Upload
others
View
19
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
CELL SURYA SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF
UNTUK
PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK SEKOLAH
PADA WASTAFEL
SMA NEGERI 1 POLANHARJO KLATEN
JL.Karanglo-Polanharjo Klaten Kode Pos:57474
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
Satuan Pendidikan : SMA Negeri 1 Polanharjo
Mata Pelajaran : Fisika
Kelas / Semester : X-MIPA / Genap
Materi Pokok : Usaha dan Energi.
Sub Tema : Konsep Energi dan Perubahan Energi
Pertemuan ke : 9 (Sembilan)
Alokasi Waktu : 1 pertemuan (3 x 45’)
Surel : [email protected] , [email protected]
A. Kompetensi Dasar dan Kompetensi Inti:
Kompetensi Dasar Indikator
3.9 Menganalisis konsep energi,
usaha (kerja), hubungan usaha
(kerja) dan perubahan energi,
hukum kekekalan energi, serta
penerapannya dalam peristiwa
sehari-hari.
Menghitung besar energi potensial (gravitasi
dan pegas) dan energi kinetik.
Menganalisis hubungan antara usaha dan
energi. Menganalisis perubahan energi
4.10 Mengajukan gagasan
penyelesaian masalah gerak dalam kehidupan sehari-hari
dengan menerapkan metode ilmiah, konsep energi, usaha
(kerja), dan hukum kekekalan energi.
Menghitung kerja yang dilakukan oleh gaya
yang besarnya berubah-ubah
Menghitung usaha yang dilakukan oleh
suatu benda akibat gaya konservatif dan gaya non-konservatif.
Mempresentasikan hasil diskusi kelompok
tentang konsep energi, kerja, hubungan
kerja dan perubahan energi, hukum kekekalan energi
B. TUJUAN PEMBELAJARAN
Setelah melakukan pendekatan Saintifik diharapkan:
1. Siswa mampu menjelaskan pengertian energi
2. Siswa mampu memahami perubahan energi
3. Siswa mampu memahami cara menghemat energi listrik
4. Siswa mampu memahami konservasi energi
5. Siswa mampu menganalisis usaha dan perubahan energi kinetik
6. Siswa mampu menganalisis usaha dan perubahan energi potensial
C. Kegiatan Pembelajaran
Model pembelajaran dengan Problem Based Learning, dengan strategi pembelajaran :
pengamatan, diskusi,percobaan sederhana dan penugasan
Langkah Uraian Kegiatan Pembelajaran
Pendahuluan
Guru membimbing siswa untuk berdoa sebelum memulai
pembelajaran.
Guru mengondisikan kelas agar siswa tertib mengikuti proses
pembelajaran. Untuk memperoleh perhatian dan memotivasi belajar
siswa, guru memperlihatkan gambar berbagai macam sumber energi
Apersepsi: Bagaimanakah cara kerja sumber pembangkit energi
listrik agar diperoleh energi listrik?
Bagaimanakah cara menghemat energi listrik
Bagaimanakah usaha untuk melakukan konservasi energi listrik
Menyampaikan inti tujuan pembelajaran hari ini, yaitu usaha dan
perubahan energi.
Kegiatan Inti Mengorientasikan Siswa terhadap masalah
a. Siswa peragaan sebuah gaya yang bekerja pada benda bermassa
m yang sedang bergerak dengan kecepatan v. Secara kontekstual
dengan menarik mobil mainan dengan gaya tertentu
b. Siswa mengamati cara menentukan usaha yang dilakukan gaya
gravitasi pada sebuah bola yang jatuh bebas dari ketinggian h
dengan menjatuhkan bola
c. Siswa mengamati vidio cell surya sebagai pengganti energi
listrik untuk mengurangi kebutuhan energi listrik di sekolah.
Mengorganisasi Siswa untuk belajar
d. Siswa diorganisasikan untuk belajar mengajukan pertanyaan
besaran yang ada dalam peragaan yang dilakukan guru
e. Peserta diorganisir utuk mengumpulkaninformasi tentang
besaran yang telah ditemukan
Membimbing memngumpulkan data
a. Guru membimbing siswa untuk mengumpulkan data dan
informasi dari sumber lain tentang cara melakukan penghematan
energi listrik di sekolah
b. Guru membimbing siswa untuk mengumpulkan data dan
informasi bagaimana proses kerja cell surya dapat menggantikan
energi listrik
c. Guru membimbing siswa secara berkelompok bekerja sama
Cell surya
melakukan proses pengumpulan informasi dari percobaan,
pengamatan panas energi matahari terhadap energi listrik yang
dihasilkan berdasarkan tegangan yang muncul pada solar charge
control dari wastafel yang ada di sekolah
d. Siswa untuk merangkum tentang gaya yang bekerja pada benda
bermassa m yang sedang bergerak dengan kecepatan v
e. Siswa untuk merangkum tentang cara menentukan usaha yang
dilakukan gaya gravitasi pada sebuah bola yang jatuh bebas dari
ketinggian h
f. Siswa untuk memaparkan tentang usaha dan perubahan energi di
depan kelas.
Menyimpulkan
Guru membimbing siswa untuk menyimpulkan tentang usaha dan
perubahan energi.
Penutup Siswa melaksanakan tes tertulis
Guru memberikan siswa penguatan terhadap materi yang belum
dipahami dan memberikan apresiasi dengan pujian atau
penghargaan kepada siswa atau kelompok yang berkinerja
dengan baik selama proses pembelajaran.
Guru mengakhiri pembelajaran dengan mengucapkan syukur
kepada Tuhan YME bahwa pertemuan hari ini berlangsung
dengan baik dan lancar.
D. PENILAIAN PEMBELAJARAN
Penialaian sikap : Observasi sikap selama KBM
Penilaian pengetahuan : Penugasan dan penilaian ulangan harian dari modul
Penilaian ketrampilan : Unjuk kerja pada praktikum “Hubungan antara suhu dengan
tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel
otomatis”
E. Sumber Belajar
Buku Fisika SMA Kelas X Kelompok Peminatan:Hari Subgya,dkk. Bumi Aksara
Modul Usaha Energi Kelas X: Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd
Buku Fisika SMA Kelas X: Marthen Kanginan.Erlangga
https://youtu.be/b0whhzuhN-o dan https://youtu.be/B-E6A4wzj28
Polanharjo, 18 Mei 2021
Guru Mata Pelajaran Fisika
Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd
NIP.19750124 200801 2007
Lampiran
1. Materi : ENERGI
a. Energi
PengertianEnergi
Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha/kerja. Seperti halnya usaha
energi merupakan besaran skalar. Besarnya energi suatu sistem sama dengan besar usaha
yang ditimbulkan oelh sistem tersebut , maka satuan energi sama dengan satuan usaha
dalam Joule ( Newton meter).
b. Macam energi
Dalam fisika energi digolongkan menjadi beberapa macam antara lain : energi kinetik,
energi poensial, energi mekanik, energi panas, energi listrik, energi kimia, energi cahaya,
energi suara dan sebagainya. Dalam pembahasan ini kita hanya mempelajari energi
kinetik, energi potensial dan energi mekanik
1) Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak.
Setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Besar energi kinetik yang
dimiliki bergantung pada massa benda dan kecepatan gerak benda tersebut.
EK =
. m.v
2
- Hubungan usaha dan energi kinetik
Usaha = perubahan energi kinetik atau
Usaha = Energi Kinetik akhir – Energi Kinetik awal
W = Ek2 - Ek1 atau W = ΔEk
-
2) Energi potensial
Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang tersimpan. Energi potensial
dapt juga dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keadaan benda
tersebut. Energi potensial dibedakan atas;
a) Energi potensial gravitasi
Energi potensial gravitasi adalah energi yang tersimpan dalam sebuah
benda sebagai akibat posisi vertikal atau ketinggiannya. Energi yang
tersimpan tersebut sebagai akibat dari gaya tarik gravitasi terhadap
benda. Secara umum energi potensial gravitasi yang dimiliki benda
dinyatakan dalam persamaan;
Ep = m.g.h
- Hubungan Usaha dan Energi Potensial gravitasi
Nilai usaha sama dengan perubahan energi
W = Ep1 - Ep2
W = m.g.h1 – m.g.h2
W = m.g (h1 – h2)
3) Energi potensial pegas ( elastis)
Energi potensial pegas ( elastis ) adalah energi yang tersimpan dalam benda –
benda elastis akibat benda tersebut diregangkan atau ditekan. Contoh pegas,
karet. Energi potensial yang dimiliki oleh pegas atau benda elastis lain yang
sedang ditegangkan ( ditarik atau ditekan), besarnya berbanding lurus dengan
konstanta pegas (k) dan kuadrat simpangannya.
Ep =
k.Δx
2
- Hubungan usaha dan energi potensial pegas
Besar usaha yang digunakan untuk meregangkan pegas sebanding dengan energi
potensial yang tersimpang pada pegas tersebut
W = Ep akhir - Epawal
W =
k.
-
k.
c. Energi Mekanik
Energi mekanik yang dimiliki suatu benda merupakan jumlah energi potensial dan energi
kinetik yang dimiliki oleh benda tersebut
Em = Ep + Ek
Em = m.g.h +
. m.v
2
2. Lampiran Rubrik Penilaian
a. Penilaian Sikap
Rubrik Pengamatan untuk penilaian sikap
No Sikap Indikator Nilai
1 Kejujuran Tidak menyontek ketika ulangan Kurang: Jika 1
indikator muncul
Berkata yang sebenarnya Cukup :Jika 2
indikator muncul
Melaporkan data apa adanya Bagus: Jika
indikator muncul
Tidak melakukan plagiat atas tugas
teman lain
Sangat Bagus: Jika
semua indikator
muncul
2 Kerja sama Terlibat aktif saat diskusi Kurang: Jika 1
indikator muncul
Menyumbangkan ide untuk kerja
kelompok
Cukup :Jika 2
indikator muncul
Kesediaan melakukan tugas sesuai
kesepakatan
Bagus: Jika
indikator muncul
Memusatkan perhatian pada tujuan
kelompok
Sangat Bagus: Jika
semua indikator
muncul
3 Tanggung jawab Melaksanakan tugas individu Kurang: Jika 1
dengan baik indikator muncul
Menepati janji Cukup :Jika 2
indikator muncul
Mengumpulkan tugas sesuai dengan
waktunya
Bagus: Jika
indikator muncul
Bertanggungjawab atas tindakan
yang dilakukan
Sangat Bagus: Jika
semua indikator
muncul
4 Santun Tidak berkata kotor Kurang: Jika 1
indikator muncul
Sopan dalam ucapan Cukup :Jika 2
indikator muncul
Tidak menyela saat ada pembicaraan Bagus: Jika
indikator muncul
Tidak memanggil teman dengan
nama hewan atau nama lain yang
bukan nama aslinya
Sangat Bagus: Jika
semua indikator
muncul
b. Penilaian Pengetahuan
Nilai pengetahuan berdasarkan nilai ulangan/evaluasi yang diperoleh
c. Penilaian Ketrampilan : Berdasarkan unjuk kerja dan presentasi hasil “Hubungan
antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel
otomatis
3. Kisi-kisi Penilaian Praktikum Sederhana
Nama Sekolah : SMAN Negeri 1 Polanharjo
Kelas/Semester : X/Genap
Tahun pelajaran : 2020/2021
Mata Pelajaran : Fisika
Kompetensi Dasar IPK Materi Pokok Indikator Soal
4.9. Menerapkan
metode ilmiah
untuk
mengajukan
gagasan
penyelesaian
masalah gerak
dalam kehidupan
sehari-hari, yang
berkaitan dengan
konsep energi,
usaha (kerja),
dan hukum
kekekalan energi
4.9.3
Mempresentasik
an hasil
praktikum dan
diskusi
kelompok
tentang konsep
energi, dengan
kerja yang
dihasilkan
Hubungan
Impuls dan
Momentum
Siswa dapat Melakukan
percobaan sederhana dan
mempresentasikan untuk
mengetahui hubungan
energi panas dengan
kerja yang dihasilkan
pada alat konversi energi
sederhana
Rubrik Penskoran Penilaian Praktik
No.
Aspek yang Dinilai
Skor
0 1 2 3 4
1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.
2. Melakukan praktik dengan benar.
3 Melaksanakan presentasi dengan baik dan lancar
Jumlah
SkorMaksimum 6 (2+4)
Rubrik Penilaian Praktik
No Indikator Rubrik
1. Menyiapkan
alat dan bahan
2 : Menyiapkan seluruh alat dan bahan yang diperlukan.
1 : Menyiapkan sebagian alat dan bahan yang diperlukan.
0: Tidak menyiapkan alat bahan 2. Melakukan
praktik
4: Melakukan empat langkah kerja dengan tepat.
3: Melakukan tiga langkah kerja dengan tepat.
2: Melakukan dua langkah kerja dengan tepat.
1: Melakukan satu langkah kerja dengan tepat.
0: Tidak melakukan langkah kerja.
3 Melaksanakan
presentasi dengan
baik dan lancar
4: Melakukan presentasi dengan baik dan lancar
3: Melakukan presentasi dengan lancar namun belum mampu
menjawab pertanyaan .
2: Melakukan presentasi kurang lancar namun belum mampu
menjawab pertanyaan.
1: Tidak melaksanakan presentasi namun mengumpulkan laporan
0. Tidak melaksanakan presentasi dan mengumpulkan laporan.
0: Tidak melakukan langkah kerja.
Nilai =
=100
Polanharjo, 18 Mei 2021
Guru Mata Pelajaran Fisika
Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd
NIP.19750124 200801 2007
4. Petunjuk Praktikum
PRAKTIKUM
USAHA ENERGI
A. Judul Praktikum
Hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada
wastafel otomatis
B. Tujuan
Siswa mampu menganalisa hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan
solar charge control pada wastafel otomatis
C. Alat dan Bahan
1. Wastafel otomatis
2. Termometer
3. Stopwatch/arloji
4. Alat tulis
D. Langkah kerja
1. Ukur suhu udara dengan menggunakan termometer yang ada disekitar wastafel
2. Gunakan stop watch untukmengukur waktu dengan rentang 5 menit
3. Perhatikan nilai teganganyang tertera pada solar charge control
4. Catat hasilnya
5. Lakukan hal tersebut selama 6 kali
E. Pertanyaan
1. Buatlah grafik hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan cell surya
2. Bagaimanakah hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan pada cell
surya
3. Apabila kondisi hujan, bagaimanakah tegangan yang dihasilkan oleh cell surya
4. Tulis hasil kesimpulan berdasarkan grafik dan jawaban anda
SOAL PENUGASAN
1. Energi kinetik yang dilakukan suatu benda 40 kg adalah 500 J, berapakah kecepatan
benda pada saat itu....?
2. Sebuah butir kelapa yang massanya 3 kg jatuh dari ketinggian 6 m diatas tanah, jika g =
9,8 m/s2, berapakah energi potensial buah kelapa tersebut...........?
3. Balok dengan massa 2 kg meluncur ke bawah dari keadaan diam melewati lereng yang
licin sejauh 20 m pada bidang miring dengan tinggi bidang miring 10 m, tentukan usaha
yang dibutuhkan oleh balok untukmeluncur..?
4. Sebuah benda djatuhkan dari etinggian 10 m tanpa kecepatan awal, jika massa benda 250
gram dan benda bergerak dengan kecepatan 88 km/jam, tentukan:
a. Energi potensial ( g = 10 m/s2)
b. Energi kinetik benda
c. Energi mekanik benda
5. Seorang pemain ski mekuncur menuruni bukit es yang tingginya 100 m dari dasar bukit.
Bila g = 10 m/s2 dan dianggap tidak ada gaya gesekan, tentukan kelajuan pemain ski
pada saat tiba didasar bukit......?
SOAL ULANGAN HARIAN
ULANGAN HARIAN
A. Berilah tanda silang ( X ) pada salah satu huruf a,b,c,d atau e yang paling benar
1. Energi yang tersimpan pada suatu benda karena elastisitas yang dimiliki oleh sebuah
benda disebut:
a. Energi potensial gravitasi d. Energi mekanik
b. Energi potensial pegas e. energi benda
c. Energi kinetik
2. Energi yang dimiliki oleh suatu benda ditentukan oleh:
a. Massa benda dan kedudukannya d, massa benda dan bentuk benda
b. Massa benda dan percepatannya e. kedudukan benda dan gravitasi bumi
c. Massa benda dan gravitasi bumi
3. Dimensi dari besaran energi kinetik sama dengan dimensi yang dipunyai besaran;
a. Gaya d. Daya
b. Usaha e. Momentum
c. Tekanan
4. Pesawat terbang dengan massa 4 ton sedang terbang pada ketinggian 5 km dengan
kecepatan konstan 100 m/s, jika nilai gravitasi bumi 9,8 m/s2, maka besar energi
mekanik yang dimiliki pesawat adalah:
a. 15.106J d. 216.10
6j
b. 118.106j e. 426.10
6 J
c. 136.106 J
5. Ketika bola kita lempar keatas kemudian jatuh lagi ketanah, bila kita mengabaikan
gaya gesekan antara benda dan udara maka bola tersebut mempunyai :
a. Energi potensial pegas d. energi potensial gravitasi
b. Energi kinetik e. energi total
c. Energi mekanik
6. Berapakah massa sebuah buku yang memiliki energi potensial 4,2 J ketika benda
tersebut berada pada ketinggian 1,4 m dari lantai ( g = 10 m/s2).........?
a. 0,3 kg d. 0,5 kg
b. 0,330 kg e. 0,530 kg
c. 0,438 kg
7. Robert menarik sebuah kardus seberat 20 kg pada lantai licin, bila usaha yang
dilakukan Robert 240 J berapa perubahan posisi yang terjadi pada kardus dari
keadaan awal..?
a. 0,4 m d. 2m
b. 0,8 m e. 4 m
c. 1 m
8. Sebuah gaya konstan mendorong balok yang massanya 40 kg pada bidang miring
licin yang membentuk sudut 30o terhadap lantai. Jika panjang bidang miring 20 m
besar usaha yang dilakukan terhadap benda adalah.....?
a. 0,17. 103 J d. 2.10
3 J
b. 0,680.103J e. 4.10
3 J
c. 0,8.10 3 J
9. Pegas mempunyai konstanta 200 N/m. Bila pada pegas digantungi beban 10 N, besar
energi potensial yang tersimpan pada pegas adalah.........?
a. 0,25 J d. 1 J
b. 0,5 J e. 1,25 J
c. 0,75 J
10. Benda yang massanya 1 kg jatuh dari ketinggian 10 m, kemudian tersangkut dan
berhenti pada ketinggian 2 m dari tanah ( g = 10 m/s2), maka besar perubahan energi
potensial adalah.....?
a. 8 J d. 160 J
b. 40 J e. 200 J
c. 80 J
11. Sebuah peluru yang ditembakkan dengan kecepatan vo dan sudut elevasi α. Pada titik
tertinggi, maka.......
a. Tenaga kinetiknya nol d. energi totalnya maksimal
b. Energi kinetiknya maksimal e. kecepatannya maksimal
c. Energi potensialnya maksimal
12. Dua buah benda mempunyai perbandingan massa 3 : 2 dan kedua benda berada pada
ketinggian dengan pebandinga 3 : 4 dari tanah, jika percepatan gravitasi dari masing
– masing benda dianggap sama, maka perbandingan energi potensial kedua benda
adalah:
a. 3 : 2 d. 1 : 2
b. 5 : 7 e. 9 ; 8
c. 3 : 4
13. Benda A dan B mempunyai massa masing – masing 25 kg dan 4 kg, bila kedua benda
memiliki energi kinetik yang sama dan benda A melaju dengan kecepatan 10 m/s,
berapakah kelajuan benda B?
a. 17,5 m/s d. 50 m/s
b. 25 m/s e. 62,5 m/s
c. 27,5 m/s
14. Seorang anak memukul bola kasti yang massa 0,1 kg sehingga bola tersebut bergerak
dengan kecepatan 36 km/jam, maka besar energikinetik bola kasti adalah.......?
a. 0,5 J d. 10 J
b. 1,5 J e. 15 J
c. 5 J
15. Alat berikut yang menggunakan satuan daya HP adalah:
a. Alamari es d. lampu TL
b. Hair dryer e. Mesin cuci
c. Mobil
Skor Setiap soal : 2
Total skor : 2x15 =30
Nilai =
=100