telaah kurikulum fisika "usaha dan energi"
Post on 05-Aug-2015
821 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Usaha dan Energi
Satuan Pendidikan : Sekolah Menengah Atas (SMA) /
Madrasah Aliyah (MA)
Kelas /Semester : XI / 1
Mata Pelajaran : Fisika
I. STANDART KOMPETENSI
1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda
titik.
II. KOMPETENSI DASAR
1.10. Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan hukum
kekekalan energi mekanik.
1.11. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik untuk menganalisis gerak
dalam kehidupan sehari-hari.
III. INDIKATOR
A. Kognitif
Produk
1. Menjelaskan pengertian usaha, energi, serta daya.
2. Menjelaskan berbagai macam energi dan perubahan energi.
3. Menganalisis Hukum kekekalan energi mekanik ditinjau dari energi
kinetik serta energi potensialnya.
4. Memformulasikan hubungan antara gaya, energi, usaha dan daya ke dalam
bentuk persamaan.
5. Memformulasikan konsep daya ke dalam bentuk persamaan dan kaitannya
dengan usaha dan energi.
6. Merumuskan hubungan medan konservatif dengan energi potensial dan
hukum kekekalan energi mekanik.
1“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
7. Menunjukkan kaitan usaha dengan perubahan energi kinetik.
8. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik dalam persoalan sehari-
hari.
Proses
1. Mengklasifikasikan serta menganalisis berbagai kegiatan dalam
kehidupan sehari-hari mengenai konsep usaha dan energi.
2. Membuat rumusan masalah, hipotesis, analisis dan menyimpulkan hasil
percobaan yang telah dilakukan.
B. Psikomotor
1. Melakukan percobaan untuk menunjukkan adanya perubahan suatu bentuk
energi menjadi bentuk energi lain.
2. Menerapkan keterampilan dalam menggunakan alat dan bahan yang
digunakan pada percobaan.
C. Afektif
Karakter
Berpikir kreatif, kritis serta logis, jujur dalam melakukan percobaan serta
menuliskan hasil percobaan, bersikap ingin tahu, berperilaku santun, dan
terbuka pada pendapat teman.
Keterampilan Sosial
Melatih kerjasama dan berperan aktif dalam kelompok saat melakukan
percobaan, mendengarkan dengan aktif, berada dalam kelompok, berada
dalam tugas, menyampaikan pertanyaan, menyumbang ide (berpendapat),
menerima dan menghargai adanya keberagaman saat diskusi serta
berkomunikasi dan berinteraksi dengan orang lain.
2“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
IV. FENOMENA
Seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil bergerak
Analisis : Anak tersebut melakukan usaha pada mobil, sebagian usaha
digunakan untuk bergerak atau menjdi tenaga gerak, sebagian
digunakan untuk mengatasi gesekan pada lantai, sebagian menjadi
tenaga termal (panas) karena gesekan antara roda mobil dan lantai.
Pada anak itu sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang karena
digunakan untuk mendorong mobil. Energi berpindah dari tenaga
kimia menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan. Energi total
sebuah sistem dan lingkungannya tidak akan berubah, tetapi hanya
terjadi perubahan bentuk energi saja.
Peristiwa atlet besi yang menahan barbell di atas kepala
Analisis : Atlet melakukan usaha ketika ia memindahkan barbell dari lantai ke
atas kepalanya. Tetapi ia tidak melakukan usaha ketika menahan
barbell sejenak di atas kepalanya
Orang menimba air di sumur
3“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Analisis : Orang menimba akan melakukan gaya, sebuah timba memiliki massa,
sedangkan jarak timba tersebut dari dasar sumur sampai dengan
orang yang menimba adalah jarak yang ditempuh timba saat orang
melakukan usaha dengan menarik tali pada timba.
Apel yang jatuh ke tanah dan menummbuk tanah
Analisis : Pada contoh ini sistem adalah antara apel dan bumi, gaya yang
bekerja dalam sistem adalah gaya gravitasi bumi. Energi kinetik
mula-mula adalah 0 karena apel masih tergantung di pohon. Apel
mencapai permukaan tanah dengan kecepatan sebut saja , maka
energi kinetiknya saat di tanah adalah K, dan perubahan energi
kinetiknya positip atau bertambah. Energi potensial berubah sesuai
dengan perubahan energi kinetiknya. Apabila perubahan energi
kinetiknya membesar maka perubahan energi potensialnya
mengecil. Dengan demikian energi potensial saat apel masih di
pohon lebih besar dari energi potensial apel ketika sudah sampai di
tanah.
4“USAHA dan ENERGI”
Usaha
Gaya Perpindahan Daya
Gaya Konservatif
Gaya Listrik
Gaya Tak Konservatif
Hukum Kekekalan Energi MekanikGaya GravitasiGaya Magnet
Energi
Energi Potensial Energi Kinetik Energi Mekanik
Energi Potensial GravitasiEnergi Potensial Pegas
Posisi Vertikal Simpangan
Kecepatan
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
V. PETA KONSEP
5“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
VI. URAIAN MATERI
USAHA
Untuk memahami konsep
tentang usaha, perhatikan uraian
berikut! Gambar disamping
memperlihatkan ilustrasi seseorang yang
sedang mendorong lemari sejauh s
meter.
Orang tersebut dikatakan
melakukan usaha atau kerja karena lemari mengalami perpindahan. Orang yang
mendorong dinding tembok dikatakan tidak melakukan usaha atau kerja,
meskipun orang tersebut mengeluarkan gaya dorong yang sangat besar. Hal ini
dikarenakan tembok tidak mengalami perpindahan kedudukan. Usaha dikatakan
bernilai jika terdapat perpindahan kedudukan. Usaha memiliki berbagai arti
dalam bahasa sehari-hari. Dalam fisika usaha diberi arti yang spesifik untuk
mendeskripsikan apa yang dihasilkan gaya ketika gaya itu bekerja pada suatu
benda. Usaha juga didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan dengan
komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan.
Pada orang yang mendorong lemari seperti ilustrasi di awal, gaya yang
diberikan pada lemari searah dengan perpindahan lemari. Jika gaya yang
dikerjakan pada benda searah dengan perpindahan benda, diagram gayanya dapat
digambarkan seperti pada 4.4 di bawah ini.
Pada gambar 4.4, gaya F diberikan kepada benda. Akibatnya benda
mengalami perpindahan sejauh s. Dengan demikian, usaha yang dilakukan oleh
gaya F dirumuskan:
6“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Persamaan di atas berlaku jika gaya yang diberikan pada benda searah
dengan perpindahan benda.
Pada gambar di atas terlihat bahwa sebuah gaya F yang membentuk sudut
diberikan pada benda. Akibatnya benda mengalami perpindahan sejauh s. Usaha
yang dilakukan oleh gaya F dapat dinyatakan dengan rumus berikut.
Ada kalanya gaya yang diberikan pada
suatu benda besarnya tidak teratur. Bagaimana
cara menentukan besarnya usaha, jika gaya
yang diberikan tidak teratur?
Sebagai contoh, seseorang yang
mendorong lemari. Dalam selang waktu 5 sekon,
gaya yang diberikan orang tersebut dari 2 N
menjadi 8 N. Akibatnya lemari berpindah dari
kedudukan 2 m menjadi 6 m. Untuk
menentukan usaha yang dilakukan oleh orang
tersebut, kita dapat menggambarkan gaya dan perpindahan yang dilakukannya
seperti gambar 4.6. Usaha yang dilakukan orang tersebut dapat ditentukan dengan
mencari luas di bawah kurva. Dari gambar 4.6 terlihat bahwa luas di bawah kurva
7“USAHA dan ENERGI”
F
s
2 N
8 N
2 m 6 m
Gambar 4.6 Grafik Gaya terhadap Perpindahan
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
berbentuk trapesium. Oleh karena itu, usaha yang dilakukan orang tersebut
adalah:
ENERGI
Energi merupakan salah satu konsep penting dalam sains. Energi dapat
diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Cobalah kamu
sebutkan beberapa jenis energi yang kamu kenal! Bagaimanakah sifat energi
tersebut? Apakah energi itu tetap ada namun dapat berubah bentuk? Jelaskanlah
salah satu bentuk energi yang kamu kenal dalam melakukan suatu usaha atau
gerak! Dalam fisika terdapat berbagai jenis energi, di antaranya energi potensial,
energi kinetik, dan energi mekanik yang akan dibahas berikut ini.
1. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang berkaitan dengan kedudukan
benda terhadap titik acuan. Dengan demikian, titik acuan akan menjadi tolok
ukur penentuan ketinggian suatu benda. Energi potensial ada beberapa
macam, seperti berikut ini.
a. Energi Potensial Gravitasi
Kamu tentu pernah melihat air terjun
bukan? Pada air terjun tersimpan energi potensial
gravitasi yang disebabkan oleh ketinggiannya.
Demikian juga ketika kita meletakkan sebuah
benda pada suatu ketinggian, pada hakikatnya
dalam benda tersebut tersimpan energi potensial
gravitasi. Energi potensial gravitasi adalah energi
potensial suatu benda yang disebabkan oleh
kedudukan benda terhadap gravitasi bumi. Jika kita menggantungkan
8“USAHA dan ENERGI”
hm g
w
Gambar 4.7 Energi Potensial Benda
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
bola bermassa m, (lihat gambar 4.7) pada ketinggian h dari permukaan
tanah maka energi potensial gravitasi bola tersebut dinyatakan:
b. Energi Potensial Gravitasi Newton
Energi potensial gravitasi Newton adalah energi potensial gravitasi
antara dua benda angkasa. Energi ini dirumuskan sebagai berikut.
Dari rumus di atas terlihat bahwa Ep bernilai negatif. Artinya,
untuk memindahkan benda dari posisi tertentu ke posisi lain yang
jaraknya lebih jauh dari pusat planet diperlukan sejumlah energi. Selain
itu, tanda negatif pada Ep juga menunjukkan bahwa suatu planet akan
tetap terikat pada medan gravitasi matahari, sehingga planet tetap
berada pada orbitnya.
c. Energi Potensial Pegas
Dari pembahasan sebelumnya diketahui bahwa hubungan antara
pertambahan panjang dengan gaya pegas adalah sebagai berikut.
9“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Agar kamu lebih memahami konsep
energi potensial pada pegas,
ambillah sebuah pegas! Setelah itu,
tekan pegas tersebut dengan
tanganmu! Apa yang terjadi?
Jika kamu memberikan gaya
tekan yang besar pada pegas maka
pegas tersebut juga akan
mempunyai energi potensial yang
besar. Perhatikan gambar! Jika tekanan yang kamu berikan pada pegas
tiba-tiba kamu lepaskan, pegas akan kembali ke bentuk semula dengan
cepat. Kemampuan pegas untuk kembali ke bentuk semula disebut
energi potensial pegas.
Energi potensial pegas dapat
ditentukan dengan menggambarkan gaya
pegas dan pertambahan panjang pegas
seperti gambar berikut. Luas di bawah kurva
pada gambar 4.9 menunjukkan besarnya
energi potensial pegas dan dapat dituliskan:
10“USAHA dan ENERGI”
Gambar 4.8 Gaya tekan yang diberikan pada
pegas
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Contoh penerapan energi potensial pegas yaitu pada anak panah
yang dilepaskan. Contoh lainnya adalah pada mobil mainan yang akan
bergerak maju setelah kita beri gaya dorong ke belakang.
2. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang
berkaitan dengan gerak suatu benda. Jadi,
setiap benda yang bergerak memiliki energi
kinetik. Meskipun gerak suatu benda dapat
dilihat sebagai suatu sikap relatif, namun
penentuan kerangka acuan dari gerak harus
tetap dilakukan untuk menentukan gerak itu. Persamaan energi kinetik
dapat dirumuskan sebagai berikut;
3. Energi Mekanik
Energi mekanik adalah energi total yang dimiliki oleh suatu benda.
Energi mekanik berasal dari energi potensial dan energi kinetic benda
tersebut. Untuk lebih jelasnya, simaklah uraian berikut!. Perhatikan benda
yang jatuh dari suatu ketinggian! Bagaimanakah perubahan kecepatan dan
ketinggiannnya? Pada benda yang jatuh tampak bahwa ketinggiannya akan
selalu berkurang. Hal ini berarti energi potensialnya juga berkurang. Apakah
energi potensial yang berkurang tersebut hilang begitu saja? Tentu tidak.
Karena energi tersebut berubah menjadi energi kinetik, sehingga energi
kinetik dan kecepatan benda tersebut akan bertambah. Dengan demikian,
besar energi mekanik benda tersebut adalah tetap dan dirumuskan sebagai
berikut;
11“USAHA dan ENERGI”
Em = Ep + EK
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Energi mekanik suatu benda bersifat kekal, artinya energi mekanik
tidak dapat dimusnahkan, namun dapat berubah bentuk. Pernyataan di atas
disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Secara matematis, hukum
kekekalan energi mekanik dapat dirumuskan:
Persamaan di atas hanya berlaku jika tidak terjadi gesekan. Jika
terjadi gesekan, sebagian energi akan berubah menjadi energi panas.
KAITAN USAHA DENGAN ENERGI
Pada bagian ini akan kita pelajari hubungan antara usaha dengan energi
kinetik dan energi potensial. Di depan telah disinggung bahwa kerja atau usaha
dapat terjadi karena adanya sejumlah energi. Apabila dalam sistem hanya berlaku
energi kinetik saja maka teori usaha-energi dapat ditentukan sebagai berikut.
Apabila dalam sistem hanya berlaku energi potensial gravitasi saja maka
teori usaha-energi dapat ditentukan dengan persamaan:
Pada berbagai kasus dengan beberapa gaya dapat ditentukan besarnya
usaha netto (bersih) sebagai berikut;
1. Pada Bidang Datar
Pada gambar terlihat bahwa sebuah gaya F menarik balok sehingga
balok mengalami perpindahan sejauh s. Jika lantai pada gambar tersebut
menimbulkan gaya gesek sebesar fk maka resultan gaya yang bekerja pada
benda adalah:
12“USAHA dan ENERGI”
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Dari persamaan di atas, kita tahu bahwa W = ΔEk sehingga
Jika gaya yang bekerja membentuk sudut α terhadap bidang datar, seperti
gambar, resultan gaya yang bekerja pada balok adalah:
Analogi dengan persamaan tersebut kita peroleh:
2. Pada Bidang Miring
Kaitan antara usaha dan energi pada gerak benda pada bidang
miring adalah sebagai berikut. Misalnya sebuah balok bermassa m diberi gaya
F sehingga balok bergerak ke atas sejauh s seperti gambar berikut. Jika lantai
bidang miring pada gambar terse but menimbulkan gaya gesek fk maka
resultan gaya yang bekerja adalah:
13“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Dengan demikian, usaha netto yang bekerja pada balok dirumuskan:
Jika gaya yang bekerja pada balok membentuk sudut β terhadap bidang
miring maka resultan gayanya:
DAYA
Daya adalah laju perubahan usaha dari satu sistem ke sistem yang lain per
satuan waktu. Jadi, daya (lambang P) dihitung dengan membagi usaha (W) yang
dilakukan terhadap selang waktu (t) lamanya melakukan usaha.
Karena usaha = gaya x perpindahan (W = F ∆x), maka dapat kita tulis;
Karena perpindahan (∆x) dibagi selang waktu (t) sama dengan kecepatan rata-
rata (v) maka diperoleh;
Satuan SI untuk daya adalah watt (W), untuk menghargai penemu mesin
uap asal Skotlandia, James Watt (1734 – 1819), maka satuan daya dalam SI
14“USAHA dan ENERGI”
Daya=UsahaWaktu
⟺ P=Wt
P= F ∆xt
=F (∆ xt )
P=F v
1watt= 1 joule1 sekon
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
VII. LABORATORIUM MINI
“Perubahan Bentuk Energi”
A. Tujuan
Menunjukkan adanya perubahan suatu bentuk energi menjadi bentuk energi
lain.
B. Alat dan Bahan
1. Pegas 1 buah
2. Balok 1 buah
3. Bola kecil 1 buah
C. Langkah Kerja
1. Tempelkan pegas pada balok yang cukup besar. Kemudian di ujung pegas
diberi bola kecil!
2. Letakkan semua benda di meja! Tariklah bola kecil kemudian lepaskan!
3. Selidikilah perubahan energi apa saja yang terjadi dalam percobaan
tersebut!
4. Buatlah kesimpulan dari hasil kerjamu dan diskusikan hasilnya dengan
teman – temanmu dengan bimbingan bapak ibu guru.
Peringatan:
a. Kembalikan semua peralatan ke tempat semula!
b. Jagalah kebersihan lingkungan!
c. Setelah melakukan kegiatan di atas, kamu tentu sudah memahami tentang
perubahan bentuk energi. Selanjutnya simaklah contoh soal berikut! Setelah itu
kerjakan soal-soal di bawahnya!
15“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
VIII. RANGKUMAN
a. Rangkuman Materi
Pengertian usaha dalam fisika didefinisikan sebagai perkalian antara
besar gaya yangmenyebabkan benda berpindah dengan besar
perpindahan benda yang searah dengan arah gaya tersebut.
Usaha akan ada jika ada pergeseran s, ada gaya dan sudut antara gaya
dan pergeseran tidak tegak lurus.
Energi merupakan salah satu konsep penting dalam sains. Energi dapat
diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.
Energi Kinetik adalah energi benda yang disebabkan oleh geraknya.
Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena
ketinggiannya.
Energi potensial untuk sistem planet.
Energi mekanik adalah energi total dari energi potensial dan energi
kinetik.
Pada saat gravitasi (konservatif) energi mekanik kekal.
Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat
diciptakan dan dimusnahkan melainkan hanya dapat diubah bentuknya.
Hukum Kekekalan Energi Mekanik menyatakan bahwa dalam medan
gravitasi, energi mekanik yang dimiliki oleh benda besarnya tetap.
16“USAHA dan ENERGI”
W = F . sW = F s cos θ
E k=12mv2
Ep=mgh
Em=Ep+Ek
Ep=−GM m
r
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Proses perubahan bentuk energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya
disebut konversi energi. Alat untuk mengubah energi disebut
konventor energi.
Perubahan energi terjadi ketika usaha sedang dilakukan.
Teorema Usaha Energi menyatakan usaha yang dilakukan oleh gaya
total pada partikel, selalu sama dengan perubahan tenaga kinetik
partikel.
Daya adalah laju perubahan usaha dari satu sistem ke sistem yang lain.
Efisiensi adalah perbandingan antara energi atau daya keluaran dan
masukan.
b. Rangkuman Pembelajaran
Menyampaikan tujuan pembelajaran, Menyampaikan materi usaha
dan energi serta impuls dan momentum melalui PPT (Power Point),
Memberikan buku siswa atau handout mengenai usaha dan energi serta
impuls dan momentum, Menayangkan video untuk motivasi mengenai usaha
dan energi serta impuls dan momentum, Meminta siswa menanggapi video
tersebut, Menayangkan media SWF Player mengenai “Energi” untuk
mendukung materi energi serta SWF Player mengenai “Tumbukan” untuk
mendukung materi impuls dan momentum, Menayangkan media Phet
mengenai ayunan balistik “Pendulum Lab” untuk mendukung materi
momentum, Meminta siswa berpartisipasi dalam menggunakan media Phet
serta SWF Player, media Phet dan SWF Player diharapkan dapat
mempermudah siswa untuk memahami konsep usaha dan energi serta impuls
dan momentum, Memberikan unjuk kerja berupa laboratorium mini
17“USAHA dan ENERGI”
Efisiensi (η )= energikeluaranenergimasukan
x 100 %
P=F v
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
mengenai “Perubahan Bentuk Energi” dan “Hukum Kekekalan Momentum”,
Mengadakan umpan balik mengenai pembelajaran yang telah disampaikan
dan membuat kesimpulan, serta memberikan tugas secara individu dan tugas
secara kelompok.
Untuk menjelaskan keabstrakan kita bisa memberikan unjuk kerja
berupa laboratorium mini kepada siswa, agar siswa juga mampu memahami
materi dengan baik, Memberikan penjelasan kepada siswa mengenai contoh-
contoh dalam penerapan kehidupan sehari-hari dengan menayangkan video
penerapannya atau dengan membawa alat yang digunakan dalam penerapan
serta memperagakannya. Untuk media video pembelajaran kita bisa
menggunakan media pembelajaran ini untuk menjelaskan suatu keabstrakan
materi tumbukan pada tabrakan motor. Selain keabstrakan, metode-metode
tersebut juga bisa gunakan dalam menjelaskan dalam mengidentifikasi tingkat
kesulitan konsep yang terdiri dari bagian yang sulit dipahami dan dijelaskan.
Diharapkan dengan merancang cara penyampaian konsep yang sesuai ini
dapat meminimalisir ketidakpahaman siswa dalam memahami materi.
Untuk menunjang konsep abstrak mengenai perubahan energi pada
benda jatuh maka dapat diadakan peragaan sederhana, misalnya benda
tersebut merupakan bola, bola dijatuhkan dengan ketinggian tertentu ke
tanah. Contoh perubahan energi pada buah apel yang jatuh dapat
digantikan dengan bola yang jatuh.
Untuk menunjang konsep abstrak mengenai hubungan impuls dan
momentum dapat dijelaskan melalui gambar. Kita dapat memberikan
ulasan mengenai keadaan awal mobil dengan bagian-bagian di dalamnya.
18“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Kemudian menjelaskan gambar mengenai terpentalnya pengendara saat
menggunakan sabuk pengaman dan menjelaskan hubungan impuls serta
momentumnya.
Gambar di atas merupakan saat pengujian sabuk pengaman menujukkan
bagaimana gaya implusif yang dikerjakan sabuk keselamatan pada
pengemudi dapat memberhentikan pengemudi dalam selang waktu
kontak tertentu setelah sabuk merenggang sejauh jarak aman.
IX. EVALUASI
a. Soal Pilihan Ganda
Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat !
No. SoalKunci
JawabanRanah Skor
1. Di bawah ini adalah satuan energi,
kecuali...E C1 8
19“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
No. SoalKunci
JawabanRanah Skor
a. Joule
b. Erg
c. Kwh
d. Nm
e. Watt
2. Apabila Siswo bersepeda menuruni bukit
tanpa mengayuh pedalnya dan besar
kecepatan sepeda tetap, terjadi
perubahan energi dari . . .
a. Kinetik menjadi potensial
b. Potensial menjadi kinetik
c. Potensial menjadi kalor
d. Kalor menjadi potensial
e. Kinetik menjadi kalor
B C2 8
3. Sebuah benda jatuh bebas dari
ketinggian h dan pada suatu saat energi
kinetiknya tiga kali energi potensialnya.
Pada saat itu tinggi benda adalah . . .
a.14
h
b.13
h
c.12
h
d. 2 h
e. 3 h
A C3 8
4. Dua buah benda A dan B yng bermassa
masing-masing m, jatuh bebas dari
ketinggian h meter dan 2h meter. Jika A
menyentuh tanah dengan kecepatan v
m/s, maka benda B akan menyentuh
B C3 8
20“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
No. SoalKunci
JawabanRanah Skor
tanah dengan energi kinetik sebesar. . .
a.12mv2
b. mv2
c.14mv2
d.34mv2
e.32mv2
5. Balok bermassa 10 kg berada di atas
lantai licin. Balok diberi gaya F = 25 N
membentuk sudut 370 terhadap arah
mendatar seperti gambar. Setelah
menggeser ke kanan sejauh 2 m maka
usaha yang telah dilakukan gaya F
sebesar . . .
a. 30 joule
b. 40 joule
c. 50 joule
d. 100 joule
e. 200 joule
B C4 8
6. Dua buah kapal layar A dan B yang
mempunyai layar sama besar akan
mengadakan lomba. Massa kapal A = m
dan massa kapal B = 2 m, sedangkan gaya
gesekan sedang diabaikan. Jarak yang
ditempuh sebesar S dan lintasannya
berupa garis lurus. Pada saat berangkat
(start) dan sampai garis finis, kedua
kapal layar memperoleh gaya angin
sebesar F. Jika energi kinetik kapal A dan
A C4 8
21“USAHA dan ENERGI”
370
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
No. SoalKunci
JawabanRanah Skor
B, pada saat di finis berturut-turut
besarnya EkA dan EkB,maka pernyataan
di bawah yang benar adalah...
a. EkA = EkB
b. EkA > EkB
c. EkA = 2EkB
d. EkA < EkB
e. EkA = 0,5 EkB
7. Suatu mesin melakukan usaha sebesar
3600 J setiap selang waktu 1 jam. Mesin
tersebut memiliki daya sebesar. . .
a. 1 watt
b. 10 watt
c. 100 watt
d. 10 Kilowatt
e. 900 Kilowatt
A C3 8
8. Jika dimensi panjang, massa, dan waktu
berturut-turut adalah L, M, T, maka
dimensi energi kinetik adalah. . .
a. MLT-2
b. MLT-1
c. ML-1T-2
d. ML-2T-2
e. ML2T-2
E C2 8
9. Sebuah pistol mainan bekerja dengan
menggunakan pegas untuk melontarkan
peluru. Jika pistol yang sudah dalam
keadaan terkokang, yaitu dengan
menekan pegas pistol sejauh x, diarahkan
dengan membuat sudut elevasi θ
B C5 8
22“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
No. SoalKunci
JawabanRanah Skor
terhadap sumbu horizontal, peluru yang
terlepas dapat mencapai ketinggian h.
Apabila massa peluru m dan percepatan
gravitasi g, konstanta pegas adalah. . .
f. k= 2mgh
x2 cos2θ
g. k= 2mgh
x2 sin2θ
h. k= mgh
x2 cos2θ
i. k= mgh
x2 sin2θ
j. k=2mgh
x2 tg2θ
10. Sebuah bola bermassa 0,5 kg bergerak
dari A ke C melalui lintasan lengkung,
seperti gambar di samping. Apabila
percepatan gravitasi = 10 ms-2, maka
usaha yang di lakukan bola dari A ke C
adalah . . .
a. 25 J
b. 20 J
c. 15 J
d. -25 J
e. 30 J
C C4 8
b. Soal Uraian
Kerjakan soal-soal di bawah ini dengan tepat!
No. Soal Penyelesaian Ranah Skor
1. Pada saat kita mendorong dinding,
tentunya terdapat gaya yang bekerja
C4 20
23“USAHA dan ENERGI”
A
B5 m0
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
No. Soal Penyelesaian Ranah Skor
terhadap kita dan dinding tersebut.
Walaupun dinding tersebut tidak
bergerak atau berpindah tempat, tetepi
kita dapat merasakan lelah saat
mendorongnya. Mengapa mendorong
dinding dengan kuat bisa melelahkan
walaupun tidak ada kerja yang
dilakukan?
2. Suatu hari mobil yang kita kendarai
mengalami masalah sehingga
menyebabkannya mogok di tengah
jalan. Untuk menanggulangi hal
tersebut maka mobil yang kita kendarai
harus di dorong ke tepi. Pada saat
mendorong mobil tentunya kita
melakukan kerja. Sedangkan orang
yang mendorong mobil tersebut pasti
mengeluarkan energi agar mobil dapat
bergerak. Bagaimana hubungan antara
usaha dengan perubahan energi?
C4 20
3. Seorang laki-laki berenang melawan
arus sungai.
a) Jika orang itu tidak bergerak
terhadap tepi sungai, apakah ia
melakukan kerja?
b) Jika orang itu diam saja dan
dibawa oleh arus sungai, apakah ia
melakukan kerja?
C4 20
4. Jika energi kinetik sebuah benda
diperbesar menjadi dua kali, berapa
kalikah perubahan lajunya?
C4 20
24“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
No. Soal Penyelesaian Ranah Skor
5. Pada saat sebuah benda terjatuh
dengan ketinggian tertentu, benda
tersebut tentunya memiliki proses
perubahan energi. Bagaimanakah
perubahan energi mekanik pada benda
tersebut?
C4 20
X. PENILAIAN
a. Lembar Penilaian Kognitif Siswa (Produk)
No. Nama Siswa Skor Kategori
1.
2.
3.
4.
5.
Dst
Jumlah
Keterangan:
Nilai A = 100 - 85
Nilai B = 84 - 70
Nilai C = 69 – 50
Nilai D = kurang dari 50
b. Lembar Pengamatan Unjuk Kerja
Pada tes unjuk kerja, dilakukan pada saat melakukan percobaan
labolatorium mini. Percobaan ini dilaksanakan dengan ketentuan, siswa telah
diminta untuk membentuk kelompok tiap kelompok tersiri dari 4 anak, dan tiap-tiap
kelompok diminta untuk menyiapkan alat dan bahan yang telah diintruksikan oleh
guru pada pertemuan sebelumnya.
25“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Lembar Penilaian Kinerja
Usaha dan Energi
Petunjuk : berilah tanda (√) pada skor 1, 2, 3,dan 4 atau sesuai pada rubrik
No Aspek yang dinilaiSkor
1 2 3 4
Proses
1. Menggambarkan hasil percobaan yang dilakukan
2. Menganalisis data hasil percobaan
3. Menyimpulkan hasil analisis
Psikomotor
4. Merangkai alat
5.Melakukakn percobaan Perubahan Bentuk
Energi
Afektif Ya Tidak
6. Datang tepat waktu
7. Mencatat hasil pengamatan secara jujur
8. Bertanggungjawab merapikan alat
9. Bekerjasama dengan kelompok
10. Bertanya bila tidak mengerti
11. Menanggapi pendapat temannya
12. Tepat waktu menyerahkan laporan
Rubrik : aspek 1
4 : Menggambarkan peristiwa perubahan bentuk energi secara lengkap, rapi, dan runtut
26“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
3 : Menggambarkan peristiwa perubahan bentuk energi secara lengkap, dan rapi,
2 : Menggambarkan peristiwa perubahan bentuk energi secara lengkap.
1 : tidak mampu menggambarkan data hasil percobaan
Rubrik : aspek 2
4 : menganalisis data hasil percobaan dengan lengkap, dan rapi
3 : menganalisis data hasil percobaan dengan lengkap
2 : menganalisis data hasil percobaan dengan tidak lengkap
1 : Tidak menuliskan hasil analisis data percobaan
Rubrik : aspek 3
4 : Menyimpulkan hubungan dua variabel benar.
3 : Menyimpulkan hubungan satu variabel benar.
2 : Menyimpulkan hubungan dua variabel tetapi kurang tepat.
1 : Menyimpulkan yang tidak menunjukkan hubungan antar variabel
Rubrik: Aspek 4
4 : Merangkai alat sesuai dengan prosedur dan mampu memfungsikannya
3 : Merangkai alat sesuai dengan prosedur dan dalam memfungsikan sebagian alat perlu
bantuan
2 : Merangkai alat sesuai dengan prosedur dan dalam memfungsikan semua alat perlu
bantuan
1 : Merangkai alat tidak sesuai prosedur.
Rubrik: Aspek 5
4 : Melakukan percobaan sesuai dengan prosedur dan mampu melaksanakannya dengan
benar
3 : Melakukan percobaan sesuai dengan prosedur dan perlu bantuan dalam
melaksanakannya
2 : Melakukan percobaan sesuai dengan prosedur dan tidak mampu melaksanakannnya
dengan baik
1 : Salah dalam melakukakn percobaan
27“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Rubrik: Aspek 6 sampai 12
Ya : 1
Tidak : 0
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, Mikrajudin. 2007. Fisika SMA dan MA Untuk Kelas XI-2. Jakarta : Gelora
Aksara Pratama.
Handayani, Sri. 2009. BSE – FISIKA Untuk Kelas XI SMA dan MA. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Kanginan, Marthen. 2007. Fisika Untuk Kelas XI. Jakarta : Erlangga.
Nurachmadani, Setya. 2009. BSE – FISIKA 2 Untuk SMA / MA kelas XI. Jakarta :
Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
Palupi, Dwi Satya. Suharyanto. Karyono. 2009. BSE – FISIKA Untuk Kelas XI SMA dan
MA. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
28“USAHA dan ENERGI”
“Makalah Telaah Kurikulum Fisika (TKF) II”
Saripudin, Aip. K. Rustiawan, Dede. Suganda, Adit. 2009. Praktis Belajar Fisika 2
Untuk SMA / MA Kelas XI Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta : Pusat
Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.
29“USAHA dan ENERGI”
top related