Usaha Energi Dan Momentum

i Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum ii Unit Pembelajaran 03 USAHA, ENERGI DAN MOMENTUM MATA PELAJARAN FISIKA MADRASAH ALIYAH Penanggung Jawab Direktorat GTK Madrasah Direktorat Jenderal Pendidikan Islam Kementerian Agama Republik Indonesia Penyusun Miftahul Fallah Nuryanto Intan Irawati Gunawan Alfianri Reviewer Hadi Susanto Copyright © 2020 Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah Hak Cipta Dilindungi Undang-undang Dilarang mengcopy sebagian atau keseluruhan isi buku ini untuk kepentingan komersial tanpa izin tertulis dari Kementerian Agama Republik Indonesia

iii Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Undang – undang Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Pasal 1 ayat 1 menyatakan bahwa Guru adalah pendidik profesional dengan tugas utama mendidik, mengajar, membimbing, mengarahkan, melatih, menilai, dan mengevaluasi peserta didik pada Pendidikan Anak Usia Dini jalur Pendidikan Formal, Pendidikan Dasar, dan Pendidikan Menengah. Agar dapat melaksanakan tugas utamanya dengan baik, seorang guru perlu meningkatkan kompetensi dan kinerjanya secara bertahap, berjenjang, dan berkelanjutan melalui Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) guru. Untuk itu saya menyambut baik terbitnya modul ini sebagai panduan semua pihak dalam melaksanakan program PKB. Peningkatan Kompetensi Pembelajaran merupakan salah satu fokus upaya Kementerian Agama, Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan (GTK) dalam meningkatkan kualitas madrasah melalui pembelajaran berorientasi keterampilan berpikir tingkat tinggi, kontekstual, dan terintegrasi dengan nilai-nilai keislaman. Program PKB dilakukan mengingat luasnya wilayah Indonesia dan kualitas pendidikan yang belum merata, sehingga peningkatan pendidikan dapat berjalan secara masif, merata, dan tepat sasaran. Modul ini dikembangkan mengikuti arah kebijakan Kementerian Agama yang menekankan pada pembelajaran berorientasi pada keterampilan berpikir tingkat tinggi atau higher order thinking skills (HOTS) dan terintegrasi dengan nilai-nilai keislaman. Keterampilan berpikir tingkat tinggi adalah proses berpikir kompleks dalam menguraikan materi, membuat kesimpulan, membangun representasi, menganalisis, dan membangun hubungan dengan melibatkan aktivitas mental yang paling dasar. Sementara, nilai-nilai keislaman diintegrasikan dalam pembelajaran sebagai hidden curriculum sehingga tercipta generasi unggul sekaligus beriman dan bertakwa serta berakhlak mulia. Sasaran Program PKB ini adalah seluruh guru di wilayah NKRI yang tergabung dalam komunitas guru sesuai bidang tugas yang diampu di wilayahnya masingmasing. Komunitas guru dimaksud meliputi kelompok kerja guru (KKG), Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dan Musyawarah Guru Bimbingan Konseling (MGBK). Model pembelajaran yang digunakan dalam modul ini adalah melalui moda Tatap Muka In-On-In sehingga guru tidak harus meninggalkan tugas utamanya di madrasah sebagai pendidik.

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum iv Semoga modul ini dapat digunakan dengan baik sebagaimana mestinya sehingga dapat menginspirasi guru dalam materi dan melaksanakan proses pembelajaran. Kami ucapkan terima kasih atas kerja keras dan kerja cerdas para penulis dan semua pihak terkait yang dapat mewujudkan Modul ini. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai dan memudahkan upaya yang kita lakukan. Aamiin. Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Jakarta, Oktober 2020 Direktur Jenderal, Direktur Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah, Muhammad Zain

v Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum DAFTAR ISI KATA PENGANTAR................................................................................................................. iii DAFTAR ISI................................................................................................................................. v DAFTAR TABEL....................................................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR................................................................................................................. viii 01 PENDAHULUAN...................................................................................................................1 02 TARGET PELAKSANAAN .................................................................................................6 A. Target Kompetensi Guru...............................................................................................6 1. Target Kompetensi Guru ............................................................................................6 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru................................................................6 B. Target Kompetensi Peserta Didik ...............................................................................7 1. Kompetensi Dasar ........................................................................................................7 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK).................................................................8 03 MATERI DAN ORGANISASI PEMBELAJARAN........................................................... 11 A. Ruang Lingkup Materi ................................................................................................... 11 B. Organisasi Pembelajaran ............................................................................................. 11 04 KEGIATAN PEMBELAJARAN ........................................................................................12 A. Pengantar........................................................................................................................12 B. Aplikasi dalam Dunia Nyata........................................................................................ 13 C. Integrasi Keislaman....................................................................................................... 14 D. Bahan Bacaan................................................................................................................18 E. Aktivitas Pembelajaran................................................................................................ 35

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum vi F. Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD).......................................................................... 44 1. LKPD 1........................................................................................................................... 44 2. LKPD 2......................................................................................................................... 48 05 PENILAIAN........................................................................................................................ 53 A. Tes Formatif................................................................................................................... 53 B. Penilaian..........................................................................................................................59 1. Penilaian untuk Guru.................................................................................................59 2. Penilaian untuk Peserta Didik ............................................................................... 63 06 PENUTUP..........................................................................................................................68 KUNCI JAWABAN PILIHAN GANDA................................................................................. 70 GLOSARIUM .............................................................................................................................71 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................... 72

vii Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum DAFTAR TABEL Tabel 1 Target Kompetensi Guru.................................................................................6 Tabel 2 Indikator Pencapaian Kompetensi Guru .....................................................6 Tabel 3 Target Kompetensi Dasar Peserta Didik.....................................................7 Tabel 4 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik .....................................8 Tabel 5 Organisasi Pembelajaran ............................................................................... 11 Tabel 6 Desain Pembelajaran Topik 1 Pertemuan 1 ............................................. 36 Tabel 7 Desain Pembelajaran Topik 1 Pertemuan 2 ............................................ 38 Tabel 8 Refleksi Pelaksanaan Pembelajaran On Job Training Topik 1........... 40 Tabel 9 Desain Pembelajaran Topik 2 Pertemuan 1 ............................................. 41 Tabel 10 Refleksi Pelaksanaan Pembelajaran On Job Training Topik 2.......... 44 Tabel 11 Instrumen Penilaian Diri Bagi Guru............................................................59 Tabel 12 Instrumen Penilaian Guru oleh Asesor/Fasilitator .................................. 61 Tabel 13 Instrumen Penilaian Diri bagi Peserta Didik............................................ 63 Tabel 14 Instrumen Penilaian Peserta Didik oleh Guru.........................................65

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum viii DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Alur Tatap Muka In-On-In .............................................................................4 Gambar 2 Ketika Benda Berada Pada Posisi Setimbang (Pegas Tidak Teregang atau Tertekan)........................................................................... 24 Gambar 3 Kerja Yang Bekerja Ada Benda Mengubah Laju Benda ...................26 Gambar 4 Sistem Yang Terdiri dari n Buah Benda Dengan Massa dan Kecepatan Masing-masing........................................................................ 30 Gambar 5 Dua Benda Melakukan Tumbukan Segaris .......................................... 33 Gambar 6 Tumbukan Tak Lenting .............................................................................. 49

1 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 01 PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pendidikan merupakan proses yang sangat strategis dalam mencerdaskan kehidupan bangsa sehingga harus dilakukan secara profesional. UndangUndang Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Pasal 10 ayat (1) mengamanatkan bahwa guru yang profesional harus memiliki kompetensi pedagogik, kompetensi kepribadian, kompetensi sosial, dan kompetensi profesional. Keempat kompetensi tersebut bersifat holistik dan merupakan suatu kesatuan yang menjadi ciri guru profesional. Agar dapat melaksanakan tugas profesinya dengan baik, seorang guru perlu meningkatkan kompetensi dan kinerjanya secara bertahap, berjenjang, dan berkelanjutan melalui Pengembangan Keprofesian Berkelanjutan (PKB) guru. Strategi pelaksanaan PKB guru madrasah yang ditempuh oleh Direktorat Guru dan Tenaga Kependidikan Madrasah adalah melalui KKG/MGMP/MGBK, Kantor Wilayah Kementerian Agama Provinsi, dan Kementerian Agama Pusat. Untuk mendukung program tersebut, diperlukan modul sebagai salah satu aternatif sumber bahan ajar bagi guru fisika MA untuk mempelajari konten materi, merancang pembelajaran dan cara mengajarkannya, mengembangkan Lembar Kerja Peserta Didik, mengembangkan instrumen penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar. B. Tujuan Tujuan modul ini adalah: 1. Meningkatkan kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional guru fisika MA melalui kegiatan PKB. 2. Meningkatkan hasil Asesmen Kompetensi Guru (AKG).

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 2 3. Menfasilitasi sumber belajar guru dan peserta didik dalam mengembangkan kurikulum, mempersiapkan dan melaksanaan pembelajaran yang mendidik. C. Manfaat Manfaat yang ingin dicapai: 1. Sebagai sumber belajar bagi guru dalam melaksanakan PKB untuk mencapai target kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional tertentu. 2. Sebagai sumber bagi guru dalam mengembangkan kurikulum, persiapan dan pelaksanaan pembelajaran yang mendidik. 3. Sebagai bahan malakukan asesmen mandiri guru dalam rangka peningkatan keprofesionalan. 4. Sebagai sumber dalam merencanakan dan melaksanakan penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar peserta didik. 5. Sebagai sumber belajar bagi peserta didik untuk mencapai target kompetensi dasar. D. Sasaran Adapun sasaran modul ini adalah: 1. Fasilitator nasional, provinsi, dan kabupaten/kota 2. Pengawas Madrasah 3. Kepala Madrasah 4. Ketua KKG/MGMP/MGBK 5. Guru 6. Peserta didik. E. Petunjuk Penggunaan Agar Anda berhasil dengan baik dalam mempelajari dan mempraktikkan modul ini, ikutilah petunjuk belajar sebagai berikut:

3 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 1. Bacalah dengan cermat bagian pendahuluan sampai Anda memahami benar tujuan mempelajari Unit Pembelajaran ini. 2. Pelajarilah dengan seksama bagian target kompetensi sehingga Anda benar-benar memahami target kompetensi yang harus dicapai baik oleh diri Anda sendiri maupun oleh peserta didik. 3. Kegiatan Pembelajaran untuk menyelesaikan setiap Unit Pembelajaran dilakukan melalui model Tatap Muka In-On-In sebagai berikut: a. Kegiatan In Servive Learning 1. Kegiatan ini dilakukan secara tatap muka bersama fasilitator dan teman sejawat untuk mengkaji materi dan melakukan kegiatan pembelajaran, meliputi: mempelajari konten materi ajar dan mendiskusikan materi ajar yang sulit atau berpeluang terjadi miskonsepsi, mendesain pembelajaran yang sesuai dengan daya dukung madrasah dan karakteristik peserta didik, mempelajari dan melengkapi LKPD, serta mempersiapkan intrumen penilaian proses dan hasil belajar. b. Kegiatan On Service Learning. Pada tahap ini, Anda dapat mengkaji kembali uraian materi secara mandiri dan melakukan aktivitas belajar di madrasah berdasarkan rancangan pembelajaran dan LKPD yang telah dipersiapkan. c. Buatlah catatan-catatan peluang dan hambatan yang ditemui selama pelaksanaan pembelajaran. Hasil kegiatan on baik berupa tugas lembar kerja maupun tugas lainnya dilampirkan sebagai bukti fisik bahwa Anda telah menyelesaikan seluruh tugas on yang ada pada Unit Pembelajaran. d. Kegiatan In Servive Learning 2. Tahap ini dilakukan secara tatap muka bersama fasilitator dan teman sejawat untuk melaporkan dan mendiskusikan hasil kegiatan on. Arahkan diskusi pada refleksi untuk perbaikan dan pengembangan pembelajaran.

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 4 4. Ujilah pemahaman konsep Anda dengan mengerjakan latihan soal penilaian, kemudian cocokkan jawaban Anda dengan kunci jawaban yang tersedia di bagian akhir masing- masing Unit Pembelajaran. 5. Lakukan penilaian mandiri sebagai refleksi ketercapaian target kompetensi. Gambar 1 Alur Tatap Muka In-On-In Sebelum mempelajari atau mempraktikkan modul ini, ada beberapa alat dan bahan yang harus disiapkan oleh guru dan peserta didik agar proses Pembelajaran berjalan dengan baik. 1. Perangkat Pembelajaran, Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh guru a. Perangkat Pembelajaran: 1) Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) 2) Bahan ajar 3) Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) 4) Media pembelajaran

5 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 5) Instrumen penilaian b. Alat pembelajaran, meliputi: 1) Laptop/gawai dan akses internet 2) Buku paket/referensi 3) Lembar Kerja Peserta Didik 4) Instrumen penilaian proses 2. Alat dan Bahan yang harus disiapkan oleh peserta didik a. Buku paket/referensi b. Kertas grafik c. Alat tulis lengkap Unit Pembelajaran dalam modul ini dibagi dalam dua topik, dengan total alokasi waktu yang digunakan diperkirakan 20 jam pembelajaran: 1. In Servive Learning 1 : 10 JP 2. On Service Learning : 6 JP 3. In Servive Learning 2 : 4 JP

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 6 02 TARGET PELAKSANAAN A. Target Kompetensi Guru Target kompetensi guru didasarkan pada Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Republik Indonesia Nomor 16 Tahun 2007 Tentang Standar Kualifikasi Akademik dan Kompetensi Guru. Dalam Unit Pembelajaran ini, target kompetensi yang dituangkan hanya yang terkait kompetensi pedagogis dan kompetensi profesional sebagai berikut: 1. Target Kompetensi Guru Tabel 1 Target Kompetensi Guru Ranah Kompetensi Target Kompetensi Guru Kompetensi Pedagogis 1. Menyusun rancana pembelajaran yang lengkap. 2. Melaksanakan pembelajaran usaha, energi dan momentum yang mengembangkan potensi dan minat peserta didik. 3. Mengevaluasi pelaksanaan pembelajaran dan hasil belajar peserta didik untuk berbagai tujuan. Kompetensi Profesional Menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan tentang usaha, energi dan momentum. 2. Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Tabel 2 Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Target Kompetensi Indikator Pencapaian Kompetensi Guru Menyusun rancana pembelajaran yang lengkap. Mendeskripsikan tujuan pembelajaran usaha, energi dan momentum Merancang sintak pembelajaran yang sesuai untuk mencapai tujuan pembelajaran. Memilih media dan moda pembelajaran yang sesuai dengan situasi dan kondisi Melaksanakan pembelajaran usaha, energi dan momentum yang mengembangkan Mendesain pembelajaran yang memperhatikan karakteristik peserta didik Menerapkan model pembelajaran yang sesuai dengan tujuan pembelajaran

7 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum potensi dan minat peserta didik Melakukan refleksi pembelajaran yang telah dilaksanakan Mengevaluasi pelaksanaan pembelajaran dan hasil belajar peserta didik untuk berbagai tujuan. Menetapkan indicator pengukuran hasil belajar Menyusun instrument penilaian hasil belajar Melakukan evaluasi proses dan hasil belajar peserta didik. Menguasai materi, struktur, konsep, dan pola pikir keilmuan tentang usaha, energi dan momentum Mampu mendeskripsikan materi usaha, energi dan momentum dengan tepat Mampu merancang percobaan usaha, energi dan momentum sesuai dengan situasi dan kondisi Mampu menganalisis hasil percobaan usaha, energi dan momentum B. Target Kompetensi Peserta Didik Target kompetensi peserta didik dalam Unit Pembelajaran ini dikembangkan berdasarkan Kompetensi Dasar kelas XI semester 2 (dua) sesuai dengan permendikbud nomor 37 tahun 2018 Tentang Kompetensi Inti dan Kompetensi Dasar Pelajaran Kurikulum 2013 Pada Pendidikan Dasar dan Pendidikan Menengah sebagai berikut: 1. Kompetensi Dasar Tabel 3 Target Kompetensi Dasar Peserta Didik No Kompetensi Dasar 3.9 Menganalisis konsep energi, usaha (kerja), hubungan usaha (kerja) dan perubahan energi, hukum kekekalan energi, serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari 3.10 Menerapkan konsep momentum dan impuls, serta hukum kekekalan momentum dalam kehidupan sehari-hari

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 8 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 4.10 Menyajikan hasil pengujian penerapan hukum kekekalan momentum, misalnya bola jatuh bebas ke lantai dan roket sederhana 2. Indikator Pencapaian Kompetensi (IPK) Kompetensi dasar dikembangkan menjadi beberapa indikator pencapaian kompetensi sebagai acuan bagi guru untuk mengukur pencapaian kompetensi dasar. Dalam rangka memudahkan guru menentukan indikator yang sesuai dengan tuntunan kompetensi dasar, indikator dibagi menjadi tiga kategori, yaitu indikator pendukung, indikator kunci, dan indikator pengayaan sebagai berikut: Tabel 4 Indikator Pencapaian Kompetensi Peserta Didik Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi 3.9 Menganalisis konsep energi, usaha (kerja), hubungan usaha (kerja) dan perubahan energi, hukum kekekalan energi, serta penerapannya dalam peristiwa sehari-hari. IPK Pendukung 3.9.1 Menjelaskan konsep energi. 3.9.2 Menjelaskan konsep usaha. 3.9.3 Menjelaskan hubungan antara usaha dan energi. IPK Inti 3.9.4 Hubungan antara usaha, gaya, dan perpindahan. 3.9.5 Menghitung besar energi potensial (gravitasi dan pegas) 3.9.6 Menganalisis hubungan antara usaha dan energi kinetik. 3.9.7 Menganalisis hubungan antara usaha dengan energi potensial.

9 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum IPK Pengayaan 3.9.8 Merumuskan bentuk hukum kekekalan energi mekanik 3.10 Menerapkan konsep momentum dan impuls, serta hukum kekekalan momentum dalam kehidupan seharihari IPK Pendukung 3.10.1 Menjelaskan pengertian momentum 3.10.2 Menjelaskan pengertian impuls 3.10.3 Menjelaskan pengertian prinsip kekekalan momentum IPK Inti 3.10.4 Menerapkan momentum pada benda dalam ruang satu dimensi 3.10.5 Menerapkan momentum pada benda dalam ruang tiga dimensi. IPK Pengayaan 3.10.6 Menganalisis hubungan gaya, momentum, dan impuls dalam gerak benda. 3.10.7 Menganalisis hukum kekekalan momentum. 3.10.8 Membedakan pusat massa benda kontinu dan pusat massa sistem benda besar. 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 IPK Pendukung 4.9.1 Mempraktikkan eksperimen usaha dan energi IPK Inti 4.9.2 Membuat laporan eksperimen sederhana terkait dengan hubungan konsep energi, usaha (kerja) dan hukum kekekalan energi

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 10 4.10 Menyajikan hasil pengujian penerapan hukum kekekalan momentum, misalnya bola jatuh bebas ke lantai dan roket sederhana IPK Pendukung 4.10.1 Mempraktikkan eksperimententang hukum kekekalan momentum IPK Inti 4.10.2 Mempresentasikan hasil eksperimen penerapan hukum kekekalan momentum Dalam kegiatan In Service Learning 1, Anda perlu menganalisi kompetensi yang harus Anda tingkatkan untuk dapat merencanakan pembelajaran, melaksanakan pembelajaran, dan mengevaluasi pembelajaran dengan baik dalam rangka mencapai target Kompetensi Dasar peserta didik. Dari hasil analisi kompetensi tersebut, maka Anda dapat melaksanakan PKB sesuai dengan kompetensi yang ingin Anda tingkatkan pada diri Anda guna mencapai target Kompetensi Peserta didik.

11 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 03 MATERI DAN ORGANISASI PEMBELAJARAN A. Ruang Lingkup Materi Ruang lingkup materi usaha, energi dan momentum di Madrasah Aliyah meliputi: 1. Definisi Kerja 2. Efek Kerja pada Laju Benda 3. Energi Kinetik 4. Teorema Kerja-Energi 5. Daya 6. Energi Potensial 7. Energi Mekanik 8. Hukum Kekekalan Energi Mekanik 9. Momentum Benda Banyak 10. Hukum Kekekalan Momentum 11. Tumbukan Segaris Dua Benda B. Organisasi Pembelajaran Untuk memudahkan guru dalam mempelajari modul ini, kita akan membaginya menjadi usaha, energi dan momentum topik bahasan dengan alokasi waktu sebagai berikut: Tabel 5 Organisasi Pembelajaran Topik Materi Jumlah JP In - 1 On In - 2 1 Hukum Kekekalan Energi dan Usaha 6 4 2 2 Momentum Linier dan Tumbukan 4 2 2 Total Jam Pembelajaran PKB 10 6 4

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 12 04 KEGIATAN PEMBELAJARAN A. Pengantar Pembelajaran ini disusun sebagai salah satu aternatif sumber belajar bagi guru maupun peserta didik untuk memahami materi usaha, energi dan momentum. Melalui pembahasan materi pada unit pembelajaran ini dan video pembelajaran yang menyertainya, guru dapat memiliki dasar pengetahuan untuk mengajarkan materi tersebut kepada peserta didik. Sementara bagi peserta didik, dapat digunakan sebagai sumber belajar untuk mencapai kompetensi dasar yang ditetapkan. Unit pembelajaran ini dilengkapi dengan target kompetensi guru maupun peserta didik agar terjadi sinkronisasi antara kompetensi yang harus dimiliki guru dengan kompetensi dasar yang harus dikuasai peserta didik. Bahan bacaan sengaja disusun secara singkat dan padat sehingga diharapkan memudahkan guru dan peserta didik dalam memahami konten dan menghindarkan dari kesalahan konsep. Penerapan usaha, energi dan momentum dalam dunia nyata serta integrasi nilai-nilai keislaman akan mendorong pembelajaran yang kontekstual sekaligus menanamkan nilai-nilai karakter peserta didik. Unit Pembelajaran juga dilengkapi contoh alternatif aktivitas pembelajaran, lembar kegiatan peserta didik (LKPD), dan contoh kisi-kisi pengembangan intrumen penilaian HOTS guna memudahkan guru dalam merancang pembelajaran yang sesuai dengan daya dukung madrasah dan karakteristik peserta didik. Di akhir Unit Pembelajaran terdapat latihan tes formatif yang dapat dijadikan intrumen penilaian diri bagi guru sebelum melaksanakan Asesmen Kompetensi Guru (AKG) maupun peserta didik dalam hal penguasaan materi.

13 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum B. Aplikasi dalam Dunia Nyata Sekarang kita bahas beberapa fenomena fisika menarik di sekitar kita yang berkaitan dengan kerja dan energi. Mengapa Tetes Air Berbentuk Bola?. Ini fenomena yang kita amati sehari-hari. Percikan air membentuk teses-tetes berupa bola. Tetes air hujan juga berupa bola. Asalkan gaya kohesi antara molekul air lebih besar daripada gaya adhesi antara molekul air dengan molekul yang bersentuhan dengan permukaan maka bentuk bola lah yang muncul. Bentuk yang sama juga diamati pada tetesan air raksa di atas permukaan kaca. Mengapa demikian? Karena bentuk bola menghasilkan energi interaksi total antar molekul paling kecil. Lebih detailnya mari kita bahas sebagai berikut. Satu molekul air melakukan tarik-menarik dengan molekul air di sekelilingnya. Tarikan tersebut menyebabkan penurunan energi potensial. Ingat, jika ada gaya tarik maka energi potensial bernilai negatif. Misalkan akibat tarikan oleh molekul sekelilingnya, satu molekul mengalami penurunan energi sebesar . Karena jumlah molekul air sebanding dengan volume tetesan maka penurunan energi tetesan akibat tarikan antar molekul adalah = − dengan konstanta pembanding. Persamaan yang diturunkan atas asumsi bahwa jumlah molekul yang mengelilingi satu molekul semuanya sama. Namun, kondisi berbeda jika kita melihat molekul di permukaan air. Moekul di permukaan air hanya ditarik dalam satu arah (ke dalam) dan tidak ada tarikan ke arah luar (karena tidak ada molekul air di luar permukaan). Oleh karena itu penurunan energi molekul air di permukaan lebih kecil daripada . Ini artinya, energi terlalu kecil untuk energi tarikan semua molekul air karena belum memperhatikan kehadiran permukaan. Jadi, pada energi tersebut harus ditambah faktor akibat kehadiran permukaan. Kehadiran

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 14 permukaan menambah energi tetesan. Besarnya tambahan energi akibat kehadiran permukaan sebanding dengan luas permukaan dan dapat kita tulis = + dengan adalah konstanta pembanding lain. Akhirnya, energi total tetesan air memenuhi persamaan = + = − + Bentuk geometri paling stabil jika energi paling kecil. Energi paling kecil dicapai jika nilai suku volum (suku pertama di ruang kanan) paling besar dan nilai suku permukaan (suku kedua di ruas kanan) paling kecil. Artinya, energi akan minimal jika perbandingan luas permukaan dan volume sekecil mungkin. Gemoetri yang memiliki sifat demikian hanyalah. bola. Tidak ada geometri lain yang memiliki perbandingan luas permukaan dengan volume yang lebih kecil daripada bola. Inilah penyeban mengapa bentuk tetes air atau zat cair lain adalah bola. C. Integrasi Keislaman 1. Pandangan Al-Qur’an dan Sains mengenai Energi a. Q.S.Yunus ayat 5 ِح َسا َب ۡ َع َدَد ٱل ِ سنِي َن َوٱل ُمواْ ِز َل ِلتَۡعلَ َّدَرهُۥ َمنَا َم َر نُوٗرا َوقَ قَ ۡ ِذي َجعَ َل ٱل َّشۡم َس ِضيَآٗء َوٱل َم ُه ا َو ٱلَّ َق ٱ َّّللُ ُم َخل و َن َ ِت ِلقَۡوٖم يَۡعلَ َٰ ۡۡلٓيَ ِ ص ُل ٱ يُفَ َح قِ ۡ ِٱل ََّّل ب ِل َك إِ َٰ ذَ 5. Dialah yang menjadikan matahari bersinar dan bulan bercahaya dan ditetapkan-Nya manzilah-manzilah (tempat-tempat) bagi perjalanan bulan itu, supaya kamu mengetahui bilangan tahun dan perhitungan (waktu). Allah tidak menciptakan yang demikian itu melainkan dengan hak. Dia menjelaskan tanda-tanda (kebesaran-Nya) kepada orang-orang yang mengetahui.

15 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum Ayat ini menerangkan bahwa Allah SWT menciptakan langit dan bumi dan yang besemayam di atas ‘Arasy-Nya. Dialah yang menjadikan matahari bersinar dan bulan bercahaya. Matahari dengan sinarnya adalah sebagai dasar hidup dan kehidupan, sumber panas dan tenaga yang dapat menggerakkan makhlukmakhluk Allah yang diciptakan Nya. Dengan cahaya bulan dapatlah manusia berjalan dalam kegelapan malam dan bersenang-senang melepaskan lelah di malam hari. Ayat ini membedakan antara cahaya yang dipancarkan matahari dan yang di pantulkan oleh bulan, yang dipancarkan matahari disebut diya (sinar) dan yang di pantulkan oleh bulan adalah nur (cahaya). Matahari adalah sebuah planet yang mengandung pembakaran api yang sangat dahsyat, yang mengeluarkan sebagian sinarnya memantul kepermukaan bulan, karena ia bersinar dan terang pada malam hari. Tumbuh-tumbuhan mengambil kekuatan (energi) yang berasal dari matahari, lalu manusia memanfaatkan kekuatan yang tersimpan didalam tumbuhan, pohon serta tanaman-tanaman sebagai penghangat dan untuk memasak yaitu dengan membakarnya. Oleh karena itu, matahari sebagai sumber kekuatan (energi) dimuka bumi ini. b. Q.S. At-Thariq ayat 1–4 َۡدَر َٰى ِق َو َمآ أ ِر ٞظ َوٱل َّس َمآ ِء َوٱل َّطا َّما َعلَۡي َها َحافِ ٖس لَّ ۡ اقِ ُب إِن ُك ُّل نَف ِر ُق ٱلنَّ ۡج ُم ٱلثَّ َك َما ٱل َّطا 1. Demi langit dan yang datang pada malam hari, 2. tahukah kamu apakah yang datang pada malam hari itu? 3. (yaitu) bintang yang cahayanya menembus, 4. tidak ada suatu jiwapun (diri) melainkan ada penjaganya. Pada awal surat, Allah bersumpah memakai nama langit dan bintang yang cahayanya menembus kegelapan malam, Dia bersumpah bahwa jiwa-jiwa manusia tidak akan dibiarkan begitu saja tanpa ada yang memeliharanya, tetapi jiwa-jiwa tersebut telah ada yang menjaga dan menghitung apa yang dilakukan olehnya, Dia adalah Allah.

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 16 Bintang adalah bola gas yang bercahaya luar biasa terang, gas tersebut yang terdiri dari hidrogen tidaklah menyala seperti nyala api. Bintang adalah benda raksasa yang mempunyai kekuatan gravitasi sangat besar yang bersifat menarik kebagian pusat. Desakan tekanan di bagian pusat bintang sangat kuat sehingga partikel-partikel hidrogen saling bertabrakan dan membentuk unsur baru yaitu helium. Pada proses yang disebut juga reaksi fusi nuklir (penggabungan inti), sejumlah energi di lepaskan. Energi inilah yang menyebabkan bintang bersinar, kadang-kadang hingga milyaran tahun lamanya. Dilangit malam bintang-bintang terlihat seperti titik cahaya yang diam tak berubah, padahal sebenarnya tidak demikian. Bintang-bintang baru terbentuk setiap waktu. Bintang-bintang tersebut terlahir didalam awan-awan gas dingin dan debu yang gelap dan luas. c. Q.S. Ar-Ruum ayat 48 ِذ ٱلَّ َوۡد ٱ َّّلل َق ُ ۡ َرى ٱل تَ ۡجعَلُهۥُ ِك َسٗفا فَ ۡب ُس ُطهۥُ فِي ٱل َّس َمآ ِء َكۡي َف يَ َشآ ُء َويَ يَ تُثِي ُر َس َحاٗبا فَ َح فَ َٰ ِ ريَ ي يُۡر ِس ُل ٱل ا ُهۡم يَ ۡستَۡب ِش ُرو َن ِ ِۦه َمن يَ َشآ ُء ِمۡن ِعبَاِدِٓهۦ إِذَ َصا َب ب َ آ أ ِإذَ ۖۦ فَ ِل ِه َٰ ۡخ ُر ُج ِمۡن ِخلَ يَ 48. Allah, Dialah yang mengirim angin, lalu angin itu menggerakkan awan dan Allah membentangkannya di langit menurut yang dikehendaki-Nya, dan menjadikannya bergumpal-gumpal; lalu kamu lihat hujan keluar dari celahcelahnya, maka apabila hujan itu turun mengenai hamba-hamba-Nya yang dikehendaki-Nya, tiba-tiba mereka menjadi gembira. Allah lah yang mengirim angin, lalu angin itu dapat menimbulkan awan, dan menyebar serta mengumpulkannya pada salah satu arah di langit, terkadang awan itu berjalan, dan kadang berhenti dan terkadang menggumpalgumpal, maka kamu dapat melihat air hujan keluar dari celah-celahnya, maka apabila hujan itu menimpa hamba-hamba Nya, maka mereka bersuka ria, karena hujan sangat mereka perlukan.

17 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum d. Q.S. Ar-Ruum ayat 46 َن تِ ِٓۦه أ َٰ ِ ر ۡن َءايَ َو ِم ِس َل ٱل َر ۡمِر ِۦه َوِلتَۡبتَغُواْ يُۡر يَا َح ُمبَ ِ ش َٰ َ ِأ ُك ب ۡ فُل ۡ َي ٱل ُكم ِ من َّر ۡح َمتِ ِۦه َوِلتَۡجِر ٖت َوِليُ ِذيقَ ُكۡم تَ ۡش ُكُرو َن ِمن فَ ۡضِل ِۦه َولَعَلَّ 46. Dan di antara tanda-tanda kekuasan-Nya adalah bahwa Dia mengirimkan angin sebagai pembawa berita gembira dan untuk merasakan kepadamu sebagian dari rahmat-Nya dan supaya kapal dapat berlayar dengan perintah-Nya dan (juga) supaya kamu dapat mencari karunia-Nya; mudah-mudahn kamu bersyukur. Ayat-ayat diatas menunjukan bagaimana fungsi angin dapat menjalankan kapal (perahu). Andaikan bila tidak ada angin, maka kapal hanya dapat berjalan bila diberi tenaga oleh manusia dengan di dayung. Tenaga untuk berdayung berasal dari energi internal manusia yang berasal dari makanan dan minuman yang masuk kedalam tubuh manusia. Namun karena adanya angin dan perahu telah diberi layar, maka perahu dapat berjalan dengan mudahnya. Selain itu, berkat adanya angin yang merupakan rahmat dari Allah, manusia dan akalnya dapat menciptaan peralatan yang di gerakkan dengan angin, seperti kincir angin yang dapat di gunakan untuk menggiling padi atau gandum dan lain sebagainya, daun nyiur melambailambai, layar perahu nelayan terkembang, selancar air dimainkan, semua terjadi karena ada energi angin. e. Q.S. An-Nuur ayat 35 ُ نُو ُر ٱ ة ٱل ُّز َجا َجةُ ۖ ل ِم ۡصبَا ُح فِي ُز َجا َج ۡ ح ٱ ۖ ُل نُوِر ِۦه َكِم ۡش َكَٰو ٖة فِي َها ِم ۡصبَا ض َمثَ ۡر ِ ۡۡلَ َو ِت َوٱ َم َٰ ۞ٱ َّّلل ل َّس َٰ ِيَّ ٖة يَ َكا ُد ٖة ََّّل َشۡرقِيَّ ٖة َوََّل َغۡرب َر َك ٖة َزۡيتُونَ َٰ ُد ِمن َش َج َر ٖة ُّمبَ يٞ يُوقَ َها َكۡو َك ٞب ُدِ ر نَّ ٓي َكأ َزۡيتُ َه َ ا يُ ِض ۡو ُء َولَ س َل ِللنَّا ِ َٰ ۡمثَ ۡۡلَ ٱ ۡضِر ُب ٱ َّّللُ َويَ ۡهِدي ٱ َّّللُ ِلنُوِر ِهۦ َمن يَ َشآ ُء يَ َٰى نُوٖر نُّو ر َعلَ ُك لِ لَۡم تَۡم َس ۡسهُ نَاٞر ِ َوٱ َّّللُ ب َشۡي ء َعِليٞم 35. Allah (Pemberi) cahaya (kepada) langit dan bumi. Perumpamaan cahaya Allah, adalah seperti sebuah lubang yang tak tembus, yang di dalamnya

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 18 ada pelita besar. Pelita itu di dalam kaca (dan) kaca itu seakan-akan bintang (yang bercahaya) seperti mutiara, yang dinyalakan dengan minyak dari pohon yang berkahnya, (yaitu) pohon zaitun yang tumbuh tidak di sebelah timur (sesuatu) dan tidak pula di sebelah barat(nya), yang minyaknya (saja) hampir-hampir menerangi, walaupun tidak disentuh api. Cahaya di atas cahaya (berlapis-lapis), Allah membimbing kepada cahaya-Nya siapa yang dia kehendaki, dan Allah memperbuat perumpamaan-perumpamaan bagi manusia, dan Allah Maha Mengetahui segala sesuatu. Ayat di atas membicarakan mengenai cahaya Allah. Allah mengumpamakan “cahaya“ Nya sebagai sesuatu yang tidak sama dengan cahaya yang diketahui pada masa ayat ini diturunkan. digambarkan bahawa cahaya Nya ini seperti suatu ceruk (lubang/ cekungan) yang tak tembus (kamisykaatin) yang didalamnya ada pelita/ lampu dimana pelita ini berada dalam suatu kaca yang mengakibatkan kaca ini terlihat seperti bintang yang terang di langit malam. Pelita itu sendiri digambarkan seperti dinyalakan oleh minyak yang berasal dari pohon yang diberkati yaitu zaitun, dimana minyaknya menerangi tanpa tersentuh api. Dan dari gambaran ayat diatas, dijaman sekarang ini kita mengenal cahaya pelita itu adalah lampu listrik, namun lampu tersebut tidak dipanaskan menggunakan minyak dan api, tetapi menggunakan filamen dan listrik sebagai pengganti minyak dan api, dimana filamen tersebut jika dialiri listrik mampu berpendar dan bercahaya seperti bintang yang cemerlang dimalam hari. D. Bahan Bacaan 1) Usaha dan Energi Ketika kendaraan bermotor menempuh perjalanan, maka lama kelamaan bahan bakar akan habis. Bahan bakar berupa energi kimia akan diubah menjadi energi mekanik yang selanjutnya digunakan oleh mesin kendaraan untuk melakukan kerja. Posisi kendaraan dapat berpindah dikarenakan mesin melakukan gaya.

19 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum Munculnya gaya dan perpindahan mengurangi energi yang dimiliki bahan bakar. Energi yang dimiliki bahan bakar adalah besaran skalar dan hanya menyatakan jumlah (kuantitas). Sebaliknya, gaya dan perpindahan adalah besaran yang bersifat dinamik, memiliki besar dan arah. Tampak di sini bahwa energi yang merupakan besaran statik memiliki keterkaitan dengan besaran dinamik. Perubahan besaran statik (perubahan energi) melahirkan perubahan pada besaran dinamik. Energi itu dapat berubah atau diubah dari suatu macam energi menjadi energi yang lain dan sebaliknya. Sebagai contoh, orang yang mengayuh sepeda, menimbulkan energi mekanik yang diterima oleh dinamo melalui roda sepeda. Energi mekanik dari dinamo diubah menjadi energi listrik. Selanjutnya energi listrik berubah menjadi energi cahaya yang dapat menerangi jalan. Dengan demikian ternyata bahwa bermacam-macam energi dapat dipergunakan untuk tujuantujuan yang berguna. 2) Definisi Kerja Dari uraian singkat di atas maka dipandang perlu mendefinisikan suatu besaran fisika baru yang merupakan kombinasi besaran dinamik yang muncul sebagai akibat perubahan energi. Besaran tersebut kita namakan kerja dan secara matematik memiliki bentuk diferensial sebagai berikut: = ⃗. ⃗ (1.1) dengan W adalah kerja; dW adalah kerja dalam jumlah sangat kecil; ⃗ adalah gaya yang bekerja pada benda dan; ⃗ adalah elemen perpindahan benda. Jika ditulis dalam notasi skalar maka persamaan (1.1) berbentuk: dW = F dr cos θ (1.2) Dari persamaan (1.1) atau (1.2) tampak bahwa kerja hanya ada jika ada komponen gaya dan perpindahan yang sejajar. Jika gaya dan perpindahan tegak lurus maka kerja nilainya nol. Ketika satelit mengelilingi bumi dalam orbit berupa

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 20 lingkaran maka kerja yang dilakukan oleh bumi pada satelit nol karena arah gaya (ke pusat bumi)selalu tegak lurus dengan arah perpindahan satelit (menyinggung lingkaran). Dengan dr adalah panjang lintasan (jauh perpindahan benda). Contoh sederhana kasus seperti ini adalah benda yang diletakkan pada bidang miring. Tampak dari persamaan (1.2) bahwa meskipun pada sebuah benda bekerja gaya, namun jika benda tidak berpindah maka usaha yang dilakukan nol. Jika gaya dan perpindahan tegak lurus maka usaha yang dilakukan juga nol (cos θ = 0). Jika kalian memikul benda lalu berjalan di jalan yang mendatar, kalian tidak melakukan usaha. Walaupun pundak kalian melakukan gaya, dan kalian melakukan perpindahan (berjalan), tetapi arah gaya yang dilakukan pundak (ke atas) tegak lurus arah perpindahan (arah mendatar). Anda melakukan usaha saat mengangkat beban dari posisi duduk ke posisi berdiri. Dari persamaan (1.1) maka kita dapat menentukan kerja yang dilakukan untuk memindahkan benda dari posisi 1 ke posisi 2 sebagai berikut: 12 = ∫ ⃗. ⃗ ⃗ 2⃗ ⃗ 1⃗ (1.3) Di mana integral dilakukan mengikuti lintasan yang menghubungkan posisi 1 dan posisi 2. Tampak di sini bahwa kerja yang dilakukan sangat bergantung pada vektor gaya pada berbagai posisi dan bergantung pada lintasan yang ditempuh benda. Meskipun posisi 1 dan 2 sama, namun kerja yang dilakukan untuk memindahkan benda dari posisi 1 ke posisi 2 bisa berbeda jika lintasan yang ditempuh dari posisi 1 ke posisi 2 berbeda. Persamaan (1.3) harus diselesaikan secara hati-hati karena kita harus mengetahui sudut yang dibentuk oleh gaya dan perpindahan pada berbagai titik sepanjang lintasan. Kita juga harus mengetahui besar gaya pada berbagai titik sepanjang lintasan. Setelah semua informasi itu diperoleh baru kita bisa melakukan integral. Jika integral sulit dilakukan secara langsung maka kita bisa menghitung dengan metode numerik menggunakan komputer. Dan perlu diingat bahwa saat ini solusi persoalan fisika tidak harus keluar dalam bentuk rumus (sering disebut solusi analitik), tetapi juga dapat keluar dalam bentuk kurva atau

21 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum kumpulan data (sering disebut solusi numerik). Dan realitasnya adalahsangat sedikit persoalan fisika yang keluar dalam bentuk persamaan matematika. Sekarang kita akan coba terapkan persamaan (1.1) atau (1.2) pada sejumlah kasus khusus yang sederhana atau kita buat menjadi sederhana. Persoalan pertama yang akan kita bahas adalah jika gaya dan perpindahan selalu membentuk sudut konstan; kita sebut θ. Pada kasus ini maka perkalian vektor menjadi F.dr = Fdrcosθ . Dengan demikian, kerja yang diperlukan untuk memindahkan benda dari posisi 1 ke posisi 2 adalah 12 = ∫ 2 1 (1.4) Integral pada persamaan (1.4) baru dapat dilakukan setelah mengetahui bagaimana bentuk F apakah merupakan fungsi posisi, fungsi kecepatan atau lainnya. Karena beda bentuk F maka benda hasil integral yang akan diperoleh. Kasus yang lebih khusus lagi adalah jika gaya konstan. Pada kasus tersebut maka gaya dapat dikeluarkan dari integral persamaan (1.4) dan kita peroleh: 12 = ∫ 2 1 = Fs cos θ (1.5) 3) Hukum Kekekalan Energi a. Energi Potensial Karena kerja yang dilakukan oleh gaya konservatif hanya bergantung pada posisi awal dan akhir maka kita akan tertolong jika mendefinisikan suatu besaran yang namanya energi potensial. Di tiap titik dalam ruang yang mengandung medan gaya konservatif (artinya apabila benda diletakkan dalam suatu titik dalam ruang tersebut maka benda mengalami gaya konservatif) terdapat energi potensial yang bergantung pada posisi dan massa benda. Energi potensial didefinisikan sebagai berikut: Kerja yang dilakukan gaya konservatif untuk memindahkan benda dari posisi awal ke posisi akhir sama dengan selisih energi

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 22 potensial awal dan energi potensial akhir. Pernyataan ini dapat dikatakan sebagai teorema kerja-energi bentuk kedua. Misalkan benda mula-mula berada pada posisi ⃗1⃗dan berpindah ke posisi ⃗2⃗ Energi potensial saat di posisi ⃗1⃗ (⃗1⃗) Energi potensial saat di posisi ⃗2⃗ ∶ (⃗2⃗) Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif: W12 Berdasarkan definisi di atas maka 12 = (⃗1⃗) − (⃗2⃗) (1.6) Apa yang menarik dari persamaan ini? Yang menarik adalah kalua sebelumnya, untuk menentukan kerja kita melakukan proses integral pada perkalian gaya dengan elemen perpindahan. Integral tersebut bisa saja sangat rumit sehingga sulit diselesaikan. Namun, jika gaya yang bekerja adalah gaya konservatif maka kerumitan integral dapat dihindari. Kita cukup menghitung selisih energi potensial awal dan energi potensial akhir. b. Energi Potensial Gravitasi di Sekitar Permukaan Bumi Gaya gravitasi bumi termasuk gaya konservatif. Dengan demikian kita dapat mendefinisikan energi potensial gravitasi. Berikut kita turunkan energi potensial gravitasi di sekitar permukaan bumi. Kita membatasi pada daerah di sekitar permukaan bumi karena di daerah tersebut percepatan gravitasi dapat dianggap konstan. Misalkan sebuah benda berpindah dari posisi ⃗1⃗ ke posisi ⃗2⃗. Komponen vertikal dari ⃗1⃗ dan ⃗2⃗ masing-masing ℎ1dan ℎ2. Gaya gravitasi yang bekerja pada benda adalah F =-mgˆj (kita ambil arah ke atas positif sehingga gaya gravitasi diberi tanda negatif). Perpindahan benda adalah ∆⃗ = ⃗2⃗ − ⃗1⃗ Kerja yang dilakukan gaya gravitasi adalah

23 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 12 = ∫ ⃗. ⃗ ⃗2⃗ ⃗ 1⃗ = − ∫ ̂. ⃗ ⃗ 2⃗ ⃗ 1⃗ (1.7) Tetapi karena ⃗ = ̂ + ̂ + ̂ maka ̂. ⃗ = sehingga persamaan (1.7) dapat ditulis menjadi 12 = − ∫ ℎ2 ℎ1 = −[ℎ2 − ℎ1 ] = ℎ1 − ℎ2 (1.8) Berdasarkan definisi banda energi potensial bahwa kerja oleh gaya konservatif sama dengan selisih energi potensial awal dan akhir maka dengan memperhatikan persamaan (1.9) kita dapatkan energi postensial awal dan skhir sebagai berikut 1 = ℎ1 2 = ℎ2 Secara umum, benda yang berada pada ketinggian h dari permukaan bumi memiliki energi potensial gravitasi sebesar = ℎ (1.9) c. Energi Potensial Pegas Di samping energi potensial gravitasi, energi potensial lain yang dapat kita jumpai adalah energi potensial pegas. Misalkan sebuah benda diikat di ujung sebuah pegas. Benda kemudian ditarik sehingga pegas bertambah panjang sebesar x dari posisi setimbang (posisi setimbang adalah posisi ketika pegas tidak terdorong atau tertarik). Berdasarkan hukum Hooke, gaya yang dilakukan pegas pada benda memenuhi persamaan

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 24 = − di mana k disebut konstanta pegas (N/m). Tanda negatif menunjukkan bahwa arah gaya selalu berlawanan dengan arah perubahan panjang pegas. Jika pegas ditarik ke kanan melampuai posisi setimbang maka gaya pegas berarah ke kiri. Sebaliknya jika pegas ditekan kiri melampaui posisi setimbang maka gaya pegas berarah ke kanan. Gambar 2 Ketika Benda Berada Pada Posisi Setimbang (Pegas Tidak Teregang atau Tertekan) Pegas tidak melakukan gaya pada benda. Jika benda ditekan ke kiri dari posisi setimbang maka pegas mendorong benda ke arah kanan, dan sebaliknya. Sekarang kita akab menghitung kerja yang dilakukan oleh gaya pegas. Ketika pegas bertambah panjang dx maka kerja yang dilakukan pegas adalah = Kerja yang dilakukan pegas untuk menambah panjang dari x1 ke x2 adalah 1 = ∫ 2 1

25 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum = ∫ (−) 2 1 = − [ 1 2 2 ] 1 2 = − [ 1 2 2 2 − 1 2 1 2 ] = 1 2 1 2 − 1 2 2 2 Karena kerja yang dilakukan gaya konservatif sama dengan selisih energi potensial awal dan akhir maka kita dapatkan ungkapan energi potensial awal dan akhir pegas sebagai berikut (1 ) = 1 2 1 2 (2 ) = 1 2 2 2 Secara umum, energi potensial pegas yang menyipang sejauh x dari posisi setimbang adalah () = 1 2 2 (1.10) d. Energi Kinetik Jika ada kerja yang dilakukan pada sebuah benda maka benda tersebut mendapat gaya. Berdasarkan hukum II Newton maka benda memiliki percepatan yang berakibat pada perubahan kecepatan (Gambar 3). Bagaimana keterkaitan kecepatan benda dengan kerja yang terjadi pada benda? Dengan menggunakan hukum II Newton maka gaya dapat diganti dengan perkalian massa dan laju perubahan kecepatan (percepatan) sehingga kita dapat menulis persamaan

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 26 = ⃗. ⃗ = ( ⃗ ) . ⃗ = (⃗). ⃗ = ⃗. ⃗ Gambar 3 Kerja Yang Bekerja Ada Benda Mengubah Laju Benda Kerja yang dilakukan ketika benda mengalami perubahan keadaan 1 ke keadaan sembarang menjadi 12 = ∫ ⃗ • ⃗ ⃗⃗ ⃗⃗⃗⃗1⃗ (1.11) Sebelum menyelesaikan integral di atas, perhatikan kesamaan berikut ini 2 = ⃗ • ⃗ 2 = ⃗ • ⃗ + ⃗ • ⃗ = 2 ⃗ • ⃗ Atau

27 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum ⃗ • ⃗ = 1 2 ( 2 ) (1.12) Substitusi persamaan (1.11) ke dalam persamaan (1.12) kita peroleh 12 = ∫ ⃗ • ⃗ 1 Benda yang sedang bergerak memiliki energi. Ini dapat dibuktikan dengan mudah. Jika kalian tahan benda yang sedang bergerak maka kalian merasakan adanya gaya. Sebaliknya, jika benda yang sedang diam atau bergerak dengan kecepatan kecil maka kecepatannya makin besar jika diberi kerja. Pertanyaan berikutnya adalah bagaimana bentuk persamaan energi benda yang sedang bergerak? Mari kita lakukan percobaan sederhand dalam pikiran (gedanken experiment). 1. Makin besar laju benda maka makin besar gaya yang diperlukan untuk menghentikan benda. Dari sini kita simpulkan bahwa energi gerak benda berbanding lurus dengan laju pangkat bilangan positif, atau ∞ (1.13) 2. Makin besar massa benda (untuk laju yang sama) maka makin besar juga gaya yang diperlukan untuk menahan gerak benda. Dasi sini kita simpulkan bahwa energi gerak benda sebanding dengan massa benda pangkat bilangan positif, atau ∞ (1.14) Kalau dua kesebandingan di atas digabung maka energi gerak benda akan memenuhi persamaan berikut ini = (1.15)

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 28 dengan adalah konstanta lain lagi. Yang harus kita cari selanjutnya adalah konstanta γ, β , dan α. Untuk nenentukan tiga konstanta pada persamaan (1.15) kita kembali ditulis ulang sebagai 12 = 1 2 2 − 1 2 1 2 (1.16) Kerena energi secara langsung menghasilkan kerja maka dimensi energi dan kerja harus sama. Jadi, energi gerak pun harus memiliki dimensi yang sama dengan kerja. Dengan membandingkan persamaan (1.15) dan (1.16) maka dengan logis kita simpulkan α= 2 β = 1 γ = 1 2 Akhirnya kita dapatkan ungkapan energi gerak benda sebagai = 1 2 2 (1.17) Energi gerak yang diungkapkan oleh persamaan (1.17) dinamakan energi kinetik. 1) Teori Usaha Energi Kita telah mendapatkan bentuk persamaan energi kinetik yang berganding lurus dengan massa dan kuadrat kecepatan (kuadrat laju). Kalau kita kembali ke persamaan (1.15) maka kita dapat menulis kerja yang dilakukan suatu gaya memenuhi 12 = 2 − 1 Atau

29 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum = (1.18) Persamaan (1.18) menyatakan bahwa kerja yang dilakukan suatu gaya pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Ini disebut teorema kerja-energi bentuk pertama. Energi kinetik tidak pernah berharga negatif, bagaimana pun jenis gerak benda. Ini disebabkan energi kinetik merupakan fungsi kuadratik dari kecepatan atau laju. Jika laju benda bertambah dua kali lipat maka energi kinetic bertambah empat kali lipat. Energi kinetik adalah eenrgi yang dimiliki benda karena adanya gerakan. Apabila benda itu ditahan maka sebagian atau seluruh energy kinetic berubah menjadi energy bentuk lain. Akibatnya, energi kinetik berkurang kecepatan benda berkurang) atau hilang (benda berhenti). Prinsip kerja-energi dapat membantu dalam beberapa hal. Seringkali gaya yang bekerja pada benda sulit ditentukan. Lalu bagaimana bisa menentukan kerja yang dilakukan gaya tersebut? Caranya adalah dengan mengukur berapa energi kinetik awal dan akhir benda. Selisih energi kinetik tersebut (energi kinetik akhir kurang energi kinetik awal) merupakan usaha yang dilakukan gaya. 2) Momentum Momentum merupakan besaran yang merepresentasikan keadaan gerak benda. Secara matematis momentum merupakan perkalian massa dan kecepatan benda atau ⃗ = ⃗ (2.1) Tampak bahwa besar momentum ditentukan oleh massa dan kecepatan sekaligus. Kapal tanker memiliki momentum sangat besar karena massanya sangat besar. Pesawat memiliki momentum sangat besar karena kecepatannya sangat besar Momentum pada persamaan (2.1) adalah momentum yang dimiliki sebuah benda. Momentum adalah besaran vektor dengan arah persis sama dengan arah vektor kecepatan. Jika kecepatan benda memiliki komponen arah sumbu

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 30 x, y, z masing-masing vx, vy, dan vz maka momentum pun memiliki komponenkomponen = = = Sistem yang kita jumpai sehari-hari tidak terbatas pada satu benda saja. ustru lebih sering kita jumpai sistem yang terdiri dari banyak benda. Jika sistem yang kita amati disusun oleh sejumlah benda maka momentum total sistem tersebut merupakan jumlah vektor dari momentum masing-masing benda. Penjumlahan harus dilakukan secara vektor karena momentum merupakan besaran vektor. Misalkan sistem terdiri dari n benda dengan momentum masing-masing ⃗1, ⃗2, ⃗3,………., ⃗ semua benda tersebut dipandang sebagai sebuah sistem maka momentum total sistem memenuhi ⃗ = ⃗1 + ⃗2 + ⋯ + ⃗ Gambar 4 Sistem Yang Terdiri dari n Buah Benda Dengan Massa dan Kecepatan Masingmasing Jika diuraikan dalam komponen-komponennya maka kita peroleh = 1 + 2 + ⋯ + = 1 + 2 + ⋯ + = 1 + 2 + ⋯ +

31 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 3) Hukum Kekekalan Momentum Jika ada sejumlah gaya yang bekerja pada sistem maka gaya yang digunakan dalam hukum II Newton merupakan gaya total dan momentum yang digunakan juga momentum total. Hukum II Newton memiliki bentuk yang umum ⃗ = ⃗⃗ Dimana ⃗ = ∑⃗ ⃗⃗ = ∑⃗⃗ =1 Dalam menentukan gaya total pada persamaan di atas maka gaya antar anggota sistem tidak diperhitungkan karena akan saling menghilangkan. Sebagai contoh sistem kita terdiri dari dua benda. Gaya pada benda 1 oleh benda 2 dan gaya pada benda 2 oleh benda 1 merupakan gaya antar anggota sistem. Kedua gaya tersebut tidak diperhitungkan dalam menentukan gaya total. Sebab gaya pada benda 1 oleh benda 2 dan gaya pada benda 2 oleh benda 1 persis sama dan berlawanan arah sehingga saling menolkan pada saat dijumlahkan. Misalkan sistem terdiri dari dua muatan listrik. Dua muatan listrik tersebut saling menarik dengan gaya Coulumb. Tetapi karena dua benda tersebut dipandang sebagai sebuah sistem maka gaya Coulumb tersebut tidak diperhitungan. Yang diperhitungan adalah gaya dengan benda lain selain dua benda tersebut. Jika dua benda tersebut berada di bawah pengaruh gravitasi bumi maka hanya gaya gravitasi bumi yang dimasukkan dalam menghitung gaya total. Gaya total adalah jumlah gaya gravitasi bumi pada benda 1 dan benda 2.

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 32 Kasus khusus terjadi jika gaya total yang bekerja pada sistem nol. Pada kasus ini maka diperoleh ⃗⃗ = 0 Persamaan ini menyatakan bahwa selama gaya total yang bekerja pada sistem sama dengan nol maka momentum sistem selalu tetap nilainya pada saat kapanpun. Meskipun antar anggota sistem saling mengerjakan gaya, misalknya saling melakukan tumbukan, maka momentum total sistem tidak berubah selama tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem. Gaya antar sistem hanya mengubah momentum masing-masing anggota sistem, tetapi ketika dijumlahkan semua momentum tersebut maka tetap didapatkan momentum total yang nilainya konstan. Ini adalah ungkapan hukum kekekalan momentum. Momentum total sistem konstan jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem, atau ⃗⃗ = ⃗⃗ ′ di mana tanda petik menyatakan keadaan akhir dan tanpa tanda petik menyatakan keadaan awal. 4) Tumbukan Segaris Dua Benda Pada proses tumbukan apapun, momentum selalu kekal selama tidak ada gaya luar yang bekerja (gaya luar total nol). Tetapi tidak demikian halnya dengan energi kinetik. Tumbukan biasanya diikuti munculnya panas pada permukaan dua benda yang melakukan kontak. Panas tersebut berasal dari energi kinetik benda yang mengalami tumbukan. Akibatnya, setelah tumbukan terjadi, umumnya energi kinetik total lebih kecil daripada energi kinetik total sebelum tumbukan.

33 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum Pada bagian ini, kita akan analisis lebih detail tumbukan dua benda yang bergerak dalam garis lurus. Perhatikan jika tidak ada gaya luar yang bekerja maka berlaku hukum kekekalan momentum linier sehingga 11 + 22 = 11 ′ + 22 ′ (2.2) Di sini kita anggap massa benda yang mengalami tumbukan masing-masing tidak berubah. Dalam proses tumbukan, di samping kecepatan, massa masingmasing benda sebelum dan sesudah tumbukan bisa saja berubah. Energi kinetik benda sebelum dan sesudah tumbukan masing-masing. Contonya, setelah tumbukan, kedua benda bergabung, atau setelah tumbukan ada benda yang pecah. = 1 2 11 2 + 1 2 22 2 ′ = 1 2 11 ′2 + 1 2 22 ′2 Gambar 5 Dua Benda Melakukan Tumbukan Segaris

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 34 Sebelum tumbukan hanya ada energi kinetik. Setelah tumbukan ada energy kinetik dan sedikit muncul panas pada permukaan kontak. Panas itu berasal dari sebagian energi kinetik mula-mula sehingga energi kinetic setelah tumbukan lebih kecil. Dengan demikian kita dapat menulis 1 2 11 2 + 1 2 22 2 ≥ 1 2 11 ′2 + 1 2 22 ′2 atau 11 2 + 22 2 ≥ 11 ′2 + 22 ′2 Kita dapat menulis ulang persamaan (x) sebagai berikut 1 (1 − 1 ′ ) = 2 (2 ′−2 ) (2.3) Kemudian kita tulis ulang dan faktorasi sebagai berikut 1 (1 2 − 1 ′2) ≥ 2 (2 ′2 − 2 2 ) 1 (1 − 1 ′ )(1 + 1 ′ ) ≥ 2 (2 ′−2 )(2 ′+2 ) (2.4) Kita bagi persamaan (2.3) dengan persamaan (2.4) sebagai berikut 1 (1 − 1 ′ )(1 + 1 ′ ) 1 (1 − 1 ′ ) ≥ 2 (2 ′−2 )(2 ′+2 ) 2 (2 ′−2 ) atau (1 + 1 ′ ) ≥ (2 ′+2 )

35 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum atau 2 ′ − 1 ′ ≤ −(2−1 ) (2.5) Mari kita definisikan besaran baru yang bernama koefisien elastisitas sebagai berikut = − (2 ′−1 ′ ) (2−1 ) (2.6) Dari definisi koefisien elastisitas dan persamaan (6.17) kita simpulkan bahwa untuk semua jenis tumbukan dua benda berlaku ≤ 1 E. Aktivitas Pembelajaran 1) Aktivitas Pembelajaran Topik 1: Prinsip Usaha dan Energi a. Kegiatan In Learning Service-1 ( 6 JP) Aktivitas ini dilakukan secara tatap muka bersama fasilitator dan teman sejawat untuk mengkaji materi dan melakukan kegiatan pembelajaran. Langkah-langkah Kegiatan: 1) Membaca bagian pendahuluan modul untuk memahami tujuan pembelajaran dan target kompetensi guru dan peserta didik. 2) Peserta dibagi menjadi beberapa kelompok. 3) Setiap kelompok diberikan tanggungjawab untuk menelaah contoh aktivitas peserta didik dalam pembelajaran yang akan dilakukan dalam aktivitas on disesuaikan dengan daya dukung dan karakteristik peserta didik, menelaah LKPD, dan membuat instrumen penilaian HOTS. 4) Jika diperlukan, peserta dapat melakukan simulasi pembelajaran atau mengerjakan/mempraktikkan LKPD. 5) Setiap kelompok mempresentasikan hasil telaahnya.

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 36 b. Kegiatan On Job Training (4 JP) Pada kegiatan ini, setiap guru mempraktikkan pembelajaran terhadap peserta didik di madrasah masing-masing sesuai dengan perangkat pembelajaran yang telah disempurnakan pada kegiatan in-1. Contoh model pembelajaran yang dapat digunakan adalah model Discovery Learning (DL) dengan sintak: - Pemberian stimulus (Stimulation) - Mengidentifikasi masalah (Problem Statement) - Mengumpulkan data (Data Collecting) - Mengolah data (Data Processing) - Memverifikasi hasil pengolahan data (Verification) - Penarikan Kesimpulan (Generalization) 1) Kegiatan Pembelajaran Pertemuan 1 ( 2 x 45 menit) Materi: Usaha dan Energi Tabel 6 Desain Pembelajaran Topik 1 Pertemuan 1 No Aktivitas Peserta Didik Aktivitas Guru Waktu 1. Menyimak dan merespon guru. Melakukan aktivitas pendahuluan: - Menginformasikan tujuan pembelajaran. - Menginformasikan garis besar aktivitas pembelajaran yang akan dilakukan. - Menginformasikan cakupan materi secara umum. - Menyampaikan apersepsi dan motivasi, dengan memberikan pertanyaan yang membangkitkan minat peserta didik 15 menit 2. Membentuk kelompok masingmasing 4-5 orang. Membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok heterogen terdiri dari 4-5 orang. 5 menit

37 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 3. Berdiskusi untuk menentukan masalah yang berhubungan dengan Usaha dan Energi (Problem Statement) Memandu peserta didik dengan memberi pertanyaan untuk membantu peserta didik menentukan masalah. 10 menit 4. Membaca LKPD secara cermat. Membagikan LKPD. 5 menit 5 Mencari informasi dari berbagai sumber tentang usaha dan energi - Memfasilitasi peserta didik untuk berdiskusi di dalam kelompok. - Mendorong peserta didik untuk saling Mengungkapkan pendapat. - Melakukan penilaian proses pembejaran terhadap peserta didik. 20 menit 6 Berdiskusi didalam kelompok tentang usaha dan energi 7. Menyusun simpulan (Generalization) mengenai Konsep usaha dan energi. Simpulan dapat dituliskan dalam kertas karton untuk dipresentasikan dalam forum kelas. 8 Perwakilan kelompok mempresentasikan hasil diskusinya. Menfasilitasi presentasi dan terjadinya dan diskusi kelas. 20 menit 9 Menyimak dan merespon guru. Melakukan aktivitas penutup: - Melakukan verifikasi - Melakukan umpan baik - Menyampaikan penugasan untuk pertemuan berikutnya. 15 menit

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 38 2) Kegiatan Pembelajaran Pertemuan 2 ( 2 x 45 menit) Materi: Praktikum usaha dan energi Tabel 7 Desain Pembelajaran Topik 1 Pertemuan 2 No. Aktivitas Peserta Didik Aktivitas Guru Waktu 1 Menyimak dan merespon guru. Melakukan aktivitas pendahuluan: - Menginformasikan tujuan pembelajaran. - Menginformasikan garis besar aktivitas pembelajaran yang akan - dilakukan. - Menginformasikan cakupan materi secara umum. - Menyampaikan apersepsi dan motivasi, dengan memberikan pertanyaan - yang membangkitkan minat - peserta didik, misalnya menyampaikan prinsip usaha dan energi dalam kehidupan seharihari. 15 menit 2 Membentuk kelompok masing-masing 4-5 orang Membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok heterogeny terdiri dari 4-5 orang. 5 menit 3 Membaca LKPD secara cermat. Membagikan LKPD. 5 menit 4 Melakukan percobaan titrasi asam basa dan mencatat data hasil percobaan sesuai dengan LKPD (data collection) Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan percobaan sesuai dengan LKPD serta mengingatkan etika bekerja di laboratorium. 30 menit 5 Berdiskusi di dalam kelompok untuk mengolah data dan menentukan konsentrasi analit - Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan praktikum secara berkelompok. - Mendorong peserta didik untuk

39 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum sesuai LKPD (data processing) aktif bekerjasama dan berdiskusi. - Mendorong peserta didik untuk bersikap hati-hati dan objektif (menuliskan data sesuai fakta) dalam melakukan percobaan. - Melakukan penilaian proses pembelajaran terhadap peserta didik 6 Membandingkan hasil titrasi dengan literatur, atau hasil kelompok lain. Jika terjadi perbedaan yang signifikan menganalisis sebab-sebab ralatnya (Verification) 7 Menyusun simpulan (Generalization) percobaan yang dilakukan. Simpulan dapat dituliskan dalam kertas karton untuk dipresentasikan dalam forum kelas. 8 Perwakilan kelompok mempresentasikan hasil diskusinya. Menfasilitasi presentasi dan terjadinya dan diskusi kelas. 20 menit 9 Menyimak dan merespon guru. Melakukan aktivitas penutup: - Melakukan verifikasi - Melakukan umpan baik - Menyampaikan sistematika laporan praktikum dan penugasan untuk pertemuan berikutnya 15 menit 3) Kegiatan In Learning Service-2 (2 JP) Kegiatan ini dilakukan secara tatap muka bersama fasilitator dan teman sejawat untuk melaporkan dan mendiskusikan hasil kegiatan on. Agar hambatan selama pembelajaran terekam dengan baik, lakukan refleksi pelaksanaan pembelajaran dan tuliskan ke dalam lembar berikut:

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 40 Tabel 8 Refleksi Pelaksanaan Pembelajaran On Job Training Topik 1 No. Refleksi Aktivitas Peserta Didik Refleksi Aktivitas Guru Hambatan Lain 1 2 3 dst Diskusikan hambatan pelaksanaan pembelajaran Anda dengan teman sejawat untuk mendapatkan pemecahan masalah guna perbaikan pembelajaran yang akan datang. 4) Aktivitas Pembelajaran Topik 2: Momentum a. Kegiatan In Learning Service-1 ( 4 JP) Dalam aktivitas topik 2 ini, kegiatan In Learning Service-1 sama dengan aktivitas pembelajaran topik 1. Kegiatan dilakukan secara tatap muka bersama fasilitator dan teman sejawat untuk mengkaji materi dan melakukan kegiatan pembelajaran meliputi membaca modul, mendiskusikan materi ajar yang sulit atau berpeluang terjadi miskonsepsi, menyempurnaan rancangan pembelajaran, LKPD, dan menyusun instrumen penilaian proses dan hasil belajar. b. Kegiatan On Job Training (2 JP) Pada kegiatan ini, Anda mempraktikkan pembelajaran terhadap peserta didik di madrasah masing-masing sesuai dengan perangkat pembelajaran yang telah disempurnakan pada kegiatan in-1 Contoh model pembelajaran yang dapat digunakan adalah model Discovery Learning (DL) dengan sintak: - Pemberian stimulus (Stimulation) - Mengidentifikasi masalah (Problem Statement) - Mengumpulkan data (Data Collecting)

41 Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum - Mengolah data (Data Processing) - Memverifikasi hasil pengolahan data (Verification) - Penarikan Kesimpulan (Generalization) Kegiatan Pembelajaran ( 2 x 45 menit) Materi: Momentum, Impuls dan Tumbukan Tabel 9 Desain Pembelajaran Topik 2 Pertemuan 1 No. Aktivitas Peserta Didik Aktivitas Guru Waktu 1 Menyimak dan merespon guru. Melakukan aktivitas pendahuluan dalam pembelajaran: - Menginformasikan tujuan pembelajaran. - Menginformasikan garis besar aktivitas yang akan dilakukan. - Menginformasikan cakupan materi secara umum. - Menyampaikan apersepsi dan motivasi, dengan memberikan pertanyaan yang membangkitkan minat peserta didik, misalnya: “apa yang terjadi jika terjadi tabrakan antara sepeda dan mobil yang bergerak berlawanan dengan kelajuan sama. Mana yang mengalami dampak kerusakan lebih besar? Mengapa demikian? 15 menit 2 Membentuk kelompok masingmasing 4-5 orang. Membagi peserta didik menjadi beberapa kelompok heterogen terdiri dari 4-5 orang. 5 menit 3 Membaca LKPD secara cermat. Membagikan LKPD. 5 menit

Unit Pembelajaran 3 : Usaha, Energi dan Momentum 42 4 Melakukan percobaan tumbukan dan mencatat data hasil percobaan sesuai dengan LKPD (Data collection) Menginstruksikan peserta didik untuk melakukan percobaan sesuai dengan LKPD 3. 30 menit 5 Berdiskusi di dalam kelompok untuk mengolah data sesuai LKPD (Data processing) - Memfasilitasi peserta didik untuk melakukan praktikum secara berkelompok. - Mendorong peserta didik untuk aktif bekerjasama dan berdiskusi. - Mendorong peserta didik untuk bersikap hati-hati dan objektif (menuliskan data sesuai fakta) dalam melakukan percobaan. - Melakukan penilaian proses pembelajaran terhadap peserta didik. 6 Membandingkan hasil eksperimen tumbukan dengan literatur (Verification)