MODUL AJAR IPAS
ENERGI DAN PERUBAHANNYA
I. INFORMASI UMUM A. Identitas Modul
1. Nama Penyususn : Wulan Fitriyani, S. Pd, 2. Institusi : SMK Negeri 3 Kendal 3. Tahun disusun : 2022
4. Jenjang Sekolah : SMK
5. Kelas : X (Sepuluh)
6. Fase : E
7. Alokasi Waktu : 3 Jam Pelajaran @ 45 Menit B. Kompetensi Awal
Memahami sains (Peserta didik mampu melakukan pengukuran terhadap aspek fisik yang mereka temui dan memanfaatkan ragam gerak dan gaya untuk memahami hubungan konsep usaha dan energi), ketrampilan proses (peserta didik mampu mangamati, mempertanyakan, melakukan penyelidikan serta mengkomunikasikan hasil)
C. Profil Pelajar Pancasila
Dimensi Profil Pelajar Pancasila yang dikembangkan adalah Beriman, Bertakwa kepada Tuhan Yang Maha Esa dan Berakhlak mulia, Berpikir kritis, Kreatif, Mandiri, Bergotong royong.
D. Sarana dan Prasaran 1. Sarana
a. Hp/ Smartphone b. Jaringan internet c. Laptop
d. Proyektor
e. Alat dan bahan percobaan; selang air, kelereng, stopwatch, neraca f. Media Pembelajaran : Power point, youtube
g. Buku Pegangan Siswa 2. Prasarana
a. Ruang Kelas/ Laboratorium yang memadai b. Meja Praktikum dan Kursi Praktikum E. Target Peserta Didik
1. Perangkat ajar ini dapat digunakan guru untuk mengajar di Kelas X (Sepuluh) Program Teknologi dan Rekayasa
2. Peserta didik yang menjadi target adalah peserta didik regular/ tipikal (umum, tidak ada kesulitan dalam mencerna dan memahami materi ajar)
3. Peserta didik dengan kesulitan belajar F. Model Pembelajaran
Model pembelajaran yang digunakan adalah Problem Based Learning (PBL) II. KOMPONEN INTI
A. Capaian Pembelajaran Pada akhir fase E:
o Peserta didik diharapkan dapat memahami pengetahuan ilmiah dan menerapkannya; atau membuat prediksi sederhana disertai dengan pembuktiannya.
o Peserta didik menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi di lingkungan sekitarnya dilihat dari berbagai aspek seperti makhluk hidup dan lingkungannya; zat dan perubahannya; energi
dan perubahannya; bumi dan antariksa; keruangan dan konektivitas ruang dan waktu;
interaksi komunikasi, sosialisasi, institusi sosial dan dinamika sosial; serta perilaku ekonomi dan kesejahteraan. Peserta didik juga mengaitkan fenomena-fenomena tersebut dengan keterampilan teknis pada bidang keahliannya
o Peserta didik dapat menentukan dan mengikuti prosedur yang tepat untuk melakukan penyelidikan ilmiah, menjelaskan cara penyelidikan yang tepat bagi suatu pertanyaan ilmiah, serta diharapkan dapat mengidentifikasi kekurangan atau kesalahan pada desain percobaan ilmiah
B. Tujuan Pembelajaran
Setelah mengikuti proses pembelajaran dengan menggunakan model Problem Based Learning (PBL) diharapkan :
a. peserta didik mampu menganalisis energi potensial dan kinetik yang dimiliki benda dengan menerapkan konsep Hukum Kekekalan Energi Mekanik dengan benar
b. peserta didik mampu melakukan percobaan Hukum Kekekalan Energi Mekanik dan menghitung energi mekanik dengan benar
c. peserta didik mampu mengintepretasikan data hasil percobaan ke dalam tabel dengan benar d. peserta didik mampu mengkomunikasikan hasil percobaan yang telah dilakukan dengan
berani
C. Pernyataan/ Pemahaman Bermakna
1. Energy merupakan kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha 2. Energi kinetic adalah energy yang dimiliki suatu benda karena geraknya 3. Energi potensial adalah energy yang dimiliki benda karena kedudukannya
4. Energy mekanik merupakan penjumlahan energy kinetic dan potensial. Energy mekanik bersifat kekal
5. Usaha merupakan perubahan energy kinetic dan perubahan energy potensial
D. Pertanyaan Pemantik
1. Bagaimana keadaan awal ketika pemain skateboard berada di puncak lintasan?bagaimana gerakan setelah meluncur lintasan?
2. Energy apa yang terlibat pada keadaan tersebut?
E. Kegiatan Pembelajaran
Kegiatan Deskripsi Kegiatan Alokasi
waktu Aktivitas Guru Aktivitas Peserta Didik
Pendahuluan Orientasi
● Guru masuk kelas tepat waktu (Disiplin)
Orientasi
● Peserta didik masuk kelas tepat waktu
● Peserta didik berdoa 15 menit
● Guru meminta salah satu peserta didik/ ketua kelas untuk berdoa bersama sebelum pembelajaran (Religius)
● Guru melakukan pembukaan dengan salam pembuka dan menanyakan kabar
● Guru mengecek kebersihan kelas (Integritas-Mandiri dan Cinta Kebersihan)
● Guru mengecek kehadiran peserta didik sebagai sikap disiplin (Integritas)
● Guru mengajak peserta didik melakukan pekik SMK.
SMK….SMK….SMK….SMK 3…..
bersama guru dipimpin oleh perwakilan peserta didik/ketua kelas
● Peserta didik menjawab salam dari guru
● Peserta didik mengambil sampah yang ada disekitar tempat duduknya untuk dibuang ke tempat sampah
● Peserta didik diabsen oleh guru
● Peserta didik menjawab
bisa…hebat…bisa hebat…asyiikkk Apersepsi
Guru mengajak peserta didik untuk mengingat kembali pengetahuan prasyarat yaitu tentang gerak dan gaya
Apersepsi
Peserta didik mengingat kembali pengetahuan prasyarat
Motivasi
memberikan tayangan gambar/video mengenai manfaat dari mempelajari energi dalam kehidupan sehari-hari.
(TPACK)
Motivasi
Peserta didik mengamati video manfaat dari mempelajari energi, diharapkan dapat meningkatkan motivasi peserta didik dalam belajar Pemberi Acuan
Guru memberikan informasi tentang tujuan pembelajaran yang akan dicapai, cakupan materi, kegiatan pembelajaran dan teknik penilaian yang akan digunakan dalam proses pembelajaran
Pemberi Acuan Peserta didik menerima informasi tentang tujuan pembelajaran yang akan dicapai, kegiatan
pembelajaran dan teknik penilaian yang akan
Guru memberikan pertanyaan berupa 1.Apa yang terjadi ketika kalian naik
sepeda menuruni bukit?
2.Energy apa yang terlibat?
digunakan dalam proses pembelajaran
Inti (sintaks
PBL) Orientasi peserta didik pada masalah 105
menit 1. Menampilkan gambar/video
orientasi masalah untuk konsep energi, seperti:
memberikan pertanyaan pemantik berupa,
1.Bagaimana keadaan awal ketika pemain skateboard berada di puncak lintasan?bagaimana gerakan setelah meluncur dari puncak lintasan?
2.Energy apa yang terlibat pada keadaan tersebut??
● Mencermati video dari guru dan memikirkan mengapa bisa demikian
● berdiskusi tentang pertanyaan guru dan mengingat kembali materi pertemuan sebelumnya dan memikirkan /mengingat gerakan/keadaan pemain skatebord seperti pada gambar
Mengorganisasikan peserta didik
● Guru mengelompokkan peserta didik dalam beberapa kelompok.
Setiap kelompok terdiri atas 4-5 peserta didik.
● Membagikan LKPD dan alat bahan praktikum
● Peserta didik membentuk kelompok
● Tiap kelompok menerima LKPD dan mengambil alat bahan praktikum
● Peserta didik memperhatikan dan mengamati penjelasan yang diberikan guru terkait penyelesaian LKPD
● Peserta didik membagi tugas untuk mencari data/ bahan-bahan/ alat
yang diperlukan untuk menyelesaikan
masalah.
Membimbing penyelidikan individu atau kelompok
● Membimbing kelompok yang mengalami kesulitan saat praktikum
● Memantau keterlibatan peserta didik dalam pengumpulan data
● Melakukan penilaian psikomotorik dan afektif
Melakukan praktikum hukum kekekalan energy mekanik untuk
memperoleh data sebagai bahan untuk diskusi kelompok
Mengembangkan dan menyajikan hasil karya
● Membimbing pelaksanaan diskusi
● Membimbing penyajian data hasil praktikum sehingga siap untuk dipresentasikan
● Peserta didik dalam kelompok menuliskan hasil diskusi tentang penyelesaian masalah dalam LKPD.
Menganalisis dan mengevaluasi proses pemecahan masalah
● Membimbing peserta didik untuk presentasi
● Mendorong kelompok lain untuk memberikan masukan
● Memberikan apresiasi pada kelompok/peserta didik yang berani menyajikan hasil diskusi kelompoknya.
● Guru mengevaluasi terhadap hasil percobaan peserta didik dan proses pemecahan masalah yang telah dilakukan
● Guru memberikan penguatan konsep kepada peserta didik
● Guru memberikan asesmen formatif tipe HOTS
● Melakukan presentasi dan menampung masukan dari kelompok lain kemudian
menyimpulkannya.
● Mengerjakan asesmen formatif tipe HOTS
Penutup ● Membimbing Peserta Didik untuk menyimpulkan hasil pembelajaran hari ini
● Memberikan umpan balik, dan refleksi kemudian menguatkan
● Menyimpulkan hasil pembelajaran
● Melakukan refleksi
● Menyalin tugas yang diberikan oleh guru
15 menit
bahwa aktivitas memperoleh dan mengolah informasi serta menganalisis, mengevaluasi, merefleksi, dan mengevaluasi pikirannya sendiri adalah wujud Profil Pelajar Pancasila yang Bernalar kritis.
● Guru memberikan tugas kepada peserta didik untuk diselesaikan dirumah
● Guru menyampaikan materi yang akan dipelajari pada pertemuan selanjutnya
● Menutup pertemuan dengan berdoa dan mengucap salam
● Berdoa dan menjawab salam
F. Asesmen/penilaian
No Aspek Teknik Penilaian Instrumen
1 Sikap Observasi Lembar Pengamatan
2 Performa/
Ketrampilan
Kinerja Proses Lembar Kerja Peserta Didik 3 Tertulis/
Pengetahuan
Tes tertulis Lembar soal uraian
SOAL No Soal
1 Seorang anak menaruh bola kasti di puncak bidang miring. Ketika anak tersebut melepas bola yang ditaruhnya, bola kasti tersebut langsung menggelinding. Bola menggelinding dengan sendirinya tanpa didorong, maka usaha yang dilakukan pada bola kasti ketika menggelinding dari puncak bidang miring hingga dasar bidang miring adalah nol. Apakah pernyataan tersebut benar/salah?kemukakan
pendapatmu!
2 Sebuah benda kecil bermasa A meluncur tanpa kecepatan awal dari puncak suatu bukit setinggi H. Berapa jarak maksimum s ketika sampai di tanah?
3 Sebuah benda bermassa 1 kg dilemparkan vertical ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika percepatan grafitasi bumi 10 m/s2 , berapa energy kinetic saat
mencapai setengah dari ketinggian maksimumnya?
4 Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Bila gaya tahan rata-rata tanah
100 N, maka banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah adalah....
5 Seorang siswa sedang melakukan penyelidikan dengan menjatuhkan benda
bermassa 100 gram dari lantai teratas sebuah gedung. Teman lain mengukur waktu benda tersebut jatuh menyentuh tanah dalam waktu 2 sekon. Bila percepatan grafitasi 10 m/s2 , berapa usaha yang dilakukan oleh gaya berat benda tersebut?
KISI-KISI SOAL No
soal
Materi Indikator soal Jenis soal
Level kognitif
Kunci jawaban Skor
1 USAHA Peserta didik dapat
menganalisis besarnya usaha pada benda yang bergerak dari puncak bidang miring
Uraian C4 Pernyataan tersebut salah.
Alasannya karena pada keadaan tersebut bola kasti bergerak semakin ke bawah semakin cepat sehingga terjadi usaha akibat perubahan kecepatan (energy kinetic) dan terjadi usaha akibat perubahan kedudukan bola dari puncak bidang miring ke dasar bidang miring (energy potensial)
2 4
4 2 ENERGI
MEKANIK
Peserta didik dapat menentukan jarak maksimum ketika menyentuh tanah pada benda yang meluncur dari puncak bukit
Uraian C5 HKEM
EM1 = EM2 =EM3 EP1+EK1 = EP2 +EK2 m.g.H +0 = m.g.h + ½ .m.v2 g.H = g.h + ½ . v2
g (H-h) = ½ . v2 v2 = 2.g. (H-h) v = √2. 𝑔 (𝐻 − ℎ)
menentukan jarak maksimum:
s = v2 .t
s = √2. 𝑔 (𝐻 − ℎ) . √2 ℎ𝑔 s = 2 √ℎ (𝐻 − ℎ)
5
5
3 ENERGI MEKANIK
Peserta didik dapat menentukan besarnya energy kinetic benda yang dilempar ke atas pada saat mencapai ½ ketinggian maksimum yang dicapai
Uraian C4 Diketahui:
g = 10 m/s2 m = 1 kg
ditanya: EK saat mencapai ½ hmax…?
Jawab:
Menentukan ½ ketinggian maksimum
h max = 𝑣0
2 2.𝑔 = 20
2
2.10 = 20 m h2 = ½ hmax= ½ . 20 = 10 m menentukan energy kinetic:
HKEM EM1 = EM2
EP1+EK1 = EP2 +EK2 0 + ½ .m. v12 = m.g.h2 + EK2
½. 1. 202 = 1. 10. 10 + EK2 200 = 100 +EK2
200 – 100 = EK 2
2
4
4
100 J = EK2
4 HUBUNG
AN USAHA DAN ENERGI
Peserta didik dapat
menganalisis jumlah pukulan martil agar panjang tongkat rata dengan tanah
Uraian C5 Diketahui:
m= 10 kg
Δ h= 50cm = 0,5 m l= 40 cm
F = 1000N Ditanya n …?
Jawab:
Usaha pada martil : W = m g Δ h
Usaha pada tanah oleh gaya gesekan: W = F s Cari kedalaman masuknya tongkat (S) oleh sekali pukulan martil:
F s = mgΔh
(1000) s = 10 (10)(0,5)
s = 50/1000 = 5/100 m = 5 cm Jadi sekali jatuhnya martil, tongkat masuk tanah sedalam 5 cm. Untuk tongkat sepanjang 40 cm, maka jumlah jatuhnya martil:
n = 40 : 5 = 8 kali
2
4
4
5 HUBUNG
AN USAHA DAN ENERGI
Peserta didik dapt menentukan usaha akibat gaya berat benda
Uraian C4 Diketahui:
m=100 gram = 0,1 kg g = 10 m/s2
t = 2 s h2 = 0 m ditanya W…?
dijawab:
t = √2 ℎ𝑔 maka h = t2 . g/2 h = (22 . 10)/2 = 20 m W = Δ EP
W = m. g. (h2-h1) W = 0,1. 10. (0-20) W = - 20 J
2
4
4
Nilai = Skor perolehan x 2
LEMBAR PENGAMATAN PENILAIAN KINERJA (KETERAMPILAN)
Mata Pelajaran : IPAS Kelas /Semester : X / 1 Tahun Pelajaran : 2022/2023
Pokok Bahasan : Energi dan Perubahannya Sub Pokok Bahasan : Energi
Hari/tanggal :
No Nama Kemampua
n Merangkai
alat percobaan
Kemampua n
melakukan percobaan
Kemampu an
mengolah data percobaan
Kemampua n
mengkomu nikasikan hasil
percobaan Skor Total Nilai 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Rubrik Penilaian Ketrampilan
Kriteria Kategori
1 2 3 4
Kemampuan Merangkai alat percobaan
Belum mampu merangkai alat percobaan
mampu merangkai alat percobaan dan belum tepat
mampu merangkai alat percobaan dengan benar dan hamper tepat
mampu merangkai alat percobaan dengan benar dan tepat
Kemampuan melakukan percobaan
Tidak mampu melakukan
percobaan dengan teknik yang tepat
Mampu melakukan percobaan dengan teknik yang kurang tepat
Mampu melakukan percobaan dengan teknik yang tepat
Mampu melakukan percobaan dengan teknik yang sangat tepat .
Kemampuan mengolah data percobaan .
Tidak mampu mengolah data percobaan dengan benar
mampu mengolah data percobaan dengan benar
mampu mengolah data percobaan dengan benar dan tepat
mampu mengolah data percobaan dengan benar, tepat dan teliti.
Kemampuan mengkomunikasik an hasil percobaan
Belum mampu mengkomunikasik an hasil percobaan
Mampu
mengkomunikasik an hasil percobaan namun bahasa kurang baik dan kurang percaya diri
Mampu
mengkomunikasik an hasil percobaan dengan bahasa cukup baik dan percaya diri
Mampu
mengkomunikasik an hasil percobaan dengan bahasa yang baik dan percaya diri Nilai :
Nilai = (Skor perolehan : skor maksimum) x 100
Lembar Pengamatan Sikap
Mata Pelajaran : IPAS Kelas /Semester : X / 1 Tahun Pelajaran : 2022/2023
Pokok Bahasan : Energi dan Perubahannya Sub Pokok Bahasan : Energi
Hari/tanggal : No
Aspek dinilai Nama
Kerjasama Tanggung jawab
Jujur disiplin
Jumlah skor Nilai
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1
2 3 4 5 6 dst
Nilai (Jumlah perolehan skor/jumlah skor maksimum) x 100 Rubrik Penilaian Sikap
Kerjasama
1. Tidak berusaha untuk bekerjasama dalam kegiatan kelompok.
2. Sudah ada usaha untuk bekerjasama dalam kegiatan kelompok tetapi masih belum ajeg/konsisten.
3. Sudah ada usaha bekerjasama dalam kegiatan kelompok secara terus menerus dan ajeg/konsisten.
Tanggung jawab
1. Tidak bertanggung jawab atas hasil yang diperoleh
2. Bertanggung jawab atas hasil yang diperoleh namun belum konsisten 3. Bertanggung jawab atas hasil yang diperoleh dan konsisten
Jujur
1. Tidak jujur dalam menuliskan data percobaan
2. Jujur dalam menuliskan data percobaan namun belum konsisten 3. Jujur dalam menuliskan data percobaan dan konsisten
Disiplin
1. Belum melaksanakan percobaan sesuai langkah yang ditetapkan
2. Sudah melaksanakan percobaan sesuai langkah yang ditetapkan namun belum konsisten 3. Melaksanakan percobaan sesuai langkah yang ditetapkan dan konsisten
G. Pengayaan dan Remedial Pengayaan :
Pengayaan merupakan program pembelajaran yang diberikan kepada peserta didik yang telah melampaui Kriteria Ketuntasan Minimal atau KKM. diberikan segera setelah peserta didik diketahui telah mencapai KKM berdasarkan hasil penilaian harian. biasanya hanya diberikan sekali, tidak berulang kali sebagaimana pembelajaran remidial, Bagi peserta didik yang telah mencapai tujuan pembelajaran diberikan pembelajaran pengayaan dengan melakukan analisa energy mekanik pada permainan tradisional egrang.
Remedial :
Pembelajaran remedial dilaksanakan melalui remedial teaching (klasikal), atau tutor sebaya, atau tugas dan diakhiri dengan tes. Bagi peserta didik setelah melakukan tes tertulis pada akhir pembelajaran yang belum memenuhi Ketuntasan Belajar Minimal (KBM), maka akan diberikan pembelajaran tambahan (Remidial Teaching). Kemudian diberikan tes tertulis pada akhir pembelajaran lagi dengan ketentuan :
1. Soal yang diberikan berbeda dengan soal sebelumnya namun setara.
2. Nilai akhir yang akan diambil adalah nilai hasil tes terakhir.
3. Peserta didik yang sudah tuntas (≥KBM) dipersilakan untuk ikut bagi yang berminat untuk memperbaiki nilai
H. Refleksi Guru 1. Refleksi Guru
Refleksi adalah kegiatan yang dilakukan dalam proses belajar mengajar dalam bentuk penilaian tertulis dan lisan oleh guru untuk siswa dan mengekspresikan kesan konstruktif, pesan, harapan dan kritik terhadap pembelajaran yang diterima, Guru dapat mengajukan pertanyaan kepada siswa,dengan minta pendapat tentang cara mengajar, suasana pembelajaran,pemahaman pembelajaran.ataupun meminta kritik dan saran kepada siswa terhadap pembelajaran dan dirinya.hal ini dapat dilakukan menjelang pembelajaran berakhir sehingga tidak menggangu pembelajaran.
a. Apakah kegiatan membuka pelajaran yang saya lakukan dapat mengarahkan dan mempersiapkan siswa mengikuti pelajaran dengan baik?
………
………
………
b. Bagaimana tanggapa siswa terhadapt materi atau bahan ajar yang saya sajikan sesuai yang diharapkan? (apakah materi terlalu tinggi,terlalu rendah, atau sesuai dengan kemampuan awal siswa) ?
………
………
………
c. Bagaimana respon siswa terhadap media pembelajaran yang digunakan ? apakah media sesuai dan mempermudah siswa menguasai kompetensi atau materi yang diajarkan?
………
………
………
d. Bagaimana tanggapan siswa terhadap kegiatan belajar yang telah saya rancang ?
………
………
………
e. Bagaimana tanggapan siswa terhadap metode atau Teknik pembelajaran yang saya gunakan?
………
………
………
2. Refleksi Siswa
Agar pembelajaran semakin menyenangkan dan bermakna untuk kalian, yuk sejenak berefleksi tentang aktivitas pembelajaran kali ini. Isilah penilaian diri ini dengan sejujur-jujurnya dan sebenar-benarnya sesuai dengan perasaan kalian ketika mengerjakan suplemen bahan materi ini!
Bubuhkanlah tanda centang (√) pada salah satu gambar yang dapat mewakili perasaan kalian setelah mempelajari materi ini
Pada kegiatan ini kalian diminta untuk melakukan refleksi pembelajaran dengan menuangkan beberapa poin berikut !
1. Sejauh mana tingkat ketercapaian kompetensi materi yang telah kalian pelajari? Jelaskan!
………
………
………
2. Apa lesson learn yang kalian peroleh selama mempelajari materi ini?
………
………
………
3. Apa yang menjadi kesulitan dalam mempelajari materi ini?
………
………
………
4. Menurut kalian, bagaimana tingkat kebermanfaatan materi yang disajikan dalam menunjang tugas kalian di industri?
………
………
………
5. Pada bagian materi atau proses pembelajaran mana, yang menurut kalian menarik?
………
………
………
I. Bahan Bacaan Guru dan Peserta Didik
Buku IPAS Kelas X SMK/MAK Penerbit Erlangga Halaman 44 s.d 85 Sutedjo, 2013, Fisika SMK Kelas X, Yudistira, Bogor
Sumber relevan lainnya di internet, Youtube, dan lain-lain
J. GLOSARIUM
Energi : kemampuan melakukan kerja atau mengubah keadaan benda Energi kinetic: energi yang dimiliki suatu benda karena geraknya
Energi potensial: energi yang dimiliki suatu benda karena letaknya/kedudukannya Energi mekanik adalah gabungan dari energi potensial dan energi kinetik
Kecepatan adalah perpindahan yang ditempuh oleh manusia maupun sebuah benda di dalam jangka waktu tertentu
Massa:jumlah zat yang dikandung suatu benda
K. DAFTAR PUSTAKA
Giancolli, D. C. (2008). Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, 4th Edition. US : Pearson Education, Inc.
Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. (2004). Fundamentals of Physics 7th Edition. New York : John Wiley & Sons Inc.
Hewitt, Paul G. (2015). Conceptual Physics. Twelfth Edition. US : Pearson Education, Inc.
Sagendra, B. (2022). IPAS Kelas X SMK/MAK Rumpun Teknologi. Jakarta: Erlangga
Sang, D., Jones, G., Chadha, G., & Woodside, R. (2010). Cambridge International AS and A Level Coursebook. Second Edition Physics. UK : Cambridge University Press.
Sutedjo, 2013, Fisika SMK Kelas X, Yudistira, Bogor
Tipler, P. A. (2001). Fisika Jilid 2. Alih Bahasa : Bambang Soegijono. Jakarta : Penerbit Erlangga
1. melakukan percobaan Hukum Kekekalan Energi
2. menghitung energi kinetic dan energi potensial pada benda dengan menerapkan konsep Hukum Kekekalan Energi Mekanik
3. Mengintepretasikan data hasil percobaan ke dalam tabel.
4. Membandingkan data hasil percoban yang telah dilakukan dengan referensi lain.
5. Mengkomunikasikan hasil percobaan yang telah dilakukan Kelas :
Anggota Kelompok Nama : 1.
2.
3.
4.
5.
HUKUM
KEKEKALAN
ENERGI MEKANIK
Elemen : Energi dan perubahannya 16 1. Kelerang
2. Selang air panjang 1 m 3. Papan / kardus berlubang 4. Stopwatch
5. Neraca
1. Timbang massa benda menggunakan neraca 2. Rangkailah alat dan bahan sesuai Gambar 1
3. Masukkan kelereng pada ujung selang (tinggi) dan nyalakan stopwatch 4. Hentikan stopwatch saat kelereng keluar dari ujung selang satunya (rendah)
5. Ubahlah ketinggian selang pada papan pertama untuk papan ke 2 dan ke 3 tetap 20 cm 6. Catat hasil percobaan pada tabel data pengamatan
Massa kelereng =
Kecepatan awal kelereng = Panjang selang air =
Percobaan h1 (m) h2 (m) t (s) v (m/s) EP (J) EK (J) EM (J) 1
2
Elemen : Energi dan perubahannya 17 Analisis Data
1. Tentukan kecepatan beban dari persamaan berikut!
Percobaan 1:
Percobaan 2:
2. Tentukan besarnya energy kinetic dan energy potensial!
Percobaan 1:
EK = EP =
Percobaan 2:
EK = EP =
3. Bagaimanakah hasil perolehan Energi Mekanik pada percobaan 1 dan 2?
4. Apakah besarnya Energi Mekanik pada percobaan 1 dan 2 sama?
𝑎 = 2 𝑠 𝑡2 v = a . t
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil percobaan di atas menunjukkan bahwa hukum kekekalan energi mekanik (berlaku/ tidak berlaku). Hukum kekekalan energi mekanik dapat tidak berlaku pada sistem jika …….
Elemen : Energi dan perubahannya 18 ENERGI DAN USAHA
A. USAHA
1. Usaha pada benda oleh gaya mendatar
Istilah usaha dalam kehidupan sehari-hari berarti melakukan kegiatan untuk mencapai suatu tujuan. Sedangkan dalam fisika usaha merupakan perkalian antara gaya dengan
perpindahan. Secara matematis dapat ditulis sbb:
W = F.s Dengan:
W ; usaha (J) F ; gaya (N)
S ; perpindahan (m)
2. Usaha pada benda oleh gaya membentuk sudut
Jika sebuah benda ditarik dengan gaya F mendatar maka besarnya usaha yang dilakukan pada benda adalah :
F
Fx = F.cos α
S
W = usaha (Joule) F = gaya (N)
S = perpindahan (m)
CONTOH SOAL:
1. Sebuah balok ditarik gaya F = 120 N yang membentuk sudut 37o terhadap arah horizontal seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Jika balok bergeser sejauh 10 m, tentukan usaha yang dilakukan pada balok!
Pembahasan W = F.cos α x S
α
Elemen : Energi dan perubahannya 19 B. ENERGI
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Ada beberapa amacam bentuk energi diantaranya energi listrik, energi kimia, energi cahaya, energi kinetik, energi potensial, energi mekanik dll. Pada bab ini kita akan mempelajari energi kinetik, potensial dan mekanik saja.
1. Energi Kinetik
Merupakan energi yang dimiliki suatu benda karena gerakannya. Secara matematis, dapat dirumuskan sbb:
EK = ½ m. v2 Dengan:
EK ; energi kinetik (J) m ; massa benda (kg) v ; kecepatan (m/s) CONTOH SOAL
Sebuah mobil dengan massa 1 ton bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya 5 m s–1. Berapa energi kinatik mobil tersebut ?
Diketahui:
m = 1 ton = 1000 kg v1 = 0 m/s
v2 = 5 m/s Ditanya : Ek....?
Jawab: EK = ½ m. v2 = ½ . 1000. (5-0)2
= 12.500 J
2. Energi Potensial
Merupakan energi yang dimiliki benda karena kedudukannya. Secara matematis dapat dirumuskan sbb:
EP = m.g.h Dengan:
EP = energi potensial (J) m: massa benda (kg)
g: percepatan gravitasi (m/s2) h: ketinggian (m)
CONTOH SOAL:
sebuah kelapa berada dipohonnya setinggi 6 m. Apabila massa buah kelapa 2 kg dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 . berapakah energi potensial buah kelapa tersebut?
Elemen : Energi dan perubahannya 20 Diketahui:
m: 2 kg g: 10 m/s2 h: 6 m
Ditanya: EP....?
Jawab: EP = m.g.h
= 2.10.6 = 120 J 3. Energi Mekanik
Merupakan perpaduan antara energi kinetik dan energi potensial. Energi mekanik besarnya konstan jika tidak ada pengaruh gaya luar, sehingga muncul Hukum Kekekalan Energi Mekanik yang dapat ditulis dengan persamaan sbb:
Perhatikan gambar berikut!
Sebuah benda yang massanya 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 25 m seperti pada gambar.
Hitunglah:
a. Energi kinetik dititik A
b. Energi kinetik benda saat berada dititik B (10 m diatas tanah)!
Pembahasan:
a. Energi kinetik dititik A
Pada soal diatas, benda mengalami gerak jatuh bebas sehingga vA = 0. Maka energi kinetik saat dititik A:
b. Energi kinetik pada saat dititik B
Dengan hukum kekekalan energi mekanik:
Elemen : Energi dan perubahannya 21 C. Usaha dengan Energi Potensial Gravitasi
Apabila sebuah benda berada pada ketinggian tertentu diangkat hingga ketinggiannya berubah maka besar usaha yang dilakukan adalah sebesar perubahan energi potensial benda tersebut.
Persamaannya :
Contoh Soal.
Andi mengangkat box bermassa 5 kg dari lantai 2 yang tingginya 3 m dari tanah ke lantai 4 yang tingginya 9 m dari tanah. Jika percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2 maka besar usaha yang dilakukan sebesar ....
Penyelesaian : m = 5 kg h1 = 3 m h2 = 9 m g = 10 m/s2 maka usahanya : W = m.g. (h2-h1) W = 5. 10. (9-3) W = 300 J
Elemen : Energi dan perubahannya 22 D. Usaha dan Energi Kinetik
Apabila sebuah benda mengalami perubahan kelajuan maka besar usaha yang dilakukan sebesar perubahan energi kinetik yang terjadi pada benda tersebut.
Persamaannya :
Contoh Soal.
Sebuah benda massanya 6 kg bergerak dengan kecepatan 3 m/det pada bidang datar. Karena pengaruh gaya, kecepatannya berubah menjadi 6 m/det. Besar usaha selama benda bergerak adalah ....
Penyelesaian : m = 6 kg v1 = 3 m/s v2 = 6 m/s maka usahanya : W = ½ m (v22 - v12 ) W = ½. 6. (62 - 32 ) W = 3. (36 - 9) W = 3. 27 W = 81 J
Mengetahui
Kepala SMKN 3 Kendal
Bambang Dite Wahyono NIP. 19640403 198803 1 014
Kendal, November 2022 Guru IPAS
Wulan Fitriyani, S. Pd, M. PFis NIP. 19841213 202221 2 011
