Tugas YOHANIS A. NENOHAIFETO 100401070006 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN ( RPP ) Sekolah : SMP Kelas : VIII (Delapan) Mata Pelajaran: IPA FISIKA Alokasi Waktu : 2 x 40 Menit Standar Kompetensi 5. Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari. Kompetensi Dasar 5.3 Menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannya, prinsip usaha dan energi serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Indikator 1. Menunjukkan bentuk-bentuk energi dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari. 2. Mengaplikasikan konsep energi dan perubahannya dalam kehidupan sehari-hari. 3. Membedakan konsep energi kinetik dan energi potensial pada suatu benda yang bergerak. 4. Mengenalkan hukum kekekalan energi melalui contoh dalam kehidupan sehari-hari. 5. Menjelaskan kaitan antara energi dan usaha. A. Tujuan PembelajaraN Peserta didik dapat: o Menjelaskan pengertian energi. o Menyebutkan satuan energi. o Menyebutkan bentuk-bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari. o Menyebutkan aplikasi konsep energi dan perubahannya dalam kehidupan sehari-hari. o Mengamati perubahan bentuk energi. o Menyebutkan hukum kekekalan energi. o Menjelaskan pengertian energi mekanik. o Membedakan konsep energi kinetik dan energi potensial. o Menyebutkan bunyi hukum kekekalan energi mekanik. o Menjelaskan pengertian usaha. o Menjelaskan kaitan antara energi dan usaha. o Membedakan usaha yang bernilai positif dan usaha yang bernilai negatif. o Menghitung usaha oleh beberapa buah gaya. o Menjelaskan pengertian daya. o Menyebutkan satuan daya. o Menentukan besarnya daya yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. B. Materi Pembelajaran Energi dan Usaha C. Metode Pembelajaran Model : Cooperative Learning Metode : - Diskusi kelompok - Ceramah D. Langkah-langkah Kegiatan Kegiatan Pendahuluan Motivasi dan Apersepsi: - Mengapa setelah melakukan sejumlah aktivitas tubuh kita terasa lemas? - Dapatkah manusia menciptakan energi? - Apa kaitannya antara energi dan usaha? Prasyarat pengetahuan: - Apakah yang dimaksud dengan energi? - Apakah bunyi hukum kekekalan energi? Kegiatan Inti Guru membimbing peserta didik dalam pembentukan kelompok. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan pengertian energi. Perwakilan peserta didik diminta untuk menyebutkan satuan energi. Peserta didik mendiskusikan dengan kelompoknya mengenai bentuk-bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari. Peserta didik mempresentasikan hasil diskusi kelompok secara klasikal. Guru menanggapi hasil diskusi kelompok peserta didik dan memberikan informasi yang sebenarnya. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan perubahan energi. Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan hukum kekekalan energi. Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai hukum kekekalan energi. Perwakilan peserta didik untuk menyebutkan bunyi hukum kekekalan energi. Peserta didik memperhatikan penjelasan guru tentang bentuk-bentuk energi dan cara menentukan besarnya energi potensial dan energi kinetik suatu benda. Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan energi potensial dan energi kinetik. Guru memberikan beberapa soal menentukan energi potensial dan energi kinetik untuk dikerjakan oleh peserta didik. Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih ada peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan. Kegiatan Penutup Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja dan kerjasama yang baik. Peserta didik (dibimbing oleh guru) berdiskusi untuk membuat rangkuman. Guru memberikan tugas rumah berupa latihan soal. E. Sumber Belajar a. Buku IPA Fisika Jl.2 halaman 29-43 b. Buku referensi yang relevan c. Lingkungan F. Penilaian Hasil Belajar a. Teknik Penilaian: - Tes lisan - Tes tertulis - Tes unjuk kerja b. Bentuk Instrumen: - Daftar pertanyaan - Tes PG - Tes uraian - Uji petik kerja produk c. Contoh Instrumen: - Contoh daftar pertanyaan Sebutkan bentuk-bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari. - Contoh tes PG Seorang atlet angkat berat menyangga beban seberat 700 N dengan tangannya pada ketinggian 2 m. Usaha yang dilakukan atlet itu adalah .... a. 1.400 J c. 350 J b. 700 J d. nol Contoh tes isian Energi yang tersimpan dalam benda karena posisinya terhadap acuan tertentu disebut .... - Contoh tes uraian Listrik yang terpasang pada sebuah rumah mempunyai daya 450 VA. Berapakah energi maksimal yang dapat digunakan oleh pemilik rumah selama 1 jam? .............,................... Mengetahui Kepala SMP ......................... NIP. Guru Mata Pelajaran .............................. NIP. (i). RINGKASAN MATERI A. Pengertian Energi Energi adalah kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha atau kerja. Dalam kehidupan seharihari tidak bisa dilepaskan dari kebutuhan akan energi. Bahkan tidak hanya manusia saja yang memerlukan energi untuk hidup tetapi hewan dan tumbuhan juga memerlukan energi. Makanan adalah sumber energi kimia yang ada dalam tubuh makhluk hidup untuk melakukan aktivitasnya. Sumber energi makhluk hidup: Reaksi Inti (Fusi) Fotosintesis Matahari makanan Tumbuhan Manusia & Hewan Aktifitas energi Hidup Energi termasuk besaran turunan, diturunkan dari besaran pokok massa (M), panjang (L) dan waktu (T). Energi memiliki lambang dimensi ML2T -2 . Dalam Sistem Internasional (SI) energi memiliki satuan Joule (J), sedangkan satuan kecilnya Erg. Beberapa satuan energi antara lain : 1 Joule = 1 Newton . meter 1 joule = 107 erg = 1 watt. Detik = 0,24 kalori 1 kalori = 4,186 jole Ada berbagai macam bentuk energ yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari. Berbagai macam energi yang dikenal antara lain : 1. Energi Potensial Gravitasi (Ep) Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda bermassa karena memiliki ketinggian dari permukaan bumi. Contoh : orang diatas menara, buah kelapa ditangkainya, air terjun, air di bendungan/waduk, dan sebagainya Dirumuskan : m = massa benda (kg) Ep = m . g . h g = percepatan gravitasi (m/s2) h = ketinggian benda dari permukaan bumi (m) 2. Energi Kinetik (Ep) Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda bermassa karena gerakannya atau karena memiliki kecepatan gerak. Contoh : orang berlari, mobil melaju, bola menggelinding, kuda berlari, meja digeser, dan sebagainya Dirumuskan : m = massa benda (kg) Ek = ½ m .v 2 v = kecepatan gerak benda (m/s) 3. Energi Mekanik (Em) Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena gerakan dan ketinggian dari permukaan bumi. Energi mekanik merupakan penjumlahan antara energi kinetik (E k) dan energi potensial (Ep). Contoh : peluru melunjur, buah kelapa jatuh dari tangkainya, burung terbang, batu jatuh dari menara, dan sebagainya Dirumuskan : Ek = energi kinetik (Joule) Em = E k + E p Ep = energi potensial (Joule) 4. Energi Listrik Energi listik adalah energi yang ditimbulkan karena adanya arus listrik yang mengalir pada penghantar. Contoh : lampu menyala, kipas angin, radio dan TV menyala, bel listrik, dan sebagainya Dirumuskan : V = beda potensial ujung-ujung penghantar (Volt) W= V.i.t i = kuat arus listrik (Ampere) t = waktu arus mengalir (detik) 5. Energi Panas atau Kalor (Q) Energi Panas atau kalor adalah energi yang dimiliki suatu benda karena memiliki panas. Contoh : panas matahari, kayu yang dibakar, air mendidih, air membeku, panas solder , panas setrika, dan sebagainya Dirumuskan : m = massa benda (kg) Q = m.c. T c = kalor jenis benda (Joule/ kg.oC ) T = perubahan suhu (oC) 6. Energi Bunyi Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan dari benda yang mengeluarkan getaran bunyi Contoh : Bunyi bel, bunyi bom, bunyi alat musik, bunyi mesin, suara manusia, suara hewan, dan sebagainya Dirumuskan : m = massa benda (kg) W = ½ m. A2. 2 A = amplitudo getaran (m) = kecepatan anguler (rad/s) 7. Energi kimia Energi kimia adalah energi yang dimiliki suatu benda karena memiliki potensial kimia. Contoh : baterai, accumulator, makanan, elemen volta, dan sebagainya Dirumuskan : e = muatan elektron (coulomb) E = . e. V V = Potensial kimia (volt) 8. Energi Potensial Pegas (Ep) Energi potensial pegas adalah energi yang dimiliki benda-benda elastis yang mengalami simpangan dari titik keseimbangan. Contoh : karet yang ditarik, pegas yang diregangkan, slingki yang ditarik, dan sebagainya Dirumuskan : k = ketetapan pegas (N/m) Ep = ½ k.x2 x = simpangan dari titi seimbang (m) 9. Energi Nuklir Energi nuklir adalah energi yang dihasilkan karena reaksi inti atom. Reaksi inti bisa berupa reaksi penggabungan inti (fusi) atau reaksi pemecahan inti( fisi). Contoh : reaksi fisi di reaktor atom, bom atom, reaksi di matahari, dan sebagainya Dirumuskan : m = massa benda (kg) E =m.c2 c = kecepatan cahaya (m/s) = 3 x 10 8 m/s C. Hukum Kekekalan Energi Pada sub bab diatas kita mengenal banyak macam energi yang ada di alam ini. Dengan asumsi bahwa alam sebagai sebuah ruang besar yang terisolasi, maka energi yang ada di alam ini bersifat kekal. Hukum kekekalan energi berbunyi : 1. Energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan 2. Energi dapat diubah dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain Teknologi terapan bersifat mengubah dari satu bentuk energi ke energi bentuk lain yang sesuai dengan kebutuhan manusia. Beberapa alat atau teknologi yang menerapkan perubahan energi antara lain : 1. PLTA , Pembangkit Listrik Tenaga Air mengubah energi potensial menjadi energi kinetik menjadi energi listrik 2. Kompor Listrik, mengubah energi listrik menjadi energi panas 3. Senter , mengubah energi kimia menjadi energi listrik menjadi energi cahaya 4. Lampu Listrik, mengubah energi listrik menjadi energi cahaya dan energi panas 5. Robot Mainan, mengubah energi kimia menjadi energi listrik menjadi energi gerak, dan sebagainya. D. Energi Mekanik Pada kehidupan sehari-hari banyak dijumpai benda-benda bergerak. Benda yang bergerak memiliki energi mekanik (Em) , yaitu energi yang terdiri atas energi kinetik (Ek) dan energi potensial (Ep). Energi mekanik yang dimiliki benda dapat dihitung dengan rumus : Em = E k + E p dimana : m = massa benda (kg) v = kecepatan benda (m/s) = ½ m. v2 + m . g . h g = percepatan gravitasi (m/s2) h = tinggi benda dari tanah (m) Perhatikan gambar benda jatuh bebas dari ketinggian h dibawah ini : Titik A Pada titik A Ep = m . g . hA Ek = 0 ( benda mula-mula diam ) Jadi : hA Titik B Em = Ep Pada titik B Ep = m . g . hB Ek = ½ m . vB 2 hB Titik C Jadi : Em = Ep + E k Pada titik C Ep = 0 ( benda di tanah, hC = 0 ) Ek = ½ m . vB 2 Jadi : Em = Ek Kecepatan benda jatuh bebas saat menyentuh tanah dapat dihitung dengan rumus berikut : v 2 g.h dimana : v = kecepatan benda saat menyentuh tanah (m/s) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = ketinggian benda mula-mula (m) Setiap benda yang memiliki energi potensial maka benda tersebut pasti juga memiliki energi mekanik, tetapi tidak berlaku kebalikannya.Setiap benda yang memiliki energi kinetik maka benda tersebut pasti juga memiliki energi mekanik, tetapi tidak berlaku kebalikannya. Contoh : 1.Sebuah mobil yang melaju dengan kecepatan tertentu di jalan mendatar, maka mobil tersebut memiliki energi kinetik. Mobil tersebut juga memiliki energi mekanik yang besarnya sama dengan energi kinetiknya karena energi potensialnya sama dengan nol. 2.Seorang teknisi telkom berada di puncak sebuah menara, maka orang tersebut memiliki energi potensial. Orang tersebut juga memiliki energi mekanik yang besarnya sama dengan energi potensialnya karena energi kinetik orang tersebut sama dengan nol. E. U s a h a Manusia dikatakan melakukan kerja jika terjadi usaha mengubah sesuatu dari kondisi semula. Misalnya usaha memindahkan meja artinya meja mengalami perpindahan dari posisi semula dengan cara ditarik atau didorong. Jika meja tidak berpindah maka usaha yang dilakukan sama dengan nol. Usaha dalam ilmu fisika disimbulkan dengan huruf W (work). Pada gerak horisontal atau mendatar besarnya usaha (W) yang dilakukan adalah perkalian titik antara gaya (F) dengan perpindahan (S). Perkalian titik mengharuskan antara F dan S harus satu arah. Perhatikan gambar balok yang ditarik gaya F dibawah ini ! Fy F= gaya tarik (N) Fx S = perpindahan (m) Besarnya Usaha : W= F. S maka W = Fx . S W = Fy . S = 0 ( karena Fy tidak searah dengan S) Orang yang memikul beban kemudian berjalan sejauh jarak tertentu dikatakan melakukan usaha nol, karena gaya angkat orang tersebut tidak searah dengan perpindahannya. Pada gerak mendatar usaha juga dapat diartikan sebagai perubahan energi kinetik, dari benda diam menjadi bergerak atau dari benda bergerak menjadi diam. Sehingga usaha dapat juga dinyatakan dalam perubahan energi kinetik : W = Ek = Ek akhir - Ek awal = ½ m ( vt 2 - vo 2 ) dimana, m = massa benda (kg) vt = kecepatan akhir (m/s) vo = kecepatan awal (m/s) Pada gerak vertikal atau keatas, usaha juga dapat diartikan sebagai perubahan energi potensial, dari ketinggian awal bergerak menuju ketinggian akhir. Sehingga usaha dapat juga dinyatakan dalam perubahan energi potensial : W = Ep = Ep akhir - Ep awal = m . g. ( ht - ho ) dimana, m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi (m/s2 ) ht = ketinggian akhir (m) ho = ketinggian awal (m) F. D a y a Dalam melakukan usaha atau kerja ada yang berlangsung lama ada yang berlangsung secara singkat. Besaran fisika yan digunakan untuk menyatakan kecepatan melakukan usaha adalah Daya . Daya adalah besarnya usaha yang dilakukan oleh suatu benda tiap satuan waktu atau kecepatan benda untuk melakukan usaha. Daya dirumuskan : P= W t keterangan : P = daya ( joue / detik atau watt) W = usaha yang dilakukan ( joule) T = waktu untuk melakukan usaha (detik) Karena W = F . S dan S / t = v , W = F.v maka : v = kecepatan benda ( m/s) Beberapa satuan daya yang lain diantaranya : 1 joule / detik = 1 watt 1 = 746 HP (horse power) 1 Kilowatt (KW) = 1000 watt 1 Megawatt (Mw) = 1000.000 watt
