Modul Ajar & RPP Fisika Kelas XI
Persamaan Kontinuitas

Waktu pengerjaan: 25 menit

Tujuan: Membuktikan hubungan antara luas penampang dan kecepatan aliran fluida menggunakan Persamaan Kontinuitas.

Petunjuk: 1) Berdoalah sebelum mulai. 2) Kerjakan langkah secara berurutan dan diskusikan dalam kelompok. 3) Catat temuan di tabel, lalu simpulkan berdasarkan bukti.

Info singkat: Fluida, baik cair maupun gas, selalu ada di sekitar kita dan memainkan peran penting dalam banyak fenomena alam serta teknologi.

Alat & bahan: Botol plastik bekas, selang air dengan diameter berbeda, penggaris, stopwatch, gelas ukur, baskom

Langkah kerja:

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan seperti pada gambar di atas.
2. Isi botol plastik dengan air, lalu sambungkan selang berdiameter besar ke lubang botol dan biarkan air mengalir ke dalam gelas ukur. Catat volume air yang tertampung dan waktu yang dibutuhkan selama 10 detik.
3. Ulangi langkah 2 dengan menggunakan selang berdiameter kecil. Pastikan ketinggian air dalam botol tetap konstan selama pengukuran.
4. Ukur diameter masing-masing selang menggunakan penggaris dan hitung luas penampangnya.
5. Hitung debit aliran (Q) dan kecepatan aliran (v) untuk kedua selang, lalu catat hasilnya pada tabel di bawah.

🔒 Tabel kerja dan lembar refleksi murid tidak ditampilkan di pratinjau — keduanya ada di berkas unduhan.

Asesmen awal (diagnostik):

1. Apa yang kamu ketahui tentang debit air?
2. Bagaimana cara menghitung luas penampang lingkaran?
3. Menurutmu, apa yang terjadi pada kecepatan air jika pipa saluran tiba-tiba menyempit?

Formatif (proses): Observasi kinerja peserta didik dalam diskusi kelompok dan saat melakukan percobaan, serta penilaian hasil LKPD.

Sumatif (akhir): Tes tertulis berupa soal pilihan ganda dan esai tentang Persamaan Kontinuitas dan aplikasinya.

🔒 Rubrik KKTP dan kunci jawaban tidak ditampilkan di pratinjau — rubrik ada di berkas unduhan, kunci jawaban khusus member Paket Lengkap.

Fluida, baik cair maupun gas, selalu ada di sekitar kita dan memainkan peran penting dalam banyak fenomena alam serta teknologi. Memahami perilaku fluida yang bergerak adalah kunci untuk menjelaskan banyak hal, mulai dari aliran darah dalam tubuh hingga sistem irigasi di pertanian. Salah satu konsep fundamental dalam dinamika fluida adalah Persamaan Kontinuitas, yang menjelaskan bagaimana fluida mempertahankan alirannya dalam saluran yang berubah-ubah bentuknya.

1. Debit Fluida
Debit fluida (Q) adalah besaran yang menyatakan volume fluida yang mengalir melalui suatu penampang dalam satuan waktu tertentu. Secara matematis, debit dapat dirumuskan sebagai Q = V/t, di mana V adalah volume fluida dan t adalah waktu. Satuan SI untuk debit adalah meter kubik per detik (m³/s). Selain itu, debit juga dapat dinyatakan sebagai hasil kali luas penampang (A) dengan kecepatan aliran fluida (v), yaitu Q = A × v. Konsep debit sangat penting untuk memahami seberapa cepat fluida berpindah dari satu tempat ke tempat lain.

2. Prinsip Kekekalan Massa
Persamaan Kontinuitas didasarkan pada prinsip kekekalan massa. Prinsip ini menyatakan bahwa massa fluida yang masuk ke dalam suatu sistem perpipaan tertutup harus sama dengan massa fluida yang keluar dari sistem tersebut, asalkan tidak ada fluida yang ditambahkan atau dihilangkan di antaranya. Untuk fluida ideal (incompressible dan non-viscous), massa jenisnya dianggap konstan. Oleh karena itu, jika massa fluida kekal, maka volume fluida yang mengalir per satuan waktu (debit) juga harus kekal di setiap titik dalam aliran.

3. Perumusan Persamaan Kontinuitas
Berdasarkan prinsip kekekalan massa dan definisi debit (Q = A × v), Persamaan Kontinuitas dapat dirumuskan. Jika kita memiliki pipa dengan dua penampang yang berbeda, A1 dan A2, dan kecepatan aliran fluida di kedua penampang tersebut adalah v1 dan v2, maka debit pada penampang pertama (Q1 = A1 × v1) harus sama dengan debit pada penampang kedua (Q2 = A2 × v2). Dengan demikian, Persamaan Kontinuitas adalah A1 × v1 = A2 × v2. Persamaan ini menunjukkan bahwa jika luas penampang mengecil, kecepatan aliran akan membesar, dan sebaliknya.

4. Penerapan dalam Kehidupan Sehari-hari
Persamaan Kontinuitas memiliki banyak aplikasi praktis. Contoh paling sederhana adalah saat kamu menyiram tanaman dengan selang: jika ujung selang diperkecil, air akan menyemprot lebih jauh dan lebih cepat karena luas penampang mengecil sehingga kecepatan aliran meningkat. Dalam sistem perpipaan rumah, pipa utama biasanya berdiameter besar untuk mengurangi kecepatan dan tekanan, sementara pipa cabang ke keran berdiameter lebih kecil untuk meningkatkan kecepatan aliran air saat keluar. Demikian pula, arteri dan vena dalam tubuh manusia memiliki diameter yang berbeda, yang memengaruhi kecepatan aliran darah.

Rangkuman: Persamaan Kontinuitas adalah prinsip fundamental dalam dinamika fluida yang didasarkan pada kekekalan massa. Ia menyatakan bahwa debit fluida (volume per satuan waktu) yang mengalir melalui suatu saluran tertutup adalah konstan, meskipun luas penampang saluran berubah. Secara matematis, dirumuskan sebagai A1v1 = A2v2, di mana A adalah luas penampang dan v adalah kecepatan aliran. Konsep ini menjelaskan mengapa air mengalir lebih cepat di bagian pipa yang sempit dan memiliki banyak aplikasi dalam kehidupan sehari-hari serta rekayasa.

🔒 Daftar pustaka tidak ditampilkan di pratinjau — ada di berkas unduhan.

Modul ajar "Persamaan Kontinuitas" mata pelajaran Fisika Kelas XI ini disusun sesuai ketentuan Kurikulum Merdeka · Pembelajaran Mendalam dan dinyatakan dapat digunakan dalam pembelajaran Tahun Pelajaran 2026/2027.

Rujukan: Permendikdasmen No. 13 Tahun 2025 (Pembelajaran Mendalam) · Permendikdasmen No. 1 Tahun 2026 (Standar Proses) · CP: Kepka BSKAP No. 046/H/KR/2025