Home Kurikulum Modul Ajar: Gaya Magnet

Modul Ajar: Gaya Magnet

Kurikulum · 09/02/2025 · Comments off 
Kelas: XII SMA

Alokasi Waktu: 135 Menit (3 JP)

Kurikulum: Merdeka

I. Kompetensi Dasar

  1. Capaian Pembelajaran (CP)
    • Siswa memahami konsep dasar gaya magnet dan prinsip kerjanya.
    • Siswa mampu menganalisis interaksi antara medan magnet dan arus listrik dalam berbagai fenomena fisika.
    • Siswa dapat menerapkan konsep gaya magnet dalam berbagai aplikasi teknologi, seperti motor listrik dan generator.
  2. Profil Pelajar Pancasila yang Dikembangkan
    • Bernalar kritis: Siswa mampu menganalisis hubungan antara arus listrik dan medan magnet serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
    • Kreatif: Siswa dapat membuat model atau simulasi sederhana untuk menjelaskan konsep gaya magnet.
    • Mandiri: Siswa menunjukkan kemampuan bekerja mandiri dalam menyelesaikan eksperimen atau simulasi.
  3. Tujuan Pembelajaran
    • Siswa mampu menjelaskan konsep dasar gaya magnet serta hukum-hukum yang terkait (Hukum Biot-Savart, Gaya Lorentz).
    • Siswa dapat menganalisis interaksi antara medan magnet dan arus listrik.
    • Siswa dapat merancang dan melakukan eksperimen sederhana untuk menunjukkan pengaruh medan magnet pada arus listrik.

II. Persiapan Pembelajaran

  1. Materi Pokok
    • Konsep gaya magnet dan medan magnet.
    • Hukum Biot-Savart.
    • Gaya Lorentz (F = B × I × L).
    • Interaksi medan magnet dengan arus listrik.
    • Aplikasi gaya magnet dalam teknologi: motor listrik dan generator.
  2. Media dan Sumber Belajar
    • Media: PowerPoint (PPT), video simulasi medan magnet dan arus listrik, alat peraga (magnet, kawat berarus listrik), dan alat untuk eksperimen sederhana.
    • Sumber Belajar:
      • Buku teks fisika kelas XII.
      • Artikel atau video tutorial tentang medan magnet dan gaya magnet.
      • Internet (sumber seperti YouTube, situs edukasi fisika, simulasi interaktif PhET).
  3. Metode Pembelajaran
    • Diskusi interaktif.
    • Eksperimen sederhana di kelas untuk menunjukkan hubungan antara arus listrik dan medan magnet.
    • Problem-based learning (PBL) melalui studi kasus atau permasalahan terkait teknologi berbasis gaya magnet.

III. Langkah-langkah Pembelajaran

A. Kegiatan Pembuka (10 menit)
  1. Orientasi dan Apersepsi (5 menit)
    • Guru memulai pelajaran dengan memperkenalkan fenomena gaya magnet dalam kehidupan sehari-hari, seperti penggunaan motor listrik pada kipas angin, hard drive komputer, atau teknologi MRI.
    • Guru menanyakan kepada siswa tentang pengalaman mereka dengan perangkat atau teknologi yang bekerja berdasarkan prinsip magnet.
  2. Motivasi dan Tujuan Pembelajaran (5 menit)
    • Guru menjelaskan bahwa topik gaya magnet sangat penting dalam memahami berbagai fenomena fisika dan teknologi modern.
    • Tujuan pembelajaran dijelaskan: siswa akan memahami konsep gaya magnet, hukum-hukum yang terkait, serta bagaimana menerapkan konsep ini dalam kehidupan sehari-hari.
B. Kegiatan Inti (105 menit)
  1. Penjelasan Konsep Dasar Gaya Magnet (30 menit)
    • Definisi Medan Magnet: Guru menjelaskan bahwa medan magnet adalah ruang di sekitar magnet di mana gaya magnet dapat dirasakan oleh benda lain.
    • Pengaruh Arus Listrik Terhadap Medan Magnet: Guru menjelaskan bahwa arus listrik yang mengalir melalui kawat dapat menghasilkan medan magnet di sekitarnya, sesuai dengan hukum Biot-Savart.
    • Hukum Biot-Savart: Guru menjelaskan rumus matematis untuk medan magnet yang dihasilkan oleh kawat berarus listrik: 
      • B adalah kuat medan magnet (Tesla).
      • μ0 adalah permeabilitas magnetik ruang hampa.
      • I adalah arus listrik (Ampere).
      • r adalah jarak dari kawat.
    • Gaya Lorentz: Guru menjelaskan bahwa gaya magnet yang bekerja pada kawat berarus listrik dalam medan magnet diberikan oleh persamaan: F=B×I×L×sin⁡(θ) dimana F adalah gaya dalam newton (N), B adalah medan magnet dalam tesla (T), I adalah arus listrik dalam ampere (A), L adalah panjang kawat dalam medan magnet (m), dan θ\theta adalah sudut antara medan magnet dan arus listrik.
  2. Eksperimen Sederhana: Pengaruh Medan Magnet pada Arus Listrik (35 menit)
    • Guru memimpin eksperimen di kelas untuk menunjukkan hubungan antara medan magnet dan arus listrik. Siswa dikelompokkan untuk melakukan eksperimen ini.
    • Langkah-langkah Eksperimen:
      1. Gunakan kawat, sumber daya (baterai), dan magnet batang.
      2. Sambungkan kawat ke baterai untuk menciptakan arus listrik.
      3. Tempatkan magnet di dekat kawat dan perhatikan pengaruh medan magnet terhadap arus (misalnya, pergerakan kawat).
    • Siswa mengamati perubahan yang terjadi dan mencatat hasil pengamatan mereka pada lembar kerja.
    • Setelah eksperimen, siswa diminta untuk menghitung gaya magnet menggunakan persamaan gaya Lorentz berdasarkan pengukuran arus dan medan magnet.
  3. Aplikasi Gaya Magnet dalam Teknologi (20 menit)
    • Guru menjelaskan bagaimana gaya magnet diterapkan dalam berbagai teknologi, seperti motor listrik, generator, dan perangkat MRI.
    • Diskusi tentang prinsip kerja motor listrik: bagaimana medan magnet berinteraksi dengan arus listrik untuk menghasilkan gerakan rotasi pada motor.
    • Studi Kasus: Guru memberikan contoh aplikasi nyata seperti motor listrik pada kendaraan listrik, dan siswa diajak untuk menganalisis cara kerja perangkat tersebut.
  4. Diskusi dan Analisis Soal (20 menit)
    • Guru membagikan beberapa soal perhitungan terkait gaya magnet untuk siswa kerjakan secara individu atau kelompok. Contoh soal:
      • “Sebuah kawat berarus listrik 2A ditempatkan dalam medan magnet sebesar 0,5T dengan panjang kawat 10cm. Hitung gaya magnet yang bekerja pada kawat jika sudut antara medan magnet dan kawat adalah 90°.”
    • Siswa mengerjakan soal dan mendiskusikan jawabannya di kelas.
C. Kegiatan Penutup (20 menit)
  1. Refleksi Pembelajaran (10 menit)
    • Guru mengajak siswa merefleksikan apa yang telah dipelajari tentang gaya magnet, medan magnet, dan penerapannya.
    • Siswa menjawab pertanyaan reflektif seperti: “Bagaimana konsep gaya magnet memengaruhi teknologi yang ada di sekitar kita?”
  2. Penugasan (5 menit)
    • Siswa diminta membuat laporan singkat tentang eksperimen yang telah dilakukan, mencakup pengamatan, perhitungan gaya magnet, dan aplikasi gaya magnet dalam teknologi.
  3. Penutup dan Evaluasi (5 menit)
    • Guru menutup pelajaran dengan memberikan evaluasi tentang keterlibatan siswa selama proses pembelajaran.
    • Guru memberikan informasi tentang materi pembelajaran selanjutnya, seperti induksi elektromagnetik atau gelombang elektromagnetik.

IV. Penilaian

  1. Penilaian Pengetahuan:
    • Soal-soal perhitungan gaya magnet, gaya Lorentz, dan hukum Biot-Savart.
  2. Penilaian Keterampilan:
    • Laporan eksperimen yang mencakup pengukuran medan magnet, pengamatan pengaruh medan magnet terhadap arus, serta perhitungan gaya magnet.
  3. Penilaian Sikap:
    • Observasi keterlibatan siswa dalam diskusi kelas, kerjasama kelompok saat melakukan eksperimen, serta kedisiplinan dalam menyelesaikan tugas dan laporan.

V. Lampiran

  • Lembar Kerja Siswa (LKS): Berisi langkah-langkah eksperimen, pengamatan, dan soal perhitungan gaya magnet.
  • Materi Tambahan: Artikel atau video tutorial tentang hukum Biot-Savart, gaya Lorentz, dan aplikasi teknologi berbasis magnet.

Lampiran 1: Lembar Kerja Siswa (LKS)

Lembar Kerja Siswa: Gaya Magnet
Kelas: XII SMA
Nama: …
Tanggal: …

A. Tujuan Kegiatan
  1. Mengukur dan memahami pengaruh medan magnet terhadap arus listrik.
  2. Menganalisis gaya magnet yang bekerja pada kawat berarus listrik dalam medan magnet.
  3. Menerapkan konsep gaya magnet pada aplikasi teknologi.
B. Alat dan Bahan
  • Magnet batang
  • Kawat tembaga
  • Baterai
  • Multimeter
  • Penggaris
  • Klem atau penjepit kabel
C. Langkah-langkah Eksperimen
  1. Susun rangkaian sederhana dengan menghubungkan kawat tembaga ke baterai sehingga arus listrik mengalir melalui kawat.
  2. Letakkan magnet batang di dekat kawat. Perhatikan pengaruh medan magnet terhadap kawat berarus.
  3. Gunakan multimeter untuk mengukur arus listrik yang mengalir melalui kawat dan catat hasilnya.
  4. Hitung gaya magnet yang bekerja pada kawat menggunakan rumus gaya Lorentz.
D. Pertanyaan Refleksi
  1. Apa yang terjadi pada kawat berarus ketika didekatkan dengan medan magnet?
  2. Bagaimana arah gaya magnet berubah ketika polaritas magnet dibalik?
  3. Jelaskan aplikasi gaya magnet dalam teknologi sehari-hari yang kalian ketahui.

Lampiran 2: Rubrik Penilaian

A. Penilaian Laporan Eksperimen

No Aspek Penilaian Kriteria Penilaian Skor
1 Pengukuran Arus Listrik Pengukuran arus dilakukan dengan benar 0-10
2 Pengamatan Interaksi Medan Magnet Pengamatan terhadap pengaruh medan magnet tepat 0-10
3 Perhitungan Gaya Magnet Perhitungan gaya magnet menggunakan rumus yang tepat 0-10
4 Penyusunan Laporan Laporan lengkap dan tersusun rapi 0-10
Total Skor 0-40

Dengan modul ini, siswa akan belajar secara mendalam tentang konsep gaya magnet, menerapkannya dalam eksperimen nyata, dan memahami aplikasinya dalam teknologi sehari-hari.

Budiskj
  • Modul Ajar: Gaya Magnet pada Kawat Berarus
    •
  • Gaya Magnet: Konsep, Sifat, dan Penerapan dalam Kehidupan Sehari-Hari
    •
  • Gaya Magnet pada Kawat Berarus Listrik: Konsep, dan Aplikasinya
    •