worksheet pembelajaran sains usaha & energi
TRANSCRIPT
Usaha & Energi
WORKSHEET PEMBELAJARAN SAINS
PENDAHULUAN: APA SAJA YANG AKAN KITA BAHAS?
Macam-macam
Usaha
USAHA &
ENERGI
Usaha
Energi
Definisi Usaha
Apa itu energi
Usaha positif
Macam-macam energi
Kekeka-
lan Energi
Kekekalan energi
Transformasi energi
Kekekalan energi mekanik
Formulasi Usaha
Usaha negatif
Usaha nol
SIAPA MENGERAHKAN USAHA PALING BESAR?
Pekerja Mesir Kuno menarik batu
Lihatlah aktivitas yang ditunjukkan oleh gambar-gambar di bawah ini dan
lengkapilah pernyataan-pernyataan disampingnya!
Petunjuk:
• tarikan atau dorongan yang diberikan pada benda disebut gaya
• jika benda berpindah dari satu posisi ke posisi lain dikatakan bahwa benda
mengalami perpindahan
Walaupun kejadiannya berbeda-beda, pada ketiga kasus di atas terjadi hal
yang sama, yaitu pada benda diberikan sehingga benda
mengalami
Mendorong Mobil Mogok
Atlet Angkat Besi
1
Tinjauan Fisika: Para pekerja mem-
berikan pada batu se-
hingga batu mengalami
Tinjauan Fisika: Pria itu memberikan
. pada mobil sehingga
mobil mengalami
Tinjauan Fisika: Atlet angkat besi mem-
berikan pada barbel
sehingga barbel mengalami
Benda
gaya
perpindahan
FORMULASI USAHA
Berapa joule usaha yang dilakukan oleh orang yang men-
dorong boks dengan gaya 300 N sejajar lantai horizon-
tal sehingga boks berpindah sejauh 5 meter?
Usaha berbanding ( lurus /
terbalik )* dengan gaya dan
berbanding ( lurus /
terbalik )* dengan perpinda-
han
2
Makin besar gaya yang dikerahkan,
makin ( besar / kecil )* usaha yang
dilakukan
Satuan gaya adalah
Satuan perpindahan adalah
Satuan usaha adalah adalay joule (J)
Usaha = gaya x perpindahan
Benda
gaya
perpindahan
Jika pada suatu benda bekerja GAYA se-
hingga benda mengalami PERPINDAHAN,
maka dikatakan benda mengalami USAHA
Terkait usaha, lengkapilah pernyataan-pernyataan di bawah ini dengan men-
coret pilihan yang salah dari kata yang dicetak biru!
•
Makin jauh perpindahan yang diala-
mi benda, makin ( besar / kecil )*
usaha yang dilakukan
•
Untuk gaya yang searah dengan perpindahan, besar usaha dihitung sebagai
berikut:
USAHA POSITIF, USAHA NEGATIF DAN USAHA NOL
Contoh usaha bernilai negatif: Superman menghenti-
kan kereta api
• Bagaimana arah gaya dan perpindahan? (coret ja-
waban yang salah) ( searah / berlawanan / tegak lu-
rus)*
• Bagaimana efeknya pada gerak benda?
(mempercepat / memperlambat / tidak ada pengaruh)
3
Mobil yang sedang direm mengalami beberapa gaya (lihat gambar). Berikan
tanda (+) jika usaha gaya tersebut positif, (-) jika negatif, dan (0) jika nol.
• Gaya gesekan
• Gaya gravitasi
• Gaya normal
Contoh usaha bernilai positif: Mendorong mobil mogok
• Bagaimana arah gaya dan perpindahan? (coret jawa-
ban yang salah) ( searah / berlawanan / tegak lurus)*
• Bagaimana efeknya pada gerak benda?
(mempercepat / memperlambat / tidak ada pengaruh)*
gaya
perpindahan
gaya
perpindahan
Contoh usaha bernilai nol: Gaya normal pada pelayan
• Bagaimana arah gaya dan perpindahan? (coret jawa-
ban yang salah) ( searah / berlawanan / tegak lurus)*
• Bagaimana efeknya pada gerak benda?
(mempercepat / memperlambat / tidak ada pengaruh)*
perpindahan
gaya
perpindahan
Gaya normal
Gaya gesekan
Gaya
gravitasi
ENERGI 4
• Lihat pengendara sepeda yang se-
dang melaju di jalan menanjak di
samping ini.
Kemampuan pengendara sepeda mengayuh sepeda berasal dari
energi yang tersimpan di dalam tubuhnya. Energi ini berasal dari
makanan yang ia makan. Ketika energi ini berkurang, maka ke-
mampuannya melakukan usaha juga berkurang.
• Pengendara sepeda sedang
melakukan usaha pada sepeda se-
hingga sepdeda bergerak maju.
• Apa yang terjadi jika pengendara sepeda terus menerus mengayuh
sepedanya? (pilih salah satu jawaban di bawah ini)
(A) ia akan semakin cepat mengayuh sepeda
(B) ia akan terus mengayuh sepeda dengan kelajuan tetap
(C) ia akan semakin lambat mengayuh sepeda karena kelelahan
• Dari mana pengendara sepeda mempunyai kemampuan untuk mengayuh
sepeda? (pilih salah satu jawaban di bawah ini)
(A) dari gaya gravitasi yang bekerja pada sepeda
(B) dari energi yang tersimpan dalam tubuhnya
(C) dari angin yang membantunya bergerak
Energi adalah kemampuan melakukan usaha
MACAM-MACAM BENTUK ENERGI 5
Ditinjau dari sumbernya, ada bermacam-macam bentuk energi. Hubungkan
tiap gambar di kiri dengan bentuk energi yang sesuai !
Energi Potensial
Energi Kalor
Energi Matahari
Energi Listrik
Energi Kinetik
Energi Kimia
Energi yang dimiliki benda karena
posisinya. Jika dilepaskan, energi
ini berubah menjadi energi kinetik
Energi berpindah ketika dua ben-
da yang berbeda suhunya bersen-
tuhan
Energi yang berasal dari proses
nuklir di inti matahari
Energi yang berasal dari aliran
muatan listrik
Energi yang dimiliki benda karena
geraknya
Energi yang tersimpan di dalam
benda, dan dihasilkan jika terjadi
proses kimia
ENERGI KINETIK DAN ENERGI POTENSIAL 6
Ditinjau dari sumbernya, ada bermacam-macam bentuk energi. Hubungkan
tiap gambar di kiri dengan bentuk energi yang sesuai !
Energi Potensial
Energi Kalor
Energi Matahari
Energi Listrik
Energi Kinetik
Energi Kimia
Energi yang dimiliki benda karena
posisinya. Jika dilepaskan, energi
ini berubah menjadi energi kinetik
Energi berpindah ketika dua ben-
da yang berbeda suhunya bersen-
tuhan
Energi yang berasal dari proses
nuklir di inti matahari
Energi yang berasal dari aliran
muatan listrik
Energi yang dimiliki benda karena
geraknya
Energi yang tersimpan di dalam
benda, dan dihasilkan jika terjadi
proses kimia
TRANSFORMASI ENERGI 7
Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Sifat ini dimanfaat-
kan dalam banyak lapangan kehidupan. Dapatkah kamu menyebutkan, pada
tiap alat di bawah ini, perubahan energi apa yang terjadi?
Kompor listrik
Bentuk-bentuk energi:
• Energi kinetik/gerak
• Energi potensial
• Energi kimia
• Energi kalor
• Energi listrik
• Energi matahari
• Energi cahaya
energi listrik
energi kalor
Lampu belajar
Lampu belajar
Kompor listrik
Lampu belajar
Lampu belajar
SATUAN JARAK DAN KELAJUAN 8
Lengkapi pernyataan-pernyataan di bawah ini dengan pilihan jawaban yang
tersedia di bagian bawah!
• Energi dapat ______________ dari satu bentuk energi ke bentuk yang lain,
• tetapi energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, energi itu _______.
• Energi yang dimiliki benda tidak muncul begitu saja, tetapi berasal dari
____________________
• Total energi mula-mula = total _________________
Pilihan jawaban:
kekal perubahan bentuk energi lain
berubah energi akhir
KEKEKALAN ENERGI
kereta cepat
Kereta cepat meluncur dengan kelajuan
320 km/jam. Dari mana asalnya energi ki-
netik kereta yang begitu besar?
________________________________ (a)
Tidak 100% energi sumber berubah menjadi energi kinetik. Andaikan
ada 2 saja bentuk energi lain yang muncul, kira-kira apa sajakah itu?
1. _________________________________ (b)
2. _________________________________ (c)
Berdasarkan hukum kekekalan energi, bagaimana hubungan (matematis)
antara (a), (b), (c), dan (d) - catatan: (d) = energi kinetik
____________________________________________________________
SATUAN JARAK DAN KELAJUAN 8 KEKEKALAN ENERGI
skydiving
Para skydivers jatuh makin lama makin ce-
pat. Dari mana asal energi kinetik mereka?
Di titik tertinggi pemain trampoline mem-
iliki energi potensial terhadap alas trampo-
lin. Dari mana asalnya energi potensial ini?
SATUAN JARAK DAN KELAJUAN 9
Energi mekanik adalah jumlah dari energi potensial dan energi kinetik benda
KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
trampolin
Pada saat sebuah apel jatuh, terjadi peru-
bahan energi potensial (EP) menjadi energi ki-
netik (EK). Makin lama EP makin kecil, dan
Di titik tertinggi pemain trampoline mem-
iliki energi potensial terhadap alas trampo-
lin. Dari mana asalnya energi potensial ini?
Energi mekanik = energi potensial + energi kinetik
Dalam keadaan hanya gaya gravitasi yang melakukan usaha, berlaku hukum
kekekalan energi mekanik, yaitu bahwa jumlah energi potensial dan energi ki-
netik benda selalu tetap
energi potensial + energi kinetik = tetap
Lihatlah “kisah” sebutir apel yang jatuh dari pohonnya di bawah ini!
titik awal jatuh: EP besar, EK nol
titik akhir jatuh : EP nol, EK maksimal
(sesaat sebelum menyentuh tanah)
DAYA 10
Lihatlah sebuah balok yang berada di atas lantai datar yang licin ini. Balok
mendapat gaya yang sama besar namun arahnya berbeda-beda. Coba kamu
perkirakan keadaan gerak balok tersebut dengan memperhatikan keadaan awalnya Apa yang akan terjadi?
MENGHEMAT ENERGI 11
Sebelum melanjuitkan pembahasan formulasi hukum II Newton, kita akan tinjau
dulu perbedaan antara massa dan berat.
makin besar massa benda,
makin “malas” benda bergerak
Massa adalah ukuran
kelembaman gerak benda Yang sehari-hari kita tim-
bang sebetulnya adalah
massa, bukan berat
Satuan massa:
kilogram (kg)
Massa
Berat
• Berat adalah besar gaya gravitasi yang bekerja
pada benda
• Berat ditentukan oleh percepatan gravitasi. Berat
benda akan berbeda di permukaan bumi, di ruang
angkasa, atau di bulan.
• Berat benda dihitung sebagai berikut:
Berat benda = massa benda percepatan gravitasi
Sekarang, tentukan massa dan berat semangka 4 kg ini di berbagai tempat!
(informasi: percepatan gravitasi bumi = 9,8 m/s2 , percepatan gravitasi di bulan =
1/6 kali percepatan gravitasi bumi )
di permukaan bumi di stasiun ruang
angkasa di permukaan bulan
massa
berat
satuan berat = newton