Sebagai manusia yang sedang berkembang, peserta didik telah, sedang, dan akan mengalami empat tahap perkembangan intelektual, yakni sensori motor, pra-operasional, operasional konkrit, dan operasional formal. Untuk peserta didik SMP, umumnya berada pada fase peralihan dari operasional konkrit menuju operasional formal. Ini berarti, peserta didik SMP telah dapat diajak berpikir secara abstrak, misalnya melakukan analisis, inferensi, menyimpulkan, menggunakan penalaran deduktif dan induktif, dan lain-lain, namun seharusnya berangkat/dimulai dari situasi yang nyata dulu. Oleh karena itu, kegiatan pengamatan dan percobaan memegang peran penting dalam pembelajaran IPA, agar pembelajaran IPA tidak sekedar pembelajaran hafalan.
Di dalam pembelajaran siswa SMP, seorang guru dituntut juga untuk memerhatikan tahapan perkembangan kognitif siswa yang berada pada masa peralihan dari tahap operasional konkrit ke operasional formal. Dimana siswa sudah mulai dapat berpikir abstrak namun harus dibantu dengan situasi nyata terlebih dahulu. Berikut adalah salah satu alat sederhana yang dapat membantu guru dalam melaksanakan proses pembelajaran.
Rancangan alat sederhana ini berupa katrol yang dipasang pada rangka kayu sehingga dapat berputar dengan bebas. Kemudian mobil-mobilan bekas ditempatkan pada lintasan dan diikat dengan benang kasur. Pada ujung benang kasur lainnya digantungkan pemberat (beban) yang dapat diubah-ubah massanya.
Untuk melihat pengaruh gaya terhadap kecepatan benda, maka pemberat pada ujung tali dapat diubah dengan menambahkan kepingan logam. Sedangkan jika ingin melihat pengaruh massa pada kecepatan benda, maka pemberat pada ujung tali tidak ditambahkan beban, tetapi pada mobil-mobilan diberikan tambahan logam sebagai pemberat.
Dari hasil percobaan diperoleh data sebagai berikut:
No
F = Berat beban yang digantung (g)
m = Massa mobil + Massa beban (g)
Kecepatan Mobil
1
10 g
Massa mobil
Cepat
2
60 g