RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

( RPP )

Sekolah : SMA Negeri 5 PADANG

Kelas / Semester : XI / I

Mata Pelajaran : FISIKA

Alokasi Waktu : 1 x pertemuan (1 x 45 menit )

Standar Kompetensi

1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik.

Kompetensi Dasar

1.7. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik untuk menganalisis gerak dalam kehidupan sehari-hari.

Indikator Pencapaian Kompetensi1.7.1. Mengetahui pengertian energi mekanik.1.7.2. Memahami hukum kekekalan energi mekanik.1.7.3. Menguraikan beberapa contoh dan aplikasi hukum kekekalan energi mekanik.1.7.4. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak jatuh bebas dalam

kehidupan sehari-hari1.7.5. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak harmonik sederhana

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah pembelajaran dan diskusi kelompok peserta didik dapat:

Menjelaskan pengertian energi mekanik

Menjelaskan hukum kekekalan energi mekanik.

Menyebutkan syarat terjadinya energi mekanik benda bersifat kekal.

Menjelaskan penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak jatuh bebas.

Menjelaskan penerapan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak harmonik sederhana.

Karakter siswa yang diharapkan :

Jujur, Toleransi, Kerja keras, Mandiri, Demokratis, Rasa ingin tahu, Komunikatif, Tanggung Jawab.

B. Materi Pembelajaran

Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha

Energi mekanik adalah energi yang dihasilkan oleh benda karena sifat geraknya

Hukum kekekalan energi mekanik menjelaskan bahwa jika pada sebuah peristiwa hanya

melibatkan gaya berat (dalam hal ini tidak ada gaya lain yang bekerja), maka jumlah

energi potensial dan energi kinetik sebelum dan sesudah peristiwa adalah tetap (sama).

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukan

atau ketinggiannya

Ep = m.g.h

Dengan: Ep = Energi potensial (joule)

m = massa benda ( kg)

g= percepatan gravitasi (m/s2)

h= ketinggian ( m )

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya

Ek = 12

mv2

Dengan; Ek = Energi kinetik (joule)

m = massa benda ( kg)

v = kecepatan ( m/s )

Energi mekanik merupakan jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki

oleh benda

mghA + 12

mvA2 = mghB +

12

mvB2

Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian h di bawah pengaruh gravitasi

Ketika buah kelapa jatuh ketanah terjadi konversi energi dari bentuk energy potensial

menjadi energy kinetik.

Pada posisi awal kecepatan v = 0 Ek = 0 sehingga Ep= Em

Pada posisi benda setengah perjalanan Ep = Ek

Posisi benda menyentuh tanah : Ep = 0, Ek = maksimum sehingga Ek = Em

Energi mekanik merupakan jumlah energi kinetik dengan energi potensial disetiap saat.

Sebuah bus yang bermassa m mula-mula dalam keadaan diam, karena dipengaruhi gaya

konstan F, bus bergerak dipercepat beraturan dengan kecepatan v hingga berpindah

sejauh s. Hal ini menunjukkan bahwa mesin bus telah menyebabkan perubahan energi

kinetik pada bus tersebut.

A

B

h

Gambar 1. Gerak Jatuh Bebas

Vo = 0 V

Salah satu aplikasi hukum kekekalan energy mekanik adalah pada permainan ayunan

Mula-mula usaha luar diberikan kepada sistem untuk membawa ayunan dari titik terendah O ke titik tertinggi A dan B. Di titik A dan B, sistem memiliki energi potensial maksimum dan energi kinetiknya nol. Ketika sistem mulai berayun, energi potensial mulai berkurang karena sebagian energi potensial diubah menjadi energi kinetik (sesuai dengan hukum kekekalan energi mekanik).

C. Metode Pembelajaran

1. Model : Cooperative Learning

2. Metode : - Ceramah

- Tanya Jawab

- Diskusi Kelompok

Strategi Pembelajaran

V0= 0

Fm m

s

V

F

V0= 0

Fm m

s

V

F

V0= 0

Fm m

s

V

FV0= 0

V0= 0

O

BA

Gambar 2. Perubahan energy kinetic pada perpindahan sebuah benda

Gambar 3. Permainan Ayunan

m F Fm

s

Tatap Muka Terstruktur Mandiri

Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik untuk menganalisis gerak dalam kehidupan sehari-hari

Menyelidiki berlakunya hukum kekekalan energi mekanik pada gerak jatuh bebas dan gerak harmonik sederhana

Siswa dapat Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik dalam memecahkan masalah gerak jatuh bebas dan gerak harmonik sederhana secara berkelompok

D. Langkah – Langkah Kegiatan Pembelajaran

Kegiatan Waktu Karakter

Kegiatan Pendahuluan

Fase 1 : Menyampaikan tujuan dan memotivasi siswa1. Memeriksa kesiapan siswa untuk belajar.2. Apersepsi : guru meriview pembelajaran mengenai

energy potensial dan energy kinetik3. Motivasi:

Dalam keseharian, ananda sering melihat buah jatuh bebas dari pohonnya, ketika buah jatuh bebas ketanah, apakah terjadi konversi energi?

4. Guru menjelaskan metode pembelajaran yang akan digunakan pada pertemuan kali ini

5. Menyampaikan tujuan pembelajaran.

10 menit Rasa ingin tahu

Kegiatan Inti

EksplorasiFase II : Menyampaikan informasi1. Guru menyampaikan informasi kepada siswa menge-

nai penerapan hukum kekekalan energy mekanik pada gerak jatuh bebas dalam kehidupan sehari - hari

2. Guru memfasilitasi siswa dengan LKS mengenai pen-erapan hukum kekekalan energy mekanik pada gerak jatuh bebas

30 menit

Elaborasi

Fase III : Mengorganisasikan siswa kedalam kelompok – kelompok belajar

1. Guru membimbing siswa dalam pembentukan kelompok

Rasa ingin tahu, kreatif

Fase IV : membimbing kelompok bekerja dan belajar2. Siswa melakukan diskusi secara berpasangan dengan

menggunakan LKS yang telah dibagikan guru3. Siswa mengerjakan kegiatan yang ada di dalam LKS

4. Guru membimbing siswa dalam melakukan diskusi kelompok

5. Guru meminta salah satu kelompok untuk mempersentasikan hasil diskusi kelompok yang telah dilakukan

6. Kelompok lain memberikan tanggapan kepada kelompok yang tampil

Demokratis

KonfirmasiFase V :Memberikan penghargaan1. Guru mengoreksi hasil diskusi siswa apakah sudah be-

nar atau belum. Jika masih ada yang belum dapat menjawab dengan benar guru dapat langsung membe-rikan bimbingan dengan memberikan komentar dan meluruskan konsep – konsep yang keliru.

2. Guru memberikan kesempatan kepada siswa untuk bertanya jika ada konsep yang belum dipahami.

3. Guru mempertegas hasil eksplorasi dan elaborasi da-lam bentuk kesimpulan lisan.

4. Guru memberikan penghargaan kepada kelompok yang memiliki kinerja yang bagus.

Rasa ingin tahu, kreatif

Kegiatan PenutupFase VI : Evaluasi

1. Guru membimbing siswa membuat kesimpulan mengenai materi yang telah didiskusikan

2. Guru memberikan kuis pada siswa.3. Guru memberikan tugas rumah berupa soal-soal.4. Guru menyampaikan tentang rencana pembelajaran

pada pertemuan berikutnya.

5 menit Kreatif, mandiri

E. Sumber Belajar

1. Buku :

Kamajaya. 2004. Fisika SMA Kelas XI Semester 1. Jakarta: Grafindo.

Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI Semester 1. Jakarta: Erlangga.

Nugroho, Djoko. 2009. Mandiri Fisika SMA kelas XI. Jakarta: Erlangga

LKS Fisika tentang hukum kekekalan energi mekanik

2. Media :

Power point tentang hukum kekekalan energi mekanik

F. Penilaian Hasil Belajar

a. Aspek Penilaian : Ranah kognitif dan ranah afektif

b. Teknik penilaian :

- Tes Tulis

- Tes Unjuk Kerja

- Penugasan

c. Bentuk penilaian :

- Objektif

- Essai

- Tugas Rumah

d. Instrumen penilaian (Terlampir)

Mengetahui, Padang, Februari 2015Kepala SMAN 5 Padang Guru Fisika

Drs. Syahrial Syamah Siti Fajar AldilhaNIP. … NIM. 1205664

NoKD Indikator Indikator Soal

Ben-tuk Soal

No. Soal

Tingkatan Bo-bot Soal

Kunci Jawa-banC1 C2 C3 C4 C5 C6

1. 1.7. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik untuk menganalisis gerak dalam kehidupan sehari-hari.

1.7.1. Mengetahui pengertian energi mekanik..

Diberikan materi tentang hukum kekekalan energy mekanik, siswa dapat :

- Menyebutkan pengertian energy mekanik

Esai 1 √ 5

Terlampir

1.7.2. Memahami hukum kekekalan energi mekanik

- Menjelaskan hukum kekekalan energy mekanik

Esai 2 √ 5 Terlampir

1.7.3. Menguraikan beberapa contoh dan aplikasi hukum kekekalan energi mekanik.

- Mencontohkan hukum kekekalan energy mekanik dalam kehidupan sehari – hari

- Menjelaskan aplikasi hukum kekekalan energy mekanik

Esai,

Objektif

Esai

3

4, 6, 7

4

√

√

√

5

8

10

Terlampir

1.7.3. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik

- Menyebutkan pengertian gerak jatuh bebas

Objektif

1 √ 5Terlampir

Lampiran Instrumen Penilaian

pada gerak jatuh bebas dalam kehidupan sehari-hari

- Menerapkan hukum kekekalan energy mekanik pada gerak jatuh bebas

Esai,

Objektif

5

3, 5

√

√

10

10

1.7.4. Menerapkan hukum kekekalan energi mekanik pada gerak harmonik sederhana

- Menyebutkan pengertian gerak harmonic sederhana

- Menerapkan hukum kekekalan energy mekanik pada gerak harmonic sederhana

Objektif

Esai,

2

6

√

√

5

10Terlampir

Contoh soal :

A. Objektif

1. Salah satu bentuk gerak lurus dalam satu dimensi yang hanya dipengaruhi oleh adanya

gaya gravitasi disebut dengan …

a. Gerak jatuh bebas

b. Gerak lurus berubah beraturan

c. Gerak lurus beraturan

d. Gerak vertikal

e. Gerak harmonik

2. Gerak bolak - balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya

getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan disebut …

a. Gerak jatuh bebas

b. Gerak lurus berubah beraturan

c. Gerak lurus beraturan

d. Gerak vertikal

e. Gerak harmonic sederhana

3. Dua buah benda A dan B yang bermassa masing-masing m jatuh bebas dari ketinggian h

meter dan 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B

akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar ....

a.32

mv2

b. mv2

c.34

mv2

d.12

mv2

e.14

mv2

4. Sebuah batu dengan massa 1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 40 m/s.

Energi kinetik batu pada saat mencapai ketinggian 20 m adalah….

a. 100 J d. 600 J

b. 200 J e. 800 J

c. 400 J

5. Benda yang bermassa 700 gram dilempar ke atas hingga mencapai ketinggian 9 m.

Perubahan energi potensial benda ketika berada pada ketinggian 5 m (g = 10 m/s2)

adalah...

a. 28 J d. 54 J

b. 35 J e. 63 J

c. 42 J

6. Berapa besar usaha yang diperlukan untuk mempercepat sebuah mobil bermassa 1000

kg dari 20 m/s menjadi 30 m/s?

a. 200.000 J

b. 250.000 J

c. 300.000 J

d. 400.000 J

e. 500.000 J

7.

Sebuah kotak ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton. Jika kotak berpindah 4 meter

ke kanan, tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut!

a. 20

b. 32

c. 40

d. 48

e. 52

B. Essay

1) Jelaskanlah apa itu energi mekanik!

2) Jelaskanlah tentang hukum kekekalan energy mekanik!

3) Sebutkan contoh apa saja yang anda ketahui tentang hokum kekekalan energy mekanik

pada kehidupan sehari-hari!

4) Jelaskan salah satu aplikasi dari hokum kekekalan energy mekanik pada kehidupan se-

hiari-hari!

5) Sebuah benda yang massanya 2 kg dilepas dari ketinggian 10 m di atas tanah (A). Jika

diketahui g = 10 m/s2, maka hitunglah kecepatan benda ketika mencapai tanah (B) dan

kecepatan benda ketika berada di tengah antara tinggi semula dan tanah (C)!

6) Benda yang massanya 400 g bergetar harmonik dengan amplitudo 5 cm dan frekuensi

100 Hz. Hitunglah energi kinetik, energi potensial, dan energi mekaniknya (energi total)

saat simpangannya 2,5 cm!

Kunci jawaban:

A. Objektif

1. A

2. E

3. B

4. B

5. E

6. B

7. D

B. Essay

1. Energi mekanik adalah energi total yang dimiliki oleh suatu benda. Energi mekanik

berasal dari energi potensial dan energi kinetik benda tersebut.

Em= Ep +Ek

2. Hukum kekekalan energi mekanik menjelaskan bahwa jika pada sebuah peristiwa hanya

melibatkan gaya berat (dalam hal ini tidak ada gaya lain yang bekerja), maka jumlah

energi potensial dan energi kinetik sebelum dan sesudah peristiwa adalah tetap (sama).

3. Contoh penerapan hokum kekekalan energy mekanik yaitu :

- Buah kelapa yang jatuh bebas dari pohonnya, dan - Batu yang dilemparkan keatas

- Ayunan yang digerakkan/ dimainkan

4. Salah satu aplikasi dari hokum kekekalan energy mekanik pada kehidupan sehiari-hari,

yaitu : pada permainan ayunan

Mula-mula usaha luar diberikan kepada sistem untuk membawa ayunan dari titik

terendah O ke titik tertinggi A dan B. Di titik A dan B, sistem memiliki energi potensial

maksimum dan energi kinetiknya nol. Ketika sistem mulai berayun, energi potensial

mulai berkurang karena sebagian energi potensial diubah menjadi energi kinetik (sesuai

dengan hukum kekekalan energi mekanik).

5. Diketahui: m= 2 kg

g = 10 m/s2

h = 10 m

Ditanyakan : a. v ketika mencapai tanah = ....?

O

BA

b. v di tengah-tengah = ....?

Jawab :

a.

EmA = EmB

12

mv A2 + mghA =

12

mvB2 + mghB

0 + 2. 10. 10 = 12

.2 . vB2 + 0

200 = vB2

vB2 = √200

vB = 10 √2 m/s

b.

EmA = EmC

12

mv A2 + mghA =

12

mvC2 + mghC

0 + 2. 10. 10 = 12

.2vC2 + 2. 10. 5

200 = 100 + vC2

vC2 = 100

vC = √100

vC = 10 m/s

6. Diketahui : m = 400 g = 0,4 kg

A = 5 cm = 0,05 m

f = 100 Hz

y = 2,5 cm

Ditanya: a. Ek =...?

b. Ep =...?

c. Em =...?

jawab:

a. Energi kinetik

y = A sin α

sin α = yA

= 2,55

= 0,5

α = 30°

cos α = cos 30° = 12√3 ; ω=2 πf

Ek= 12

m ω2 A2 cos 2 α

= 12

m 4 π 2f 2 A2 cos 2 300

= 12

(0,4) × 4 × (3,14)2 × (100)2 × (0,05)2 × ( 12√3 )2

= 147,894 J

b. Energi Potensial

Ep= 12

m ω2 A2 sin 2 α

= 12

m 4 π 2f 2 A2 sin 2 300

= 12

(0,4) × 4 × (3,14)2 × (100)2 × (0,05)2 × ( 12¿2

= 49,298 J

c. Energi Mekanik

Cara I:

Em= Ep +Ek

= 147,894 + 49,298

= 197,192 J

Cara II:

Em= 12

m ω2 A2

= 12

m 4 π 2f 2 A2

= 12

(0,4) × 4 × (3,14)2 × (100)2 × (0,05)2

= 197,192 J