Dasar Kinematika

Kinematika mempelajari gerak benda tanpa memperhatikan penyebabnya.

1. Besaran dalam Kinematika

• Jarak (s) — panjang lintasan yang ditempuh (skalar). Satuan: meter (m).
• Perpindahan (Δx) — perubahan posisi dari titik awal ke akhir (vektor). Satuan: meter (m).
• Kelajuan — jarak dibagi waktu: v = s / t
• Kecepatan — perpindahan dibagi waktu: v = Δx / t
• Percepatan (a) — perubahan kecepatan per waktu: a = Δv / t

2. Jenis Gerak

Gerak Lurus Beraturan (GLB) — kecepatan konstan, percepatan = 0.

s = v × t

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) — percepatan konstan.

v_t = v₀ + a t

s = v₀ t + (1/2) a t²

v_t² = v₀² + 2 a s

3. Grafik Gerak

• Grafik s–t (posisi vs waktu): kemiringan = kecepatan.
• Grafik v–t (kecepatan vs waktu): luas di bawah grafik = perpindahan; kemiringan = percepatan.

C. Pendekatan Deep Learning dalam Pembelajaran

1. Keterhubungan konsep — siswa memahami hubungan antar besaran, bukan sekadar menghafal rumus.
2. Pemecahan masalah kontekstual — gunakan contoh nyata (sepeda, mobil, lift, atlet) untuk membangun model mental.
3. Representasi multimoda — grafik, simulasi sederhana, percobaan langsung, dan uraian lisan/tulisan.
4. Refleksi dan diskusi — siswa menjelaskan kembali konsep dengan kata mereka sendiri dan membandingkan strategi pemecahan.

D. Contoh Aktivitas Eksperimen Sederhana

Eksperimen GLB

Alat: mobil mainan, penggaris, stopwatch. Catat waktu tempuh pada jarak tetap beberapa kali. Amati apakah waktu tetap sama (menunjukkan kelajuan konstan).

Eksperimen GLBB

Alat: bola kecil, papan miring, tanda titik pada papan, stopwatch. Lepaskan bola dari ketinggian tertentu, catat waktu sampai melewati tanda-tanda. Hitung percepatan rata-rata dari perubahan kecepatan terhadap waktu.

E. Contoh Soal HOTS (Pilihan dan Uraian)

1. Analisis Data
   Seorang pelari berlari 100 m dalam 12,5 s, lalu berjalan 50 m dalam 20 s. Hitung kelajuan rata-rata pelari tersebut.
2. Interpretasi Grafik
   Diberikan grafik v–t: mobil dipercepat secara konstan dari 0 sampai 10 m/s dalam 5 s, lalu bergerak konstan 10 m/s selama 10 s. Hitung total jarak yang ditempuh.
3. Aplikasi Kehidupan Nyata
   Sebuah lift mempercepat dari keadaan diam ke kecepatan tertentu dalam 3 s lalu melaju konstan. Jelaskan mengapa kenyamanan penumpang dan keamanan pengait lift bergantung pada nilai percepatan dan bagaimana desainer mengatur batasnya.
4. Eksperimen & Evaluasi
   Rancang percobaan sederhana untuk membuktikan apakah gerak sebuah mobil mainan di permukaan datar termasuk GLB atau bukan. Buatlah langkah, data yang harus dicatat, dan cara analisisnya.
5. Refleksi Kritis
   Bayangkan dua benda bergerak: A menempuh 100 m dalam lintasan lurus bolak-balik (total 150 m), B menempuh 120 m searah. Siapa yang memiliki kelajuan lebih besar? Siapa yang memiliki kecepatan rata-rata lebih besar? Jelaskan.

F. Pertanyaan Reflektif untuk Siswa

• Apa perbedaan kelajuan dan kecepatan dalam contoh sehari-hari (mis. pengendara sepeda)?
• Mengapa grafik v–t bisa digunakan untuk menghitung perpindahan?
• Bagaimana cara membuktikan bahwa suatu gerak adalah GLB atau GLBB dari data percobaan?