CELL SURYA SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF UNTUK
PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK SEKOLAH PADA WASTAFEL
SMA NEGERI 1 POLANHARJO KLATEN JL.Karanglo-Polanharjo Klaten Kode Pos:57474
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Satuan Pendidikan : SMA Negeri 1 Polanharjo Mata Pelajaran : Fisika
Kelas / Semester : X-MIPA / Genap Materi Pokok : Usaha dan Energi.
Sub Tema : Konsep Energi dan Perubahan Energi Pertemuan ke : 9 (Sembilan)
Alokasi Waktu : 1 pertemuan (3 x 45’)
Surel : [email protected] , [email protected] A. Kompetensi Dasar dan Kompetensi Inti:
Kompetensi Dasar Indikator
3.9 Menganalisis konsep energi, usaha (kerja), hubungan usaha (kerja) dan perubahan energi, hukum kekekalan energi, serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari.
Menghitung besar energi potensial (gravitasi dan pegas) dan energi kinetik.
Menganalisis hubungan antara usaha dan energi.
Menganalisis perubahan energi
4.10 Mengajukan gagasan penyelesaian masalah gerak dalam kehidupan sehari-hari dengan menerapkan metode ilmiah, konsep energi, usaha (kerja), dan hukum kekekalan energi.
Menghitung kerja yang dilakukan oleh gaya yang besarnya berubah-ubah
Menghitung usaha yang dilakukan oleh suatu benda akibat gaya konservatif dan gaya non-konservatif.
Mempresentasikan hasil diskusi kelompok tentang konsep energi, kerja, hubungan kerja dan perubahan energi, hukum kekekalan energi
B. TUJUAN PEMBELAJARAN
Setelah melakukan pendekatan Saintifik diharapkan:
1. Siswa mampu menjelaskan pengertian energi 2. Siswa mampu memahami perubahan energi
3. Siswa mampu memahami cara menghemat energi listrik 4. Siswa mampu memahami konservasi energi
5. Siswa mampu menganalisis usaha dan perubahan energi kinetik 6. Siswa mampu menganalisis usaha dan perubahan energi potensial C. Kegiatan Pembelajaran
Model pembelajaran dengan Problem Based Learning, dengan strategi pembelajaran : pengamatan, diskusi,percobaan sederhana dan penugasan
Langkah Uraian Kegiatan Pembelajaran
Pendahuluan
Guru membimbing siswa untuk berdoa sebelum memulai pembelajaran.
Guru mengondisikan kelas agar siswa tertib mengikuti proses
pembelajaran. Untuk memperoleh perhatian dan memotivasi belajar siswa, guru memperlihatkan gambar berbagai macam sumber energi Apersepsi: Bagaimanakah cara kerja sumber pembangkit energi listrik agar diperoleh energi listrik?
Bagaimanakah cara menghemat energi listrik
Bagaimanakah usaha untuk melakukan konservasi energi listrik
Menyampaikan inti tujuan pembelajaran hari ini, yaitu usaha dan perubahan energi.
Kegiatan Inti Mengorientasikan Siswa terhadap masalah
a. Siswa peragaan sebuah gaya yang bekerja pada benda bermassa m yang sedang bergerak dengan kecepatan v. Secara kontekstual dengan menarik mobil mainan dengan gaya tertentu
b. Siswa mengamati cara menentukan usaha yang dilakukan gaya gravitasi pada sebuah bola yang jatuh bebas dari ketinggian h dengan menjatuhkan bola
c. Siswa mengamati vidio cell surya sebagai pengganti energi listrik untuk mengurangi kebutuhan energi listrik di sekolah.
Mengorganisasi Siswa untuk belajar
d. Siswa diorganisasikan untuk belajar mengajukan pertanyaan besaran yang ada dalam peragaan yang dilakukan guru
e. Peserta diorganisir utuk mengumpulkaninformasi tentang besaran yang telah ditemukan
Membimbing memngumpulkan data
a. Guru membimbing siswa untuk mengumpulkan data dan informasi dari sumber lain tentang cara melakukan penghematan energi listrik di sekolah
b. Guru membimbing siswa untuk mengumpulkan data dan informasi bagaimana proses kerja cell surya dapat menggantikan energi listrik
c. Guru membimbing siswa secara berkelompok bekerja sama Cell surya
melakukan proses pengumpulan informasi dari percobaan, pengamatan panas energi matahari terhadap energi listrik yang dihasilkan berdasarkan tegangan yang muncul pada solar charge control dari wastafel yang ada di sekolah
d. Siswa untuk merangkum tentang gaya yang bekerja pada benda bermassa m yang sedang bergerak dengan kecepatan v
e. Siswa untuk merangkum tentang cara menentukan usaha yang dilakukan gaya gravitasi pada sebuah bola yang jatuh bebas dari ketinggian h
f. Siswa untuk memaparkan tentang usaha dan perubahan energi di depan kelas.
Menyimpulkan
Guru membimbing siswa untuk menyimpulkan tentang usaha dan perubahan energi.
Penutup Siswa melaksanakan tes tertulis
Guru memberikan siswa penguatan terhadap materi yang belum dipahami dan memberikan apresiasi dengan pujian atau penghargaan kepada siswa atau kelompok yang berkinerja dengan baik selama proses pembelajaran.
Guru mengakhiri pembelajaran dengan mengucapkan syukur kepada Tuhan YME bahwa pertemuan hari ini berlangsung dengan baik dan lancar.
D. PENILAIAN PEMBELAJARAN
Penialaian sikap : Observasi sikap selama KBM
Penilaian pengetahuan : Penugasan dan penilaian ulangan harian dari modul
Penilaian ketrampilan : Unjuk kerja pada praktikum “Hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel otomatis”
E. Sumber Belajar
Buku Fisika SMA Kelas X Kelompok Peminatan:Hari Subgya,dkk. Bumi Aksara Modul Usaha Energi Kelas X: Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd
Buku Fisika SMA Kelas X: Marthen Kanginan.Erlangga
https://youtu.be/b0whhzuhN-o dan https://youtu.be/B-E6A4wzj28
Polanharjo, 18 Mei 2021 Guru Mata Pelajaran Fisika
Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd NIP.19750124 200801 2007
Lampiran
1. Materi : ENERGI
a. Energi
PengertianEnergi
Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha/kerja. Seperti halnya usaha energi merupakan besaran skalar. Besarnya energi suatu sistem sama dengan besar usaha yang ditimbulkan oelh sistem tersebut , maka satuan energi sama dengan satuan usaha dalam Joule ( Newton meter).
b. Macam energi
Dalam fisika energi digolongkan menjadi beberapa macam antara lain : energi kinetik, energi poensial, energi mekanik, energi panas, energi listrik, energi kimia, energi cahaya, energi suara dan sebagainya. Dalam pembahasan ini kita hanya mempelajari energi kinetik, energi potensial dan energi mekanik
1) Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak.
Setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Besar energi kinetik yang dimiliki bergantung pada massa benda dan kecepatan gerak benda tersebut.
EK = . m.v2
- Hubungan usaha dan energi kinetik Usaha = perubahan energi kinetik atau
Usaha = Energi Kinetik akhir – Energi Kinetik awal
W = Ek2 - Ek1 atau W = ΔEk
-
2) Energi potensial
Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang tersimpan. Energi potensial dapt juga dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keadaan benda tersebut. Energi potensial dibedakan atas;
a) Energi potensial gravitasi
Energi potensial gravitasi adalah energi yang tersimpan dalam sebuah benda sebagai akibat posisi vertikal atau ketinggiannya. Energi yang tersimpan tersebut sebagai akibat dari gaya tarik gravitasi terhadap benda. Secara umum energi potensial gravitasi yang dimiliki benda dinyatakan dalam persamaan;
Ep = m.g.h
- Hubungan Usaha dan Energi Potensial gravitasi Nilai usaha sama dengan perubahan energi
W = Ep1 - Ep2
W = m.g.h1 – m.g.h2
W = m.g (h1 – h2)
3) Energi potensial pegas ( elastis)
Energi potensial pegas ( elastis ) adalah energi yang tersimpan dalam benda – benda elastis akibat benda tersebut diregangkan atau ditekan. Contoh pegas, karet. Energi potensial yang dimiliki oleh pegas atau benda elastis lain yang sedang ditegangkan ( ditarik atau ditekan), besarnya berbanding lurus dengan konstanta pegas (k) dan kuadrat simpangannya.
Ep = k.Δx2
- Hubungan usaha dan energi potensial pegas
Besar usaha yang digunakan untuk meregangkan pegas sebanding dengan energi potensial yang tersimpang pada pegas tersebut
W = Epakhir - Epawal
W = k. - k.
c. Energi Mekanik
Energi mekanik yang dimiliki suatu benda merupakan jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh benda tersebut
Em = Ep + Ek
Em = m.g.h + . m.v2 2. Lampiran Rubrik Penilaian
a. Penilaian Sikap
Rubrik Pengamatan untuk penilaian sikap
No Sikap Indikator Nilai
1 Kejujuran Tidak menyontek ketika ulangan Kurang: Jika 1 indikator muncul Berkata yang sebenarnya Cukup :Jika 2
indikator muncul Melaporkan data apa adanya Bagus: Jika
indikator muncul Tidak melakukan plagiat atas tugas
teman lain
Sangat Bagus: Jika semua indikator muncul
2 Kerja sama Terlibat aktif saat diskusi Kurang: Jika 1 indikator muncul Menyumbangkan ide untuk kerja
kelompok
Cukup :Jika 2 indikator muncul Kesediaan melakukan tugas sesuai
kesepakatan
Bagus: Jika indikator muncul Memusatkan perhatian pada tujuan
kelompok
Sangat Bagus: Jika semua indikator muncul
3 Tanggung jawab Melaksanakan tugas individu Kurang: Jika 1
dengan baik indikator muncul
Menepati janji Cukup :Jika 2
indikator muncul Mengumpulkan tugas sesuai dengan
waktunya
Bagus: Jika indikator muncul Bertanggungjawab atas tindakan
yang dilakukan
Sangat Bagus: Jika semua indikator muncul
4 Santun Tidak berkata kotor Kurang: Jika 1
indikator muncul Sopan dalam ucapan Cukup :Jika 2
indikator muncul Tidak menyela saat ada pembicaraan Bagus: Jika
indikator muncul Tidak memanggil teman dengan
nama hewan atau nama lain yang bukan nama aslinya
Sangat Bagus: Jika semua indikator muncul
b. Penilaian Pengetahuan
Nilai pengetahuan berdasarkan nilai ulangan/evaluasi yang diperoleh
c. Penilaian Ketrampilan : Berdasarkan unjuk kerja dan presentasi hasil “Hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel otomatis
3. Kisi-kisi Penilaian Praktikum Sederhana
Nama Sekolah : SMAN Negeri 1 Polanharjo Kelas/Semester : X/Genap
Tahun pelajaran : 2020/2021 Mata Pelajaran : Fisika
Kompetensi Dasar IPK Materi Pokok Indikator Soal 4.9. Menerapkan
metode ilmiah untuk
mengajukan gagasan penyelesaian masalah gerak dalam kehidupan sehari-hari, yang berkaitan dengan konsep energi, usaha (kerja),
dan hukum
kekekalan energi
4.9.3
Mempresentasik
an hasil
praktikum dan diskusi
kelompok tentang konsep energi, dengan kerja yang dihasilkan
Hubungan Impuls dan Momentum
Siswa dapat Melakukan percobaan sederhana dan mempresentasikan untuk mengetahui hubungan energi panas dengan kerja yang dihasilkan pada alat konversi energi sederhana
Rubrik Penskoran Penilaian Praktik
No. Aspek yang Dinilai
Skor
0 1 2 3 4
1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Melakukan praktik dengan benar.
3 Melaksanakan presentasi dengan baik dan lancar Jumlah
SkorMaksimum 6 (2+4)
Rubrik Penilaian Praktik
No Indikator Rubrik
1. Menyiapkan alat dan bahan
2 : Menyiapkan seluruh alat dan bahan yang diperlukan.
1 : Menyiapkan sebagian alat dan bahan yang diperlukan.
0: Tidak menyiapkan alat bahan 2. Melakukan
praktik
4: Melakukan empat langkah kerja dengan tepat.
3: Melakukan tiga langkah kerja dengan tepat.
2: Melakukan dua langkah kerja dengan tepat.
1: Melakukan satu langkah kerja dengan tepat.
0: Tidak melakukan langkah kerja.
3 Melaksanakan presentasi dengan baik dan lancar
4: Melakukan presentasi dengan baik dan lancar
3: Melakukan presentasi dengan lancar namun belum mampu menjawab pertanyaan .
2: Melakukan presentasi kurang lancar namun belum mampu menjawab pertanyaan.
1: Tidak melaksanakan presentasi namun mengumpulkan laporan 0. Tidak melaksanakan presentasi dan mengumpulkan laporan.
0: Tidak melakukan langkah kerja.
Nilai = =100
Polanharjo, 18 Mei 2021 Guru Mata Pelajaran Fisika
Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd NIP.19750124 200801 2007
4. Petunjuk Praktikum
PRAKTIKUM USAHA ENERGI
A. Judul Praktikum
Hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel otomatis
B. Tujuan
Siswa mampu menganalisa hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel otomatis
C. Alat dan Bahan 1. Wastafel otomatis 2. Termometer 3. Stopwatch/arloji 4. Alat tulis D. Langkah kerja
1. Ukur suhu udara dengan menggunakan termometer yang ada disekitar wastafel 2. Gunakan stop watch untukmengukur waktu dengan rentang 5 menit
3. Perhatikan nilai teganganyang tertera pada solar charge control 4. Catat hasilnya
5. Lakukan hal tersebut selama 6 kali
E. Pertanyaan
1. Buatlah grafik hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan cell surya 2. Bagaimanakah hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan pada cell
surya
3. Apabila kondisi hujan, bagaimanakah tegangan yang dihasilkan oleh cell surya 4. Tulis hasil kesimpulan berdasarkan grafik dan jawaban anda
SOAL PENUGASAN
1. Energi kinetik yang dilakukan suatu benda 40 kg adalah 500 J, berapakah kecepatan benda pada saat itu....?
2. Sebuah butir kelapa yang massanya 3 kg jatuh dari ketinggian 6 m diatas tanah, jika g = 9,8 m/s2, berapakah energi potensial buah kelapa tersebut...?
3. Balok dengan massa 2 kg meluncur ke bawah dari keadaan diam melewati lereng yang licin sejauh 20 m pada bidang miring dengan tinggi bidang miring 10 m, tentukan usaha yang dibutuhkan oleh balok untukmeluncur..?
4. Sebuah benda djatuhkan dari etinggian 10 m tanpa kecepatan awal, jika massa benda 250 gram dan benda bergerak dengan kecepatan 88 km/jam, tentukan:
a. Energi potensial ( g = 10 m/s2) b. Energi kinetik benda
c. Energi mekanik benda
5. Seorang pemain ski mekuncur menuruni bukit es yang tingginya 100 m dari dasar bukit.
Bila g = 10 m/s2 dan dianggap tidak ada gaya gesekan, tentukan kelajuan pemain ski pada saat tiba didasar bukit...?
SOAL ULANGAN HARIAN
ULANGAN HARIAN
A. Berilah tanda silang ( X ) pada salah satu huruf a,b,c,d atau e yang paling benar
1. Energi yang tersimpan pada suatu benda karena elastisitas yang dimiliki oleh sebuah benda disebut:
a. Energi potensial gravitasi d. Energi mekanik b. Energi potensial pegas e. energi benda c. Energi kinetik
2. Energi yang dimiliki oleh suatu benda ditentukan oleh:
a. Massa benda dan kedudukannya d, massa benda dan bentuk benda b. Massa benda dan percepatannya e. kedudukan benda dan gravitasi bumi c. Massa benda dan gravitasi bumi
3. Dimensi dari besaran energi kinetik sama dengan dimensi yang dipunyai besaran;
a. Gaya d. Daya
b. Usaha e. Momentum
c. Tekanan
4. Pesawat terbang dengan massa 4 ton sedang terbang pada ketinggian 5 km dengan kecepatan konstan 100 m/s, jika nilai gravitasi bumi 9,8 m/s2, maka besar energi mekanik yang dimiliki pesawat adalah:
a. 15.106J d. 216.106j
b. 118.106j e. 426.106 J
c. 136.106 J
5. Ketika bola kita lempar keatas kemudian jatuh lagi ketanah, bila kita mengabaikan gaya gesekan antara benda dan udara maka bola tersebut mempunyai :
a. Energi potensial pegas d. energi potensial gravitasi b. Energi kinetik e. energi total
c. Energi mekanik
6. Berapakah massa sebuah buku yang memiliki energi potensial 4,2 J ketika benda tersebut berada pada ketinggian 1,4 m dari lantai ( g = 10 m/s2)...?
a. 0,3 kg d. 0,5 kg
b. 0,330 kg e. 0,530 kg
c. 0,438 kg
7. Robert menarik sebuah kardus seberat 20 kg pada lantai licin, bila usaha yang dilakukan Robert 240 J berapa perubahan posisi yang terjadi pada kardus dari keadaan awal..?
a. 0,4 m d. 2m
b. 0,8 m e. 4 m
c. 1 m
8. Sebuah gaya konstan mendorong balok yang massanya 40 kg pada bidang miring licin yang membentuk sudut 30o terhadap lantai. Jika panjang bidang miring 20 m besar usaha yang dilakukan terhadap benda adalah...?
a. 0,17. 103 J d. 2.103 J
b. 0,680.103J e. 4.103 J
c. 0,8.10 3 J
9. Pegas mempunyai konstanta 200 N/m. Bila pada pegas digantungi beban 10 N, besar energi potensial yang tersimpan pada pegas adalah...?
a. 0,25 J d. 1 J
b. 0,5 J e. 1,25 J
c. 0,75 J
10. Benda yang massanya 1 kg jatuh dari ketinggian 10 m, kemudian tersangkut dan berhenti pada ketinggian 2 m dari tanah ( g = 10 m/s2), maka besar perubahan energi potensial adalah...?
a. 8 J d. 160 J
b. 40 J e. 200 J
c. 80 J
11. Sebuah peluru yang ditembakkan dengan kecepatan vo dan sudut elevasi α. Pada titik tertinggi, maka...
a. Tenaga kinetiknya nol d. energi totalnya maksimal b. Energi kinetiknya maksimal e. kecepatannya maksimal c. Energi potensialnya maksimal
12. Dua buah benda mempunyai perbandingan massa 3 : 2 dan kedua benda berada pada ketinggian dengan pebandinga 3 : 4 dari tanah, jika percepatan gravitasi dari masing – masing benda dianggap sama, maka perbandingan energi potensial kedua benda adalah:
a. 3 : 2 d. 1 : 2
b. 5 : 7 e. 9 ; 8
c. 3 : 4
13. Benda A dan B mempunyai massa masing – masing 25 kg dan 4 kg, bila kedua benda memiliki energi kinetik yang sama dan benda A melaju dengan kecepatan 10 m/s, berapakah kelajuan benda B?
a. 17,5 m/s d. 50 m/s
b. 25 m/s e. 62,5 m/s
c. 27,5 m/s
14. Seorang anak memukul bola kasti yang massa 0,1 kg sehingga bola tersebut bergerak dengan kecepatan 36 km/jam, maka besar energikinetik bola kasti adalah...?
a. 0,5 J d. 10 J
b. 1,5 J e. 15 J
c. 5 J
15. Alat berikut yang menggunakan satuan daya HP adalah:
a. Alamari es d. lampu TL
b. Hair dryer e. Mesin cuci
c. Mobil
Skor Setiap soal : 2
Total skor : 2x15 =30
Nilai = =100
