Struktur Materi Usaha, Energi, dan Daya

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Struktur Materi Usaha, Energi, dan Daya"

Inge Salim
7 tahun lalu
Tontonan:

1 Struktur Materi Usaha, Energi, dan Daya KOMPUTERISASI PEMBELAJARAN FISIKA NURUL MUSFIRAH 15B80057 Usaha, Energi, dan Daya (Kelas XI SMA) 1 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

2 USAHA, ENERGI, DAN DAYA A. Kompetensi Dasar 3.3. Menganalisis konsep energi, usaha, hubungan usaha dan perubahan energi, dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak dalam kejadian sehari-hari B. Indikator 1. Menganalisis gaya yang dapat melalukan usaha 2. Menganalisis usaha dan perubahan energi 3. Mempelajari gaya konservatif dan hukum kekekalan energi mekanik 4. Menjelaskan pengertian daya dan penerapan konsep daya dalam kehidupan sehari-hari 2 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

3 Usaha, Energi dan Daya Menganalisis gaya yang dapat melalukan usaha usaha dan perubahan energi gaya konservatif dan hukum kekekalan energi mekanik pengertian daya dan penerapan konsep daya 3 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

4 STRUKTURISASI MATERI USAHA, ENERGI, DAN DAYA NO Langkah-Langkah Pengetahuan & Pengalaman Pendukung 1. Menjelaskan Ketika seseorang mendorong pengertian usaha sebuah keranjang belanja. Seseorang memberi gaya terhadap keranjang tersebut sehinggakeranjang mengalami perpindahan. 2. Menentukan usaha oleh gaya tegak lurus dengan perpindahan Atlet melakukan usaha ketika ia memindahkan barbel dari lantai ke atas kepanya. Tetapi ia tidak melakukan usaha ketika menahan barbel sejenak diatas kepalnya meskipun barebel tersebut berat karena barbel tersebut tidak mengalami perpindahan. Ketika seorang membawa ember, apakah orang tersebut melakukan usaha? orang tersebut tidak melakukan usaha. Mengapa? Karena gaya yang ia keluarkan untuk mengangkat ember tegak lurus terhadap arah gerak (α = Konten/Materi Utama Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. Secara matematis usaha adalah hasil kali dari gaya dan perpindahan. W = F.S Untuk gaya (F) membentuk sudut ɵ terhadap perpindahan s, W = F. S cos ɵ W = Usaha (J) F = Gaya (N) S = Perpindahan(m) ɵ = Sudut antara gaya dengan perpindahan Jika gaya tegak lurus dengan perpindahan maka usaha sama dengan nol Karena cos 90ᵒ = 0 F s cos α = F s cos 90ᵒ = 0 4 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

5 90ᵒ). Gambar 1 Usaha yang dilakukan oleh gaya yang tegak lurus dengan arah perpindahan. 3. Menentukan usaha oleh gaya berlawanan arah dengan perpindahan Ketika seseorang menahan mobil dari depan. Arah gaya orang tersebut berlawanan arah dengan arah perpindahan mobil. Jika Gaya berlawanan arah dengan perpindahan maka usaha sama dengan negatif karena Karena cos 180ᵒ. F s cos α = F s cos 1800 = - F s Gambar 2 :Usaha yang dilakukan oleh gaya yang berlawanan arah dengan arah perpindahan 5 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

6 Menjelaskan pengertian energi Menentukan usaha dan perubahan energi kinetic Menjelaskan pengertian energi potensial Menyebutkan contoh-contoh energy, seperti energy panas, energy listrik, energi kimia, energy cahaya, energy nuklir, energy bunyi. Serta menyebutkan contoh perubahannya.misalnya Perubahan energi gerak menjadi energi panas. Contoh : tangan kanan dan kiri kita ketika digosok-gosokkan terasa hangat, ban sepeda/sepeda motor setelah perjalanan cukup jauh maka menjadi panas; Kendaraan beroda yang bergerak dengan laju tertentu di jalan raya memiliki energi kinetik. Energi potensial ada di sekitar kita saat kita menjalani tugas kehidupan kita sehari-hari. Di rumah, bola lampu yang tidak menyala memiliki energi Energi adalah kemampuan untuk melakukan suatu tindakan atau pekerjaan (usaha). Kata Energi berasal dari bahasa yunani yaitu ergon yang berarti kerja. Dalam melakukan sesuatu kita selalu memanfaatkan energi, baik secara sadar maupun tidak sadar, Contohnya ketika kita berjalan kita memerlukan energi. Namun setiap kegiatan memerlukan energi dalam jumlah dan bentuk yang berbeda-beda. Energi tidak dapat dilihat namun pengaruhnya dapat dirasakan. Energi dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Contohnya pada setrika terjadi perubahan bentuk dari energi listrik menjadi energi panas. Energi Kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena gerakannya. Energi ini sangat dipengaruhi oleh dua hal yaitu massa benda dan kecepatannya. Persamaan ini menjelaskan usaha total yang dikerjakan pada benda. Karena W = EK maka kita dapat menyimpulkan bahwa besar energi kinetik translasi pada benda tersebut adalah : W = EK = ½ mv2 Energi potensial merupakan energi yang dimiliki oleh sebuah benda yang belum digunakan. Sehingga bisa dikatakan semua benda memiliki potensi bergerak yang belum tentu seberapa energi itu akan keluar atau seberapa besar gaya yang dihasilkan dari pergerakannya. Dalam kehidupan sehari-hari energi ini sering kita 6 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

7 potensial, sementara televisi yang tidak aktif juga memilikinya. Oven yang tidak diaktifkan akan menampilkan energi potensial termalnya. Sel surya pada atap atau pengisian perangkat yang tidak menyerap sinar matahari memiliki energi potensial cahaya. temukan, terutama dalam kegiatan perdagangan, olahraga, dan beberapa hal yang berhubungan dengan benda secara langsung. Adapun salah contoh energi potensial adalah pegas, katapel, busur dan anak panah, gaya gravitasi.. Satuan SI untuk mengukur usaha dan energi adalah Joule (simbol J). Keterangan: Ep: Energi potensial (J) m: massa benda (kg) g: percepatan gravitasi (m/s 2 ) h: tinggi benda dari permukaan tanah (meter) Menentukan usaha dan perubahan energi potensial gravitasi Contoh singkat dan simple mengenai energi potensial gravitasi adalah ketika batu dijatuhkan dari gedung lantai 5, maka batu akan jatuh dan jika mendarat di tanah, tanah akan berlubang dan batu kan meninggalkan bekas yang lumayan dalam. Hal ini tentunya juga tergantung dari massa batu yang dijatuhkan. Persamaan 1 W = FA. s W = m x (-g) (s) W = m g (h2-h1) Tanda negatif menunjukkan bahwa arah percepatan gravitasi menuju ke bawah. Sehingga, energi potensial gravitasi sebuah benda merupakan hasil kali gaya berat benda (m x g) dan ketinggiannya 7 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

8 Semakin berat batu yang dijatuhkan, maka bekas lubang akan semakin dalam. (h). H = (h2 h1). Persamaan 2 EP = m g h Menentukan usaha dan perubahan energi potensial pegas Contoh beberapa benda yang dapat menghasilkan energi potensial dengan kemampuan pegas antara lain yaitu katapel dan juga panah. Pada katapel, Anda dapat menarik karetnya yang dapat melar lalu melepasnya kembali. Setelah melepaskannya, karet akan kembali pada posisi semula. Sedangkan karet yang dilepaskan tersebut dapat menghasilkan tekanan yang mendorong suatu benda. Jika di tengah karet diselipkan batu, ketika dilepaskan batu akan terlempar akibat kemampuan pegas yang dimiliki oleh karet katapel tersebut. Suatu benda yang dipindahkan atau digerakkan dari posisi semulanya lalu dikembalikan lagi pada posisi semula tersebut, benda tersebut cenderung memiliki energi potensial. Lalu, yang dimaksud dengan energi potensial pegas yaitu energi potensial yang bersifat pegas. 8 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

9 Menjelaskan gaya konservatif dan hukum kekekalan energi mekanik ketika sebuah benda dipegang pada ketinggian 3 meter tepat di atas tanah, maka ia tidak memiliki energi kinetik namun memiliki energi potensial. Karena benda tersebut tidak bergerak, sehingga dikatakanlah memiliki energi potensial namun tak memiliki energi kinetik. Seperti kita ketahui energi potensial termasuk energi yang tersimpan dalam sebuah benda yang tidak bergerak dan bergantung pada posisinya. Benda yang dipegang tersebut memiliki energi potensial gravitasi, jika benda tersebut dijatuhkan maka akan berubah menjadi sebuah energi kinetik. Gaya yang menyebabkan energi mekanik, yaitu penjumlahan energi potensial dan energi kinetik, selalu kekal (tetap) disebut gaya konservatif. Gaya Konservatif: 1. Gaya Grafitasi Konstan 2. Gaya Grafitasi Newton 3. Gaya Pegas Jumlah total Energi Kinetik dan Energi Potensial disebut Energi Mekanik. Ketika terjadi perubahan energi dari EP menjadi EK atau EK menjadi EP, walaupun salah satunya berkurang, bentuk energi lainnya bertambah. Misalnya ketika EP berkurang, besar EK bertambah. Demikian juga ketika EK berkurang, pada saat yang sama besar EP bertambah. Total energinya tetap sama, yakni Energi Mekanik. Jadi Energi Mekanik selalu tetap alias kekal selama terjadi perubahan energi antara EP dan EK. Karenanya kita menyebutnya Hukum Kekekalan Energi Mekanik. 9 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

10 Menjelaskan tentang daya Dalam kehidupan sehari-hari, satuan watt tertera pada pemakaian bola lampu. Nilai yang tertera pada lampu listrik seperti 25 watt berarti lampu tersebut menghasilkan energi 25 joule setiap sekon. Lampu listrik dengan daya 60 watt akan lebih terang daripada lampu listrik yang dayanya 40 watt ataupun 25 watt. Daya dapat didefinisikan sebagai perubahan energi setiap satu sekon. Dalam bahasa Inggris, daya adalah power. Dengan demikian, daya dilambangkan dengan P. Persamaan daya dapat dituliskan sebagai berikut. P = Δ w / Δ t Keterangan P = daya (watt), Δ w = usaha (joule), dan Δt = waktu (sekon). 1 watt = 1 joule / sekon. 10 K o m p u t e r i s a s i P e m b e l a j a r a n F i s i k a

dokumen-dokumen yang mirip

SOAL LATIHAN PG IPA: ENERGI, USAHA, & DAYA 1. Energi yang dipunyai benda karena letaknya disebut... 2. Usaha yang dilakukan gaya 10 newton terhadap benda 20 kg supaya benda berpindah sejauh 5 meter adalah...