J U R N A L R A D IA S I – V O L .3 .N O .1 T A H U N 2 0 1 3

## Pengembangan Pesawat Atwood Berbasis Sensor LDR (Light Dependent Resistor) sebagai Alat Peraga GLB Dan GLBB

## Wasino, Arif Maftukhin, Eko Setyadi Kurniawan
Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Muhammadiyah Purworejo Jl. K.H. Ahmad Dahlan No. 3 Purworejo Email: senoaryo86@yahoo.com
Intisari – Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan terdiri dari tahap pengumpulan data, desain produk, validitas desain, revisi desain, uji coba terbatas. Subyek penelitian untuk uji coba terbatas adalah siswa kelas XI IPA-1 SMA Negeri 1 Mirit sebanyak 26 siswa. Produk  yang  dikembangkan adalah    Pesawat  Atwood  yang  dirancang melalui  tahap  kalibrasi pengukuran  dan  validasi  oleh  ahli.  Selanjutnya, produk direvisi  dan diuji  coba  terbatas.  Hasil  analisis data menunjukan Pesawat  Atwood  berbasis  sensor  LDR  memiliki  tingkat  kesalahan  relatif  sangat  kecil  yaitu  2,2%  dan 1,9%.  Uji  validitas memperoleh  persentase  rata-rata  sebesar  88,7%.  Uji  coba  terbatas  dilakukan  dengan melakukan praktikum  menggunakan Pesawat  Atwood diperoleh nilai  gravitasi sebesar  g  =  (9,78  ±  0,02)m/s 2 , hasil  angket  respon  siswa menghasilkan  nilai persentase sebesar 79% dengan kriteria sangat baik. Hasil observasi keterlaksanaan pembelajaran menghasilkan persentase 83%.  Dengan  demikian  Pesawat  Atwood  berbasis  sensor  LDR  dapat  digunakan  sebagai alternativ alat  peraga  GLB  dan GLBB untuk pembelajaran Fisika SMA.

## Kata Kunci : Pesawat Atwoood, Sensor LDR (Light Dependent Resistor), GLB dan GLBB

## I. PENDAHULUAN
Pendidikan  merupakan  usaha  sadar  dan  terencana  untuk mewujudkan  suasana  belajar  dan  proses  pembelajaran  agar peserta  didik  dapat  secara  aktif  mengembangkan  potensi yang  ada  pada  dirinya,  untuk  memiliki  kekuatan  spiritual keagamaan,  kepribadian,  akhlak  mulia,  pengendalian  diri, kecerdasan  serta  keterampilan  yang  diperlukan  dirinya, masyarakat, bangsa dan Negara
Teknologi  pendidikan  yang  berkembang  di  lingkungan pendidikan  Indonesia  adalah  teknologi  yang  berorientasi pada kemampuan. Pendidikan berusaha untuk meningkatkan kemampuan  peserta  didik  pada  taraf  tertentu.  Seorang  guru dituntut  penguasaan  terhadap  berbagai  kemampuan  sebagai guru yang profesional dalam bidangnya. Dalam perkembangan  yang  demikian,  ada  kecenderungan  bahwa guru  lebih  mementingkan  hal-hal yang  bersifat  teknis mekanis belaka, seperti teknik perumusan tujuan pengajaran,  teknik  penyusunan  satuan  pelajaran  dan  teknik evaluasi.
Alat peraga pengukuran adalah alat  yang digunakan oleh guru  ketika  mengajar  atau  praktikum  untuk  membantu memperjelas materi  pembelajaran  sehingga  siswa  paham menerima  materi  dari  guru. Guru  dalam  hal  ini  sebagai fasilitator,  ketika  akan  mengajar  hendaknya  memilih  alat peraga  yang  tepat  dan  mudah  digunakan  sehingga  dapat menarik  minat  dalam  belajar  dan  dapat  memberikan pengalaman  yang  langsung  sehingga  dapat  membangkitkan siswa untuk  bertanya  dan  diskusi.  Alat  peraga  yang digunakan  hendaknya  sesuai  dengan  kompetensi  dasar  dan indikator sehingga tidak menyimpang dari tujuan belajar itu sendiri.
Pesawat Atwood adalah alat peraga yang digunakan untuk menjelaskan hubungan antara tegangan, energi potensial dan
energi  kinetik  dengan  menggunakan  dua  pemberat  (massa berbeda)  yaitu m 1 dan m 2 dihubungkan  dengan  tali  pada sebuah  katrol.  Benda  yang  massanya  lebih  besar  (m 1 ) posisinya lebih  tinggi  dibandingkan  dengan  massa  yang lebih  ringan  (m 2 ).  Jadi  benda  yang  bermassa m 2 akan bergerak turun karena adanya pengaruh percepatan gravitasi sehingga  menarik m 1 karena  adanya  tali  yang  dihubungkan dengan  katrol.  Pada  umumnya  Pesawat  Atwood  yang  ada pada laboratorium masih sebatas manual dalam pengambilan data menggunakan stopwatch.
Pembuatan  alat  peraga  yang  digunakan  dalam  penelitian ini  adalah  Pesawat  Atwood berbasisi  sensor  LDR  (Lght Dependent Resistor) pada Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus  Berubah  Beraturan.  Alat  ini  menggunakan  digital stopwatch  yang  dihubungkan  dengan  rangkaian  otomatisasi sensor LDR (Light Dependent Resistor) sehingga diharapkan  dalam  penggunaanya  lebih  akurat  dalam pengambilan  waktu  saat  praktikum  alat  peraga  tersebut. Selain itu siswa lebih tertarik dalam mengikuti pembelajaran.  Peranan  penting  yang  dimiliki  alat  peraga dalam  pembelajaran  fisika,  mendorong  peneliti  untuk melakukan  penelitian  yang  berjudul,  “Pengembangan Pesawat  Atwood  Berbasis  Sensor  LDR  (Light  Dependent Resistor ) sebagai Alat Peraga GLB dan GLBB”

## II. KAJIAN TEORI
A. Gerak Translasi
Gerak lurus  adalah  gerak  suatu  obyek  yang lintasannya berupa  garis  lurus.  Dapat  pula  gerak  ini  disebut  suatu translasi  beraturan.  Pada  rentang  waktu  yang  sama  terjadi perpindahan yang besarnya sama. Gerak lurus dikelompokan  menjadi  Gerak  Lurus  Beraturan  (GLB)  dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dibedakan dengan ada tidaknya percepatan.
J U R N A L R A D IA S I – V O L .3 .N O .1 T A H U N 2 0 1 3
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)
Menurut Marthen Kanginan (2006: 63-64) Gerak Lurus Beraturan  (GLB)  adalah  gerak  lurus  suatu  obyek, dimana  dalam  gerak  ini  kecepatannya  tetap  atau  tanpa percepatan,  sehingga  jarak  yang  ditempuh  adalah kelajuan kali waktu Secara matematis dinyatakan dalam persamaan:
s = v t
(1)

## 2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)
Gerak  Lurus  Berubah  Beraturan  (GLBB)  adalah  gerak lurus  suatu  obyek,  dimana  kecepatannya  berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap. Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum II Newton.
v t = v 0 + a t (2) v t 2 = v 0 2 + 2 a s (3) s = v 0 t + ½ a t 2 (4)
B. Pesawat Atwood
Pesawat  Atwood  merupakan  alat  eksperimen  yang digunakan  untuk  mengamati  hukum  mekanika  gerak  yang berubah  beraturan.  Alat  ini  mulai  dikembangkan  sekitar abad ke delapan belas untuk mengukur percepatan gravitasi g. Sederhananya  alat  ini  tersusun  atas  seutas  tali  yang dihubungkan dengan sebuah katrol, dimana pada ujung tali dikaitkan massa beban m 1 dan m 2 . Jika massa benda m 1 dan m 2 sama (m 1 = m 2 ), maka keduanya akan diam. Akan tetapi jika massa benda m 2 lebih besar dari pada massa benda m 1 (m 2 > m 1 ),  maka  massa m 1 akan tertarik oleh  massa benda m 2 .
Secara  matematis  dinyatakan  dalam  persamaan  sebagai berikut:
a = ( ) (10)

## III. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan jenis penelitian pengembangan. Peneliti  mengembangkan  Pesawat  Atwood  berbasis  sensor LDR (Light Dependent Resistor) sebagai Alat Peraga Gerak Lurus  Beraturan  dan  Gerak  Lurus  Berubah  Beraturan. Subjek  penelitian  ini adalah siswa  kelas  XI  IPA-1 di  SMA Negeri 1  Mirit Kabupaten Kebumen berjumlah  26 siswa. Data diambil melalui metode observasi, validasi alat, angket dan  dokumentasi.  Data  dianalisis  menggunakan  analisis deskriptif presentase.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1. Tahap Pendahuluan
Pada tahap pendahuluan langkah-langkah yang dilakukan  yaitu  studi  lapangan  dan  studi  pustaka.  Pada tahap  studi  lapangan  dilaksanakan  observasi  kelas  dan wawancara dengan guru mata pelajaran untuk mengetahui  apa  yang  dibutuhkan  sebagai  penunjang pembelajaran.  Selain  itu,  juga  mendefinisikan  dan menetapkan  kebutuhan-kebutuhan  di  dalam  proses pembelajaran.
2. Tahap Desain Produk Pada tahap perencanaan ini dilakukan pembuatan desain
Pesawat Atwood Berbasis sensor LDR (Light Dependent Resistor) secara keseluruhan

## Gambar 1. Desain Pesawat Atwood Berbasis LDR.
3. Tahap pembuatan Pesawat Atwood berbasis sensor LDR (Light Dependent Resistor).
Dalam pembuatan pesawat Atwood berbasis sensor LDR dibagi  menjadi  beberapa  bagian-bagian  dasar  yaitu sistem  katrol  dan sistem  tiang  utama  berskala,  Box Elextrik dan genggaman berlubang dan penahan baban.
a. Alat dan bahan Pembuatan Box Elextrik LDR
1) Multimeter digital,  digunakan  untuk  mengukur besar  hambatan  pada  resistor,  dan  tegangan  pada setiap komponen.
2) Sensor  LDR,  digunakan  untuk  mengaktifkan ataupun  menonaktifkan Relay pada  Sistem Otomatisasi sensor
3) Solder,  digunkan  untuk  menempelkan  masing- masing komponen pada PCB.
4) Project  board,  digunakan  untuk  uji  coba rangkaian dan komponen sebelum digunakan.
5) Cutter,  digunakan  sebagai  alat  pemotong  PCB dan kabel.
6) Potensiometer,  digunakan  untuk  menormalkan daya pada pendeteksian sensor.
7) Tang  pemotong,  digunakan  untuk  memotong kaki-kaki komponen, kabel, dan conectorsil.
8) Penghisap timah, digunakan untuk menghilangkan  timah  solder  pada  PCB  dan komponen.
9) Jumper.  Digunakan  sebagai  jalur  alternatef  pada PCB.
10)PCB  (Printed  Circuit  Board),  digunakan  untuk jalur  dan  dudukan  pada  komponen  pasif  dan komponen aktif.
11)Konektor male dan female,  digunakan  untuk menyambung antara PCB dan sebagian komponen.
12)Skalar  (relay),  digunakan  untuk  mematikan  dan menghidupkan alat atau komponen.
M 1 A B B o x L D R
J U R N A L R A D IA S I – V O L .3 .N O .1 T A H U N 2 0 1 3
b. Alat dan bahan pembuatan Pesawat Atwood Dalam pembuatan pesawat Atwood berbasis sensor LDR dibagi menjadi tiga bagian-bagian dasar yaitu sistem katrol, sistem  tiang  utama  berskala  dan  genggaman  berlubang  dan penahan baban.
Berikut  alat  dan  bahan  yang  digunakan  dalam  pembuatan Pesawat Atwood berbasis sensor LDR:
a) Plat  aluminium,  sebagai  pelapis  kayu  pada  tiang  batang berskala
b) Batang  kayu  berdiameter  10  cm  dan  tinggi  150  cm, sebagai bahan membuat tiang Atwood.
c) Pita meteran, sebagai skala pada tiang
d) Katrol terbuat dari plastik
e) Plat  besi,  sebagai  bahan  untuk  membuatan  genggaman berlubang
f) Gergaji, bor listrik, skrup dan baut secukupnya.
Hasil  alat  peraga  Pesawat  Atwood  berbasis  sensor  LDR dapat dilihat dalam gambar 3 berikut ini:

## Gambar 3. Pesawat Atwood Berbasis Sensor LDR

## 4. Data Hasil Validasi Ahli

## Tabel 1
Hasil Persentase Kriteria Penilaian Validasi Aspek Dosen Guru Teman Manfaat 89% 89% 91.50% Penyajian 89% 82% 90.30% Penampilan Fisik 96,80% 93,75% 90,60%
Gambar 4. Diagram Batang Persentase Validasi terhadap Pesawat Atwood

## 5. Data Hasil Uji Coba Terbatas
Tabel 2 Hasil Perhitungan Percepatan Gravitasi Tiap Kelompok Kelompok Percepatan Gravitasi (m/s 2 ) Percepatan (m/s) I 9,86 2,91 II 9,75 2,87 III 9,49 2,79 IV 9,52 2,80 V 10,3 3,05

## Gambar 5. Grafik Hubungan antara Percepatan dengan Gravitasi

## 6. Data Hasil Analisis Angket Respon Siswa

## Tabel 3

## Persentase Nilai Respon Siswa terhadap Pesawat Atwood
Aspek Atwood Tanpa Sensor Atwood Bersensor LDR Manfaat 65% 80% Penyajian Alat Peraga 73% 78% Penampilan Fisik 66% 79%
89% 89% 91,5% 89% 82% 90,3% 96,8% 93,8% 90,6% 70% 75% 80% 85% 90% 95% 100% Dosen Guru Teman P er se n ta se Responden Persentase Penilaian Validator Manfaat Penyajian Penampilan Fisik 2,7 2,8 2,9 3 3,1 9 9,5 10 10,5 P er ce p a ta n ( m /s ) Gravitasi (m/s²) Grafik Hubungan Antara Percepatan Benda dengan Percepatan Gravitasi
Percepatan (m/s) Linear (Percepatan (m/s))
J U R N A L R A
D IA S I – V O L .3 .N O .1 T A H U N 2 0 1 3

## Gambar 6. Diagram Batang Hasil Persentase Angket
Respon Siswa

## 7. Data Hasil Observasi Keterlaksanaan Pembelajaran Tabel 4
Jumlah Perolehan Skor Observasi Pertemuan Ke- Jumlah Skor Persentase (%) Kriteria Keterlaksanaan I 44,5 79,5 Sangat Baik II 47 84 Sangat Baik III 48,5 87 Sangat Baik

## Gambar 7. Diagram Batang Hasil Observasi Tiap
Pertemuan

## V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  dan pengembangan,  dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Langkah-langkah yang dilakukan dalam mengidentifikasikan  pengembangan  Pesawat  Atwood berbasis  sensor  LDR  sebagai  alat  peraga  GLB  dan GLBB dalam penelitian adalah; a) Potensi dan Masalah; b)  Mengumpulkan  Informasi; c)  Desain  Produk; d) Validasi  Desain; e)  Revisi  Desain; f)  Uji  Coba  Produk;
g)  Revisi  Produk; h)  Uji  Coba  Pemakaian; i)  Revisi Produk  Akhir dan  menghasilkan  Pesawat  Atwood berbasis sensor LDR.
2. Keterpakaian  Pesawat  Atwood  berbasis  sensor LDR (Light  Dependent  Resistor)  dapat  digunakan  untuk menjelaskan  pokok  bahasan  Gerak  Lurus  Beraturan (GLB)  dan  Gerak  Lurus  Berubah  Beratura  (GLBB). Dengan  persentase  respon  peserta  didik  sebesar  79  %
termasuk  dalam  kriteria  “sangat  baik”  dan  hasil observasi keterlaksanaan pembelajaran menunjukan nilai persentase sebesar 83% dengan kriteria “sangat baik”.

## B. Saran dan Pengembangan Produk Lebih Lanjut
1. Saran Pemanfaatan Produk
a. Berdasarkan  hasil  ujicoba  lapangan,  pesawat  Atwood berbasis sensor LDR dapat dijadikan sebagai alat peraga pada  pokok  bahasan  GLB  dan  GLBB.  Maka  dalam pemanfaatannya  diperlukan  kerja  sama  dari  berbagai pihak baik dari guru, pimpinan sekolah dan pihak-pihak lain  yang  terkait  untuk  membantu  menyediakan  sarana dan  fasilitas  yang  dibutuhkan  dalam  mengembangkan produk  tersebut. Hal  ini  diperlukan  karena  dalam pelaksanaannya  membutuhkan  biaya  dan  fasilitas tambahan.
b. Untuk  uji  terbatas  bisa  ditambah  alokasi  waktu pertemuan  dan  kelas  uji  coba  untuk  praktikum  Pesawat Atwood berbasis sensor LDR
2. Pengembangan Produk Lebih Lanjut Pengembangan  Pesawat Atwood  menggunakan  sensor LDR  (Light  Dependent  Resistor)  sebagai  otomatisasi terhadap fungsi penggunaan stopwatch dalam mengambil  data  saat  praktikum,  untuk  pengembangan lebih  lanjut  perlu  digunakan  sensor  yang  memiliki ketelitian  lebih  tinggi  seperti  menggunakan  sensor  jarak ataupun  sensor  gerak.  Selain  itu    Produk  menggunakan sensor  LDR  dapat  juga  dikembangkan  dan  diterapkan untuk Gerak Mendatar.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada    Drs.  H.  Ashari sebagai reviewer jurnal ini.

## PUSTAKA
Artikel Jurnal:
[1] Yulianti, Eny. et.al. 2010.  Pengembangan Alat Peraga Menggunakan Rangkaian  Listrik seri Paralel untuk  Mengajarkan  Logika  Matematika  di  SMK Negeri  2  Palemban,  Jurnal  Pendidikan  Matematika
Indonesia, volume 4, nomor 1, 26-32.
[2] Widiyatmoko,  A.  2013  Pengembangan  Perangkat Pembelajaran
IPA Terpadu Berkarakter
Menggunakan Pendekatan Humanistik Berbantu Alat Peraga  Murah, Jurnal  Pendidikan  IPA  Indonesia, volume 2, nomor 1, 76-82.
Buku:
[3] Arikunto,  Suharsimi.  2009. Dasar-Dasar  Evaluasi Pendidikan. Jakarta: PT Bumi Aksara.
[4] Giancoli,  Dougles  C.  2001. Fisika  Jilid  I (terjemahan). Jakarta: Erlangga
[5] Kanginan, Marthen.  2006. Fisika  SMA  Untuk  Kelas

## X. Jakarta: Erlangga
[6] Resnick,  R  dan  Halliday,  D.  1985. Fisika  Jilid  1
Edisi  ke  3.  (Terjemahan  Pantur  Silaban  &  Erwin Sucipto).  Jakarta:  Erlangga.  (Buku  asli  diterbitkan tahun 1977).
65% 73% 66% 80% 78% 79% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Manfaat Penyajian Alat Peraga Penampilan Fisik Pe rse n ta se Persentase Nilai Respon Siswa terhadap Pesawat Atwood Atwood Tanpa sensor Atwood bersensor LDR 80% 84% 87% 74% 76% 78% 80% 82% 84% 86% 88% I II III P er se n ta se Pertemuan Ke-
Hasil Observasi Tiap Pertemuan
J U R N A L R A D IA S I – V O L .3 .N O .1 T A H U N 2 0 1 3
[7] Sudirham,  Sudaryanto.  2002. Analisis  Rangkaian Listrik. Bandung: Institut Teknik Bandung
[8] Sudjana,  Nana.  2011. Dasar-Dasar  Proses  Belajar Mengajar. Bandung: Sinar Baru Algesindo.
[9] Sugiyono.  2009. Metode  Penelitian  Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta
Skripsi/tesis/disertasi:
[10] Nurfauziawati,  Nova.  2010. Laporan  Praktikum
Modul  2  Pesawat  Atwood. Makalah.  Tidak
diterbitkan. Bandung: Universitas Padjadjaran.
[11] Prasetyo.  Zuhdan  K. 2012. Makalah: Pengembangan Berbasis  Penelitian.  Disajikan  dalam Kuliah  Umum

## Dosen Pembimbing Pendidikan Tesis dan Mahasiswa
Magister  Pendidikan  Sains  Program  Pascasarjana.
Universitas Negeri Sebelas Maret. Surakarta
[12] Rochman,  Muhammad  F.  2009. Perancangan  dan
Pembuatan alat Pengaturan Otomatis Cahaya Ruang Baca  Menggunakan  Sensor  LDR  (Light  Dependent Resistor. Skripsi,  tidak  diterbitkan.  Universitas
Negeri Semarang. Semarang

## Internet
[13] Mesa Fajrul. 2012. Diakses dari http/www.scibd.com/Pesawat-atwoodBuku pada tanggal 20 Juni 2013 [14] Ryan. 2002. Diakses dari http/www.technologystudent..com/elec1/ldr.htm pada tanggal 16 Juni 2013. [14] _______.
2008.
Diakses dari
http/ifd.fmipa.itb.ac.id/modul-08-pesawat-atwood/ pada tanggal 19 Juni 2013.