Usaha dan Energi

1. USAHA DAN ENERGI
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

2. KD
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI
1.2 : Menyadari kebesaran Tuhan yang mengatur karakteristik fenomena gerak, fluida kalor dan optik.
2.1 : Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti;
cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan
peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap
dalam melakukan percobaan , melaporkan, dan berdiskusi.
3.3 : Menganalisis konsep energi, usaha, hubungan usaha dan perubahan energi, dan
hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak dalam
kejadian sehari-hari
4.3 : Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan
konsep gaya, dan kekekalan energi

3. KI
KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya
KI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong royong,
kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikap sebagai
bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektif dengan
lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam
pergaulan dunia.
KI 3 : Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural
berdasarkan rasa ingintahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan
humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait
penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang
kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah
KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan
pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan
metoda sesuai kaidah keilmuan
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

4. INDIKATOR
1. Siswa mampu menghitung besarnya usaha melalui diskusi
dengan benar.
2. Siswa mampu mendeskripsikan energi kinetik dan energi
potensial (gravitasi dan pegas) melalui diskusi dengan benar.
3. Siswa mampu mengaplikasikan konsep usaha untuk
menyelesaikan masalah sederhana melalui diskusi dengan
benar.
4. Siswa mengetahui hubungan usaha dan energi kinetik melalui
diskusi dengan benar.
5. Siswa mampu mendeskripsikan hubungan usaha dengan
energi potensial melalui diskusi dengan benar.
6. Siswa mampu mendeskripsikan hukum kekekalan energi
mekanik melalui diskusi dengan benar.
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

5. Usaha dan Energi
USAHA
JENIS-JENIS
ENERGI
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

6. Usaha
 Jika sebuah benda menempuh jarak sejauh S akibat gaya
F yang bekerja pada benda tersebut maka dikatakan gaya
itu melakukan usaha, dimana arah gaya F harus sejajar
dengan arah jarak tempuh S.
 USAHA adalah hasil kali (dot product) antara gaya dengan
jarak yang ditempuh.
 W = F S = |F| |S| cos θ
 θ = sudut antara F dan arah gerak
 Kemampuan untuk melakukan usaha menimbulkan suatu
ENERGI
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

7. Jenis – jenis Energi
1. ENERGI KINETIK (Ek)
Misalkan F adalah sebuah gaya konstan:
𝑊𝑛𝑒𝑡 = 𝐹𝑠 = 𝑚. 𝑎 𝑠 , sedangkan
𝑣2=𝑣2 +2a.s atau a.s =
𝑣
2
− 𝑣
2
2
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

8. Sehingga, 𝑊𝑛𝑒𝑡 = 𝑚(
𝑣2− 𝑣2
2
)=
1
2
m𝑣2 −
1
2
m𝑣˳2
Maka didapat besar energi kinetik, EK=
1
2
m𝑣2
 Usaha = perubahan energi kinetik.
 W = ∆Ek = Ek2 – Ek1
2. Energi Potensial
 Tinjau sebuah buku bermassa m pada ketinggian
awal yi
 Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi:
 𝑊𝑔𝑟𝑎𝑣 = (𝐹 cos 𝜃)s = (mg cos 𝜃)𝑠
 Dengan s = 𝑦𝑖 − 𝑦𝑓 , cos 𝜃 = 1
 Sehingga 𝑊𝑔𝑟𝑎𝑣 = 𝑚𝑔(𝑦𝑖 − 𝑦𝑓 , ) = mg𝑦𝑖 − 𝑚𝑔𝑦𝑓 ,
 Maka didapat besar energi potensial, EP = mgy
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

9.  Energi Potensial Pegas
Energi potensial yang dimiliki benda karena elastik
pegas.
Gaya pegas (F) = k.x (4.7)
Ep Pegas (Ep) = ½ k. x2 (4.8)
dengan:
k = konstanta gaya pegas
x = regangan
 Hubungan usaha dengan Energi Potensial:
W = ∆𝐸𝑝 = 𝐸𝑝1 − 𝐸𝑝2
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

10. 3. Energi Mekanik
 Energi mekanik (Em) adalah jumlah antara
energi kinetik dan energi potensial suatu benda.
Em = Ek + Ep
 Karena energi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan atau energi itu kekal, maka
berlaku hukum Kekekalan Energi. Nila konteks
yang dibahas adalah energi mekanik, maka
berlaku Kekekalan Energi Mekanik yang
dituliskan:
𝐸𝑚1 = 𝐸𝑚2
𝐸𝑘1 + 𝐸𝑝1 = 𝐸𝑘2 + 𝐸𝑝2
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

11. LATIHAN
1. Sebuah gaya sebesar 20 N horizontal dikerjakan pada sebuah balok
sehingga balok bergeser 4 m. Berapakah usaha yang dikerjakan gaya
pada balok?
Penyelesaian :
usaha (W)
W = F . S
= 20 . 4
= 80 J
F
s MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

12. 2. Sebuah pegas memiliki konstanta 225 N/m. Pada ujung pegas
dikaitkan benda bermassa 0,5 Kg menghasilkan kerja 0,5 J
dengan gesekan benda dengan lantai diabaikan. Berapakah
jarak simpangan balok (x) ?
Penyelesaian
W =
1
2
𝑘𝑥2
0,5 =
1
2
. 225 𝑥2
0,5 = 112.5𝑥2
𝑥2
= 112,5/0,5
𝑥2 =225
𝑥 = √225
𝑥 = 15 m
k W
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI
m

13. UJI KOMPETENSI
1. Gambar dibawah memeperlihatkan sebuah kotak yang ditarik
di sepanjang permukaan horisontal oleh gaya tetap P yang
membentuk sudut tetap θ dengan arah gerak. Gaya – gaya
lainnya pada kotak itu ialah beratnya w, gaya normal ke atas
N yang dilakukan oleh permukaan, dan gaya gesekan f.
Berapa usaha masing – masing gaya apabila kotak bergerak
sejauh s di sepanjang permukaan menuju ke kanan ?
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

14. 2. Umpamakan sebuah benda bermassa 0,5 kg meluncur
menuruni sebuah jalur berjari – jari R = 1 m, tetapi
kecepatannya di dasar jalur hanyalah 3 m sek-1. Berapa
usaha gaya gesekan dilakukan terhadap benda itu?
3. Sebuah palu bermassa 2 kg berkecepatan 20 m/det.
menghantam sebuah paku, sehingga paku itu masuk
sedalam 5 cm ke dalam kayu. Berapa besar gaya tahanan
yang disebabkan kayu ?
4. Benda 3 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s pada
sebuah bidang datar kasar. Gaya sebesar 20 5 N bekerja
pada benda itu searah dengan geraknya dan membentuk
sudut dengan bidang datar (tg = 0.5), sehingga benda
mendapat tambahan energi 150 joule selama menempuh
jarak 4m. Hitunglah koefisien gesek bidang datar tersebut
?
5. Sebuah pegas agar bertambah panjang sebesar 0.25 m
membutuhkan gaya sebesar 18 Newton. Tentukan
konstanta pegas dan energi potensial pegas !
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

15. REFERENSI
1. Giancoli, Douglas C.2001.Fisika Jilid 1 (terjemahan).Jakarta:Erlangga
2. Tipler,P.A.1998. Fisika Jilid 1 (terjemahan).Jakarta:Erlangga
3. e-dukasi.net MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

16. PENYUSUN
1. Elok Anis Rahayu (13330048)
2. Frisca Deasy W (13330050)
3. Novi Wulandari (13330058)
4. Alisia Febby N.F (13330076)
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI

17. Terimakasih
MATERI
LATIHAN SOAL
INDIKATOR
KI DAN KD
BERANDA
UJI KOMPETENSI
REFERENSI
PENYUSUN
SELESAI