t6. revisi bahan ajar gisti vilara.pdf

1jjjjj

BAHAN AJARUSAHA DAN ENERGI

GISTI VILARA1201419PENDIDIKAN FISIKA 2012

KELAS XI SMASemester 1

1

jjjjj




1

jjjjj




2Sekolah : SMA

Mata Pelajaran : FisikaClass/Semester : XI IPA / I

Topic : Usaha dan Energi

Alokasi Waktu : 16 JP

I. Petunjuk Belajar

Untuk Siswaa) Bacalah doa sebelum memulai pelajaran!b) Pahami tujuan pembelajaran yang akan dicapai dalam materi ini!c) Bacalah materi dengan seksama dan tambah dengan sumber lain yang relevan!d) Kerjakan soal-soal yang terdapat dalam bahan ajar ini!Untuk Gurua) Bimbinglah siswa dalam mempelajari bahan ajar inib) Bimbinglah siswa dalam dan mengerjakan soal-soal pada bahan ajar ini

II. Kompetensi yang akan dicapai

Kompetensi IntiKI 1 : Memahami dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnyaKI 2 : Menghayati dan mengamalkan perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli (gotong

royong, kerjasama, toleran, damai), santun, responsif dan pro-aktif dan menunjukkan sikapsebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan dalam berinteraksi secara efektifdengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsadalam pergaulan dunia.

KI 3 : Memahami, menerapkan dan menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, danmetakognitif berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni,budaya, dan humaniora dan wawasan kemanusiaan, kebangsaan dan kenegaraan, danperadababan terkait penyebab fenomena dan kejadian serta menerapkan pengetahuanprosedural dalam bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untukmemecahkan masalah

KI 4 : Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait denganpengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, bertindak secara efektif dankreatif, serta mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

1

312

Kompetensi Dasar dan Indikator

1.1 Menyadari kebesaran Tuhan yang menciptakan dan mengatur alam jagat raya melaluipengamatan fenomena alam fisis dan pengukurannya1.1.1 Menyadari pentingnya agama dalam kehidupan1.1.2 Menerapkan ajaran agama dalam kehidupan sehari-hari1.1.3 Meningkatkan pengetahuan tentang agama yang telah dimiliki

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) dalamaktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan,melaporkan, dan berdiskusi2.1.1 Menyadari pentingnya bersikap jujur disiplin, tanggung jawab, peduli (gotong royong,

kerjasama, toleransi, perdamaian), sopan, responsif dan pro-aktif dalam kehidupansehari-hari

2.1.2 Melatih disiplin jujur perilaku, tanggung jawab, peduli (gotong royong, kerjasama,toleransi, perdamaian), sopan, responsif dan pro-aktif dalam kehidupan sehari-hari

2.1.3 Meningkatkan disiplin perilaku jujur, tanggung jawab, peduli (gotong royong,kerjasama, toleransi, perdamaian), sopan, responsif dan pro-aktif dalam kehidupansehari-hari

3.3 Menganalisis konsep energi, pekerjaan, hubungan kerja dan perubahan energi, dan hukumkekekalan energi untuk memecahkan masalah gerak dalam kejadian sehari-hari.3.3.1 Menjelaskan pengertian energi3.3.2 Menjelaskan pengertian dari energi kinetik3.3.3 Menjelaskan pengertian dari energi potensial3.3.4 Menjelaskan pengertian usaha3.3.5 Menyebutkan hukum kekekalan energi3.3.6 Menunjukkan hubungan antara usaha dan energi perubahan3.3.7 Menganalisis konsep energi

3.3.8 Menganalisis konsep usaha dalam kehidupan sehari-hari3.3.9 Menganalisis hukum kekekalan energi dalam kehidupan sehari-hari

4.3 Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah yang terkait dengan konsep gaya,dan konservasi energi4.3.1 Tentukan jumlah energi kinetik dan energi potensial4.3.2 Menentukan jumlah usaha4.3.3 Menghitung jumlah perubahan energi

2

4III. Peta Konsep

Energy

Energi potensial Energi kinetik Energi mekanik

ketinggian kecepatandipengaruhi

Hukum kekekalanenergi mekanik

usaha

III. PETA KONSEP

3

5IV. ISI MATERI PEMBELAJARAN

A. USAHAa. Pengertian usaha

Gambar 1. Seorang anak menari dan Gambar.2 Seseorang mendorong sebuahmendorong meja lemari

Perhatikanlah gambar orang yang sedang menarik balok sejaruh d meter! Orang tersebutdikatakan telah melakukan kerja atau usaha. Namun perhatikan pula orang yang mendorongdinding tembok dengan sekuat tenaga. Orang yang mendorong dinding tembok dikatakantidak melakukan usaha atau kerja. Meskipun orang tersebut mengeluarkan gaya tekan yangsangat besar, namun karena tidak terdapat perpindahan kedudukan dari tembok, maka orangtersebut dikatakan tidak melakukan kerja.

Dari ilustrasi diatas maka, bisa disimpulkan bahwa usaha dalam fisika berkaitan dengangaya dan perpindahan. Usaha didefinisikan sebagai hasil kali scalar (dot product) antara gayadan perpindahan.

Rumus usaha

Gambar. 3 Balok yang diberi gaya F berpindah dari

keadaan awal ke keadaan akhir

Jika gaya yang diberikan kepada benda searah, usaha dapat dirumuskanDimana : w = usaha

F = gaya perubahan posisi

F

Awal Akhir

45

IV. ISI MATERI PEMBELAJARAN





Rumus usaha





F

Awal Akhir

45

IV. ISI MATERI PEMBELAJARAN





Rumus usaha





F

Awal Akhir

4

6Gambar 4. Sebuah benda ditarik dengan gaya membentuk sudut

Jika gaya yang diberikan membentuk sudut maka usahadirumuskan

W = F x cos

Dimana : W = usaha

F = gaya

x = perubahan posisi

= sudut yang dibentuk

Satuan usaha dalam SI adalah Newton meter. Satuanini juga disebut dengan Joule.

Dalam kehidupan sehari-hari usaha yang dilakukanbisa bernilai positif, negatif ataupun nol. Contoh usahayang bernilai adalah ketika seorang atlet mengerahkangaya ototnya untuk mengangkat barbell dari lantaikeatas kepalanya, dikarenakan barbell berpindah darilantai keatas kepalanya. Contoh usaha yang bernilai noladalah ketika kamu memegang buku yang berat danmempertahankan posisi buku tersebut agar tetapdidepan dada, meskipun kamu berjalan hilir mudiktetapi kamu tidak melakukan usaha pada buku karenabuku tersebut tidak berpindah.

Usaha sering dikatakansebagai kerjaUsaha bernilai positif berartimelakukan kerjaUsaha bernilai negatif berartimenerima kerja

KOMET(Kolom Mengingat )

Kolom Mengingat

Temukanlah beberapacontoh kegiatan dalamkeseharian dimanaorang/hewan dikatakantelah melakukan usaha,tetapi menurut fisika,gaya yang dilakukan olehotot orang/hewan tersbuttidak melakukan usaha

KOMEN(KolomMenemukan )

56

Gambar 4. Sebuah benda ditarik dengan gaya membentuk sudut


W = F x cos

Dimana : W = usaha

F = gaya







Kolom Mengingat



56

Gambar 4. Sebuah benda ditarik dengan gaya membentuk sudut


W = F x cos

Dimana : W = usaha

F = gaya







Kolom Mengingat



5

7B. ENERGIEnergi dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.

Beberapa energi yang akan dibahas dalam bab ini adalah sebagai berikut

1. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena pergerakannya. Contohenergi kinetik adalah anak panah yang lepas dari busurnya sehingga menancap padatarget.

Gambar 5. Seseorang sedang menarik busur anak panah

Sebuah gaya F=50 N bekerja pada sebuah benda yang massanya 10 Kg sehingga bendaberpindah dalam arah horizontal sejauh 2 m. Gaya tersebut membentuk sudut 600terhadap arah perpindahannya. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya terhadapbenda ?

Jawab :

Dengan menggunakan persamaan W = F cos . s

W= (50N).(cos 600)(2 m) = 50 J.

Contoh Soal

67

B. ENERGIEnergi dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.


1. Energi Kinetik




Jawab :


W= (50N).(cos 600)(2 m) = 50 J.

Contoh Soal

67

B. ENERGIEnergi dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.


1. Energi Kinetik




Jawab :


W= (50N).(cos 600)(2 m) = 50 J.

Contoh Soal

6

8Rumus Energi Kinetik

Gambar 6. Sebuah benda diberi gaya hingga berpindah

Perhatikan sebuah benda bermassa m yang diam pada permukaan licin, ketika gaya Fdiberikan selama benda menempuh jarak s benda akan bergerak denga percepatan tetapa sampai kecepatan akhir v. usaha yang dilakukan benda seluruhnya diubah menjadienergi kinetik pada keadaan akhir. Jadi Ek=W.

Gunakan Persamaan kecepatan dari GLBB, 0 ,Gunakan persamaan perpindahan dari GLBB 12 , 0 12 , 12Gunakan persamaan kecepatan dari GLBB , 0 ,Gunakan persamaan perpindahan dari GLBB 12 , 0 12 , 12Energi kinetik dapat ditulis 12 12 12Dimana :

= kecepatan awalv = kecepatan akhirt = waktu tempuhEk = energi kinetikF = GayaM = massa

Vo=0

7

8

Rumus Energi Kinetik





Vo=0

7

8

Rumus Energi Kinetik





Vo=0

7

92. Energy potensial

Energi potensial adalah energi yang berkaitan dengan kedudukan suatu benda terhadapsuatu titik acuan. Dengan demikian, titik acuan akan menjadi tolok ukur penentuanketinggian suatu benda.

Misalkan sebuah benda bermassa m digantung seperti di bawah ini.

Gambar 7. Sebuah benda bermassa m digantung

pada suatu ketinggian tertentu

Sebuah gaya sebesar 6 N bekerja pada sebuah balok bermassa 2 kgsecara horizontal selama 4 s. Hitunglah energi kinetik akhir yangdimiliki balok tersebut!Diketahui : a. F = 6 N

b. m = 2 kgc. t = 4 s

Ditanyakan : Ek = ...?

Jawab:

Berdasarkan hukum II Newton Anda peroleh percepatan yangdialami balok sebesar a = F/m = 6/2 = 3 m/s2 dan rumus gerak lurusberubah beraturan untuk kecepatan awal v0 = 0 adalah:v = a t = 3 4 = 12 m/sEnergi kinetik akhir yang dimiliki balok adalahEk = mv2= (2)(122) = 144 J

Contoh Soal

89

2. Energy potensial






b. m = 2 kgc. t = 4 s


Jawab:


Contoh Soal

89

2. Energy potensial






b. m = 2 kgc. t = 4 s


Jawab:


Contoh Soal

8

10

Energi potensial dinyatakan dalam persamaan:

Ep = m . g . h

Ep = energi potensial (joule)

m = massa (joule)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian terhadap titik acuan (m)

Persamaan energi seperti di atas lebih tepat dikatakan sebagai energi potensial gravitasi. Disamping energi potensial gravitasi, juga terdapat energi potensial pegas yang mempunyaipersamaan:

Gambar 8. Sebuah benda diberi pegas dan ditarik dengan sebuah gaya

= 12 = 12 Ep = energi potensial pegas (joule)

k = konstanta pegas (N/m)

x = pertambahan panjang (m)

F = gaya yang bekerja pada pegas (N)

Di samping energi potensial pegas, juga dikenal energi potensial gravitasi Newton, yangberlaku untuk semua benda angkasa di jagad raya, yang dirumuskan:=

9

11

Ep = energi potensial gravitasi Newton (joule) selalu bernilai negatif. Hal ini menunjukkanbahwa untuk memindahkan suatu benda dari suatu posisi tertentu ke posisi lain yang jaraknyalebih jauh dari pusat planet diperlukansejumlah energi (joule)

M = massa planet (kg)

m = massa benda (kg)

r = jarak benda ke pusat planet (m)

G = tetapan gravitasi universal = 6,672 x 10-11 N.m2/kg2

3. Energi mekanik

Energi mekanik adalah energi total yang dimiliki benda, sehingga energi mekanik dapatdinyatakan dalam sebuah persamaan:

Em = Ep + Ek

Dimana : Em = energi mekanik

Ep = energi potensial

Ek = energi kinetik

C. USAHA DAN ENERGI KINETIK

Teorema usaha energy

Usaha yang dilakukan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama denganperubahan energi kinetik yang dialami benda tersebut yaitu energi kinetik akhir dikurangenergi kinetik awal.

Gambar 9. Sebuah balok diberi gaya F dan dengan kecepatan awal Vo= =

FV0 V2

10

12

= = 2

= 12 12 = Dimana : F = gaya

m = massa

a = percepatan

v1 = kecepatan awal

v2 = kecepatan akhir

Ek1 = energi kinetik awal

Ek2 = energi kinetik akhir

D. USAHA DAN ENERGI POTENSIALDisekitar suatu benda bermassa terdapat medan gravitasi. Benda yang bermassa m yangberada didekat permukaan bumi akan mengalami gaya gravitasi konstan.=Usaha yang dilakukan oleh gaya berat w ketika berpindah dari posisi 1 dengan ketinggian h1keposisi 2 dengan ketinggian h2 adalah = Dimana : W = usaha

m = massa

g = grafitasi = = ketinggian akhir11

13

E. HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIKBunyi hukum kekekalan energi mekanik

Jika pada suatu system bekerjagaya-gaya dalam yang bersifat konservatif maka energimekanik sistem pada posisi apa saja selalu tetap.

Menurunkan hukum kekekalan energi mekanik

Kita tinjau energi potensial gravitasi, andai pada sebuah benda hanya bekerja gaya beratnyasendiri dan F lain sama dengan nol. Benda tersebut kemuadian jatuh bebas tanpa gesekanudara maka:

Dari teorema usaha energi = Sehingga = = + = +=

Dimana : W = usaha = = === energi potensial awal

= energi potensial akhir

12

14

Aplikasi hukum kekekalan energi mekanik

a. Buah jatuh bebas dari pohonnyaPada peristiwa ini saat buah jatuh energi potensialnya makin berkurang sedangenergi kinetiknya bertambah tetapi energi mekaniknya pada posisi apa sajaadalah konstan.

b. Lompat galahSaat pelompat berlari energi kimia dirubah menjadi energi kinetik, saatpelompat menancapkan galahnya energi kinetik disimpan sementara danmenjadi energi potensial. Ketika galah melurus sebagian energi potensialdirubah menjadi energi kinetik. Saat pelompat melepaskan pegangannya , iaakan menempuh lintasan parabola yang melengkung naik menyebabkan energikinetiknya berkurang menjadi energi potensial gravitasi, sampai pada titiktertinggi ia akan menempuh lintasan melengkung turun sehingga energi

potensial garvitasi berubah menjadi energi kinetik sesaat sebelum menyentuhtanah energi potensial telah dirubah seluruhnya menjadi energi kinetik.

13

15

JAMES PRESCOTT JOULEJAMES PRESCOTT JOULE

James Prescott Joule, seorang ilmuwan Inggris yang namanya diabadikan menjadi satuanenergi Joule ini lahir di Salford, Lancashire, Inggris pada 24 Desember 1818. James Prescott Joule

merumuskan Hukum Kekekalan , yaitu "Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan." Ia

adalah anak seorang pengusaha bir yang kaya raya, namun sedikitpun ia tidak pernah merasakanpendidikan di sekolah hingga usia 17 tahun. Hal ini disebabkan karena sejak kecil ia selalu sakit-sakitan akibat luka di tulang belakangnya. Sehingga, ia terpaksa hanya tinggal di rumah sepanjanghari.

Karena itu, ayahnya sengaja mendatangkan guru privat ke rumahnya dan menyediakansemua buku yang diperlukan Joule. Tidak hanya itu, ayahnya bahkan menyediakan sebuah

laboratorium khusus untuk Joule. Meskipun begitu, Joule tidak hanya mengandalkan pelajaran yangia dapatkan dari guru privatnya. Joule tetap berusaha belajar sendiri sehingga sebagian besarpengetahuan yang dimilikinya diperoleh dengan cara belajar sendiri. Namun, ada satu pelajaranyang cukup sulit dipahaminya, yaitu Matematika. Setelah berusia 17 tahun Joule baru bersekolah

dan masuk ke Universitas Manchester dengan bimbingan John Dalton, seorang ahli kimia Inggrisyang begitu terkenal.

Joule dikenal sebagai siswa yang rajin belajar, rajin bereksperimen, dan juga rajin menulisbuku. Bukunya yang berjudul Tentang Panas yang Dihasilkan oleh Listrik terbit pada tahun 1840saat ia berusia 22 tahun. Tiga tahun kemudian tepatnya pada tahun 1843 bukunya mengenai

ekuivalen mekanik panas terbit. Lalu, empat tahun berikutnya (1847) ia juga menerbitkan bukumengenai hubungan dan kekekalan energi. Buku-buku hasil karyanya tersebut begitu menarik

perhatian Sir William Thomson atau dikenal dengan nama Lord Kevin. Sehingga, akhirnya Joulebekerja sama dengan Thomson dan menemukan efek Joule-Thomson. Efek tersebut merupakanprinsip yang kemudian dikembangkan dalam pembuatan lemari es. Efek tersebut menyatakan

bahwa apabila gas dibiarkan berkembang tanpa melakukan kerja ke luar, maka suhu gas itu akanturun. Selain itu, Joule yang sangat taat kepada agama juga menemukan hukum kekekalan energibersama dengan dua orang ahli fisika dari Jerman, yaitu Hermann von Helmholtz dan Julius Von

Mayer. Hukum kekekalan energi yang mereka temukan menyatakan bahwa energi tidak dapat

diciptakan atau dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk menjadi energi listrik, mekanik,atau kalor.

JAMES PRESCOTT JOULE

14

16

V. Latihan

1) Sebuah balok bermassa 1 kg di atas lantai licin. Jika gaya mendatar 2 N digunakan untukmenarik balok, maka tentukan usaha yang dilakukan agar balok berpindah sejauh 3 m!

Penyelesaian:

W = F . s

W = 2 . 3

W = 6 joule

2) Sebuah balok bermassa 5 kg di atas lantai licin ditarik gaya 4 N membentuk sudut 60terhadap bidang horisontal. Jika balok berpindah sejauh 2 m, maka tentukan usaha yangdilakukan!

Penyelesaian:

W = F . s . cos 0

W = 4 . 2 . cos 60

W = 4 joule

3) Sebuah sepeda dan penumpangnya bermassa 100 kg. Jika kecepatan sepeda danpenumpannya 72 km/jam, tentukan energio kinetik yang dilakukan pemiliki sepeda!

Penyelesaian:

Ek = . m . v2 ( v = 72 km/jam = 72 x 1000 m / 3600s)

Ek = . 100 . 202

Ek = 20.000 joule

4) Sebuah batu dengan massa 5 kg mula-mula diam dipermukaan bumi kemudian dilemparvertical keatas pada ketinggian 1 meter dengan kelajuan 10 m/s. berapa usaha yang dilakukanbatu untuk mencapai titik tertinggi?

Penyelesaian

Diketahui m = 5 kg

h1 = 1 meter

15

17

v0 = 10 m/s

Ditanya W pada h2

Jawab

Waktu untuk mencapai tinggi maksimum

Saat dititik tertinggi Vt = 0

vt= v0 gt

0 = 10 10t

t = 1 s

Ketinggian maksimum

h = v0 t gt2

h = 10 (1)- 10 (1)2

H=10-5 m

h= 5 m

Usaha pada titik tertinggi

W =Ep = mg (h1-h2)

W = 5 kg 10 m/s(1-5 m)

W = 504

W = 200 J

5) Sebuah benda jatuh dari ketinggian 4 m, kemudian melewati bidang lengkung seperempatlingkaran licin dengan jari-jari 2 m. Tentukan kecepatan saat lepas dari bidang lengkungtersebut

16

18

Penyelesaian :

Bila bidang licin, maka sama saja dengan

gerak jatuh bebas buah kelapa, lintasan

dari gerak benda tidak perlu diperhatikan,

sehingga diperoleh :

m.g.h1 + . m v12 = m.g.h2 + . m . v22

g.h1 + .v12 = g.h2 + . v22

10.6 + .02 = 10 . 0 + .v22

60 + 0 = 0 + v22

v2 = 10,95 m/s

VI. Evaluasi

A. Pilihan GandaPilihlah satu jawaban yang tepat1. Berikut adalah pernyataan yang benar mengenai usaha, kecuali.

a. Usaha adalah hasil kali komponen gaya dengan perpindahanb. Gaya adalah besaran skalar dan perpindahan adalah besaran vektorc. Satuan Usaha dalam SI adalah Joule.d. Usaha terjadi jika benda yang diberi gaya berpindah.

17

18

Penyelesaian :





m.g.h1 + . m v12 = m.g.h2 + . m . v22

g.h1 + .v12 = g.h2 + . v22

10.6 + .02 = 10 . 0 + .v22

60 + 0 = 0 + v22

v2 = 10,95 m/s

VI. Evaluasi



17

18

Penyelesaian :





m.g.h1 + . m v12 = m.g.h2 + . m . v22

g.h1 + .v12 = g.h2 + . v22

10.6 + .02 = 10 . 0 + .v22

60 + 0 = 0 + v22

v2 = 10,95 m/s

VI. Evaluasi



17

19

2. Dalam fisika, definisi energi adalah..a. Kemampuan untuk melakukan usaha

b. Hasil kali antara gaya dengan peapindahanc. Energi yang dimiliki benda karena pergerakannyad. Ukuran kesukaran untuk meghentikan suatu benda

3. Berikut adalah peristiwa yang menghasilkan usaha, kecualia. Atlet menggerakkan ototnya untuk mengangkat barbel dari lantai keatas kepalanyab. Ani berusaha keras mendorong mobil tapi mobil tersebut tidak bergerakc. Traktor menarik kereta luncur pengngkut kayu menuju tepi sungaid. Andi menendang bola hingga bola tersebut mencapai gawang

4. Manakah yang termasuk kelompok energi..?a. Energi mekanik, energi kalor, energi fisik, energi elektromagnetik

b. Energi fisik, energi cahaya, energi listrik, energi megnetc. Energi mekanik, energi cahaya, energi kalor, energi fisik

d. Energi mekanik, energi elektromegnetik, energi nuklir, energi kalor.

5. Laju usaha yang dilakukan atau besar usaha persatuan waktu adalah definisi daria. Energi c. Perpidahanb. Usaha d. Daya

6. Dua mobil yang memiliki berat yang sama, mobil pertama mendaki bukit dengan waktu 5detik dan mobil kedua mendaki bukit dalam waktu 7 detik, pernyataan yang benarmengenai kedua mobil adalaha. Kedua mobil memiliki daya yang samab. Mobil pertama memiliki daya lebih besar dari mobil keduac. Mobil pertama memiliki daya lebih kecil dari mobil keduad. Kedua mobil tidak menghasilkan daya

7. Dua mesin jet pada pesawat boeing 767 masing-masing mampu memberikan gaya dorongpesawat sebesar 197.000 N. Jika pesawat itu terbang dengan kelajuan tetap 900 km/jamberapa daya mesin?a. 66.000 hpb. 77.000 hpc. 88.000 hpd. 99.000 hp

8. Energi potensial terdapat pada peristiwa berikut kecualia. Buah kelapa yang tergantung dipohonb. Buah kelapa yang sedang jatuh dari pohonc. Buah kelapa tepat akan jatuh ditanahd. Buah kelapa yang ditendang andi

18

20

9. Jika sebuah benda mula-mula berada pada ketinggian h1 kemudian benda tersebutbergerak hingga mencapai posisi pada ketinggian h2, maka hubungan antara energipotensial antara 2 keadaan benda tersebut adalaha. Ep2 Ep1 = mh(g2-g1)b. Ep2 Ep1 = mg(h1-h2)c. Ep2 Ep1 = gh(m2-m1)d. Ep2 Ep1 = mg(h2-h1) d

10. Sebuah benda bermassa 2 kg berada pada ketinggian 2 m pada acuan bidang tertentu.Kemudian benda tersebut dipindahkan pada ketinggian tertentu dengan perubahan energipotensial sebesar 60 j. Jika g= 10 m/s tentukan ketinggian benda sekaranaga. 3 mb. 4 mc. 5 m.d. 6 m

11. Energi kinetik didefinisikan sebagaia. Energi yang dimiliki benda karena pergerakannya.b. Energi yang dimiliki benda karena kedudukannyac. Energi yang tersimpan pada saat benda tersebut diamd. Usaha yang dilakukan benda persatuan waktu

12. Dari kasus dibawah ini, manakah yang energi kinetiknya mempunyai nilai nola. Buah kelapa yang dilempar keatasb. Buah kelapa yang ditarik dengan mobil yang melaju dengan kecepatan 30 m/sc. Buah kelapa yang tergantung dipohon.d. Buah kelapa yang jatuh dari pohon

13. Persamaan W = menunjukan hubungan antaraa. Usaha dan energi kinetikb. Usaha dan energi potensialc. Usaha dan energi pada pegasd. Usaha dan energi gravitasi

14. Sebuah benda bermassa 4 kg mula-mula diam, kemudian bergerak lurus denganpercepatan 3 m/s2. Usaha yang diubah menjadi energi kinetik selama 2 sekon samadengan Ea. 6 Jb. 12 Jc. 24 J

d. 48 Je. 72 J

19

21

15. Sebuah balok dengan massa 2 Kg mula-mula diam dipermukaan tanah. Selanjutnya balokitu ditarik dengan gaya 25 N selama 2 sekon lalu dilepaskan. Energi kinetik balok padasaat jatuh ditanah adalah Ba. 25 Jb. 50 Jc. 100 Jd. 125 Je. 150 J

16. Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa, kecualia. Gaya yang bekerja berupa gaya konservatifb. Energi mekanik sistem pada posisi apa saja tetapc. Energi mekanik keadaan awal sama dengan energi mekanik keadaan akhird. Pada sistem bekerja gaya luar.

17. Apabila hukum kekekalan energi mekanik berlaku untuk suatu sistem, dapat dikatakan .a. energi kinetik sistem tidak berubahb. energi potensial sistem tidak berubahc. jumlah energi kinetik dan energi potensial selalu bertambahd. jumlah energi kinetik dan energi potensial selalu berkurange. jumlah energi kinetik dan energi potensial selalu tetap

18. Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian 15 m dengan kecepatan awal 15 m/s. jika g= 10m/s, hitunglah kecepatan bola sesaat sebelum menyentuh tanah!

a. 22,91 m/s.b. 21.91 m/sc. 20,91 m/sd. 19,91 m/s

19. Dari ketinggian 90 m diatas tanah sebuah roket diluncurka dengan kelajuan 40 m/smembentuk sudut 37o terhadap horizontal. Gunakan hukum kekekalan energi mekanikuntuk menghitung kelajuan roket pada saat ketinggiannya setengan dari ketinggian awalD . ..

a. 40.9Jb. 41.9Jc. 42.9Jd. 43.9Je. 44.9J

20

22

20.

Sebuah balok bermassa 2 kg berada dalam keadaan diam. Kemudian, balok dilepaskan daripuncak bidang lengkung yang berbentuk seperempat lingkaran dengan jari-jari R. Balokmeluncur pada bidang datar dan berhenti di titik C. Jika bidang lengkung tersebut licin, dangaya gesek antara balok dan bidang datar adalah sebesar 8 N maka besarnya R adalah .A

a. 0,2 mb. 0,5 mc. 1,2 m

d. 1,5 me. 1,6 m

B. Uraian

1. Jelaskan pengertian usaha dan sebutkan contoh peristiwa yang menghasilkan usahadalam kehidupan sehari-hari!

2. Dua motor mempunyai daya keluaran rata-rata masing-masing 1 hp dan 0,5 hp

a. Berapakah usaha yang dilakukan masing-masing motor dalam waktu 3 menit?b. Berapapa lama waktu yang diperlukan masing-masing motor untuk melakukan

usaha sebesar 56kj?

3. Sebuah batu dengan massa 5 kg mula-mula diam dipermukaan bumi kemudian dilemparvertical keatas pada ketinggian 1 meter dengan kelajuan 10 m/s. berapa usaha yangdilakukan batu untuk mencapai titik tertinggi?

4. Sebuah pesawat terbang yang besar memiliki massa 105 kg dan mesin dapat mendorongpesawat dengan gaya 2 X 105 N. pesawat tersebut harus bergerak dari keadaan diam danharus mencapai kelajuan 10m/s supaya dapat lepas landas. Tentukan panjang landasanminimum.

21

23

5. Seorang peloncat indah dengan berat 640 N meloncat dari sebuah papan menara yangmemiliki ketinggian 10 m dari permukaan air. Jika peloncat mendorong papan luncursehinnga ia meninggalkan papan dengan kelajuan awal 2 m/s tentuan kelajuan peloncatitu saat berada pada ketinggian 5 m diatas permukaan air

VI. Respon Hasil EvaluasiA. Jawaban Soal pilihan ganda

1) B2) A3) B4) D5) D6) B7) A8) C9) D10) C11) A12) C13) A14) E15) B16) D17) E18) A19) D20) A

B. Jawaban soal uraian1. Usaha merupakan gaya yang diberikan pada suatu benda yang menyebabkan benda

tersebut berpindah.Contoh usaha: Andi mendorong mobil sehingga mobil melaju kedepan

Atlet mengangkat barbell dari lantai keatas kepalanya.2. Penyelesaian= 1 = 746 W= 0,5 = 373

22

24

t = 3 menit = 180 sW = 56 kj = 56.000 JJawab

a. W1 = = 746 180 = 1,34 10W2 = = (373 W) (180 s) = 0,67 x 105 J

b. = = = 75= = = 1503. Penyelesaian

Diketahui m = 5 kgh1 = 1 meter

v0 = 10 m/sDitanya W pada h2JawabWaktu untuk mencapai tinggi maksimum

Saat dititik tertinggi Vt = 0vt= v0 gt

0 = 10 10tt = 1 s

Ketinggian maksimum

h = v0 t gt2

h = 10 (1)- 10 (1)2

H=10-5 mh= 5 mUsaha pada titik tertinggiW =Ep = mg (h1-h2)W = 5 kg 10 m/s(1-5 m)W = 504W = 200 J

4. Diketahui

M=105 kgF=2 X 105 NV2= 10 m/Ditanya

SJawaban

23

25

W=Ek2-Ek1=1/2 m(V22-V02)W= F.s

JadiS=m/2F(V22-V02)S=105/2(2 X 105) (102)2-0)S=2500 m

5. DiketahuiW=640 NH2= 5 mH1 = 10 mV1=2 m/sDitanya

V2

Jawabm=w/g=640/10=64 kgEm1=Em2

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

mv12+mgh1=1/2 mv22+mgh2 (22)+10(10)=1/2 v22+10 (5)102=1/2 v22+50V22=104V2=10,2 m/s

24

t6. revisi bahan ajar gisti vilara.pdf

Documents