Materi Ajar Energi dan Usaha - Nur Rias

materi ajar

ENERGI DAN USAHA

PROYEK IPAS

SMK Kelas X Semester 1

Oleh: Nur Rias Fitriani, S.Pd.Si.

PROGRAM PROFESI GURU
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2022

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, sebagai pencipta
dan pemelihara alam semesta, karena rahmat dan hidayahnya penulis dapat
menyusun materi ajar pembelajaran IPA " ENERGI DAN USAHA" untuk siswa
SMK ini.
Ilmu pengetahuan alam merupakan cabang ilmu pengetahuan yang berawal
dari fenomena alam. IPA berhubungan dengan cara mencari tahu alam secara
sistematis, sehingga belajar IPA bukan hanya belajar tentang kumpulan
pengetahuan yang berupa fakta-fakta, konsep-konsep, atau prinsip- prinsip saja
tetapi juga merupakan suatu proses penemuan. Oleh karena itu, dengan
hadirnya modul pembelajaran IPA ini diharapkan dapat membantu siswa dalam
melakukan penelitian berdasarkan fenomena yang ada.

Materi ajar IPA ini disusun merupakan produk modul PPG dalam jabatan
yang dipersiapkan Pemerintah dalam rangka membekali guru dengan
kompetensi profesional. Materi ajar ini disusun berdasarkan tuntutan kurikulum
dimana peserta didik dilatih untuk belajar menemukan jawaban sendiri atas
masalah yang dipertanyakan.

Dengan segala kerendahan hati, penulis mengharapkan saran dan kritik dari
semua pihak. Penulis mengucapkan terimakasih atas bantuan saran perbaikan
yang dapat membantu menyusun naskah materi ajar ini. Semoga materi ajar ini
memenuhi harapan kita semua.

Brebes, 28 November 2022



Penulis

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ………………………………………………………………………………………………………………………… i
KATA PENGANTAR ……………………………………………………………………………………………………………………….. ii
DAFTAR ISI …………………………………………………………………………………………………………………………………… iii
PENDAHULUAN ……………………………………………………………………………………………………………………………. iv
CP & ATP.......…………………………………………………………………………………………………………………………………. v
PETA KONSEP PEMBELAJARAN …………………………………………………………………………………………………….. vi
KEGIATAN BELAJAR ……………………………………………………………………………………………………………………… 1

Perubahan, Bentuk,Sifat, Fungsi dan Contoh dari Energi ……..………………………………………........... 1
Menghitung Energi dan Usaha………………………………………………………………………….....………………….. 5
RANGKUMAN MATERI ………………………………………………………………………………………………………………… 10
EVALUASI ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 11
REFLEKSI …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 12
GLOSARIUM ………………………………………………………………………………………………………………………………… 13
DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………………………………………………………..…………… 14

iv

PENDAHULUAN

DESKRIPSI SINGKAT

Bahan ajar ini disusun merupakan produk modul PPG dalam jabatan yang dipersiapkan
Pemerintah dalam rangka membekali guru dengan kompetensi profesional. Pada bahan
ajar ini, anda akan mempelajari konsep energi dan menghitung besarnya energi dan
usaha.

RELEVANSI

Modul ini dirancang untuk memperkuat kompetensi peserta didik dari segi pengetahuan,
keterampilan dan sikap secara utuh. Proses pencapainnya melalui pembelajaran yang
dirangkai sebagai suatu kesatuan yang saling mendukung pencapaian tujuan pembelajran.
Pada modul ini kita akan membahas materi tentang energi dan usaha.
Modul ini disusun menjadi 2 kegiatan belajar yaitu sebagai berikut:
Kegiatan Belajar 1 : Perubahan, Bentuk,Sifat, Fungsi dan Contoh dari Energi
Kegiatan Belajar 2 : Menghitung Energi dan Usaha

PANDUAN BELAJAR

Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam mempelajari modul ajar ini, antara lain:
1. Kamu diharapkan untuk mempelajari materinya mulai dari awal sampai akhir, jangan

lupa mnegerjakan setiap aktivitas pada tiap-tiap Kegiatan Belajar
2. Tanyakan pada guru apabila kamu menemui kesulitan dalam memahami materi dalam

modul ini.
3. Di akhir pembelajaran Kamu diminta untuk menyelesaikan soal-soal latihan dan soalsoal

tes yang telah tersedia
4. Carilah sumber-sumber referensi lain untuk memperkaya pemahaman kamu tentang

materi ajar ini.

v

CP DAN TUJUAN

PEMBELAJARAN

Capaian Pembelajaran (CP)

Menjelaskan fenomena secara ilmiah
Peserta didik diharapkan dapat memahami pengetahuan ilmiah dan menerapkannya; atau membuat prediksi
sederhana disertai dengan pembuktiannya.Peserta didik menjelaskan fenomena-fenomena yang terjadi di
lingkungan sekitarnya dilihat dari berbagai aspek seperti makhluk hidup dan lingkungannya; zat dan
perubahannya; energi dan perubahannya; bumi dan antariksa; keruangan dan konektivitas antar ruang dan
waktu; interaksi, komunikasi, sosialisasi, institusi sosial dan dinamika sosial; serta perilaku ekonomi dan
kesejahteraan. Peserta didik juga mengaitkan fenomena-fenomena tersebut dengan keterampilan teknis pada
bidang keahliannya.

Mendesain dan mengevaluasi penyelidikan Ilmiah
Peserta didik dapat menentukan dan mengikuti prosedur yang tepat untuk melakukan penyelidikan ilmiah,
menjelaskan cara penyelidikan yang tepat bagi suatu pertanyaan ilmiah, serta diharapkan dapat
mengidentifikasi kekurangan atau kesalahan pada desain percobaan ilmiah.

Menerjemahkan data dan bukti-bukti secara ilmiah
Peserta didik dapat menerjemahkan data dan bukti dari berbagai sumber untuk membangun sebuah argumen
serta dapat mempertahankannya dengan penjelasan ilmiah. Peserta didik diharapkan dapat mengidentifikasi
kesimpulan yang benar diambil dari tabel hasil, grafik, atau sumber data lain. Peserta didik merencanakan
dan melaksanakan aksi sebagai tindak lanjut, mengkomunikasikan proses dan hasil pembelajarannya,
melakukan refleksi diri terhadap tahapan kegiatan yang dilakukan.

Tujuan Pembelajaran

Pertemuan 1:
Peserta didik dapat menjelaskan konsep energi melalui diskusi dengan benar
Peserta didik dapat menjelaskan bentuk-bentuk energi melalui diskusi dengan benar
Peserta didik dapat menjelaskan macam-macam perubahan energi melalui virtual lab
Peserta didik dapat mempresentasikan laporan hasil pengamatan tentang perubahan bentukenergi

Pertemuan 2:
Peserta didik dapat menjelaskan konsep usaha, energi potensial, energi kinetik, dan energi mekanik
melalui diskusi dengan benar
Peserta didik dapat menghitung usaha, energi potensial, energi kinetik, dan energi mekanik melalui
diskusi dengan benar

vi

PETA KONSEP

1

KEGIATAN BELAJAR 1

Perubahan, Bentuk,Sifat, Fungsi dan
Contoh dari Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan suatu tindakan atau pekerjaan (usaha). Kata “Energi” berasal dari bahasa yunani yaitu “ergon”
yang berarti kerja. Dalam melakukan sesuatu kita selalu memanfaatkan energi. Satuan Internasional untuk energi ialah Joule (J), satuan
tersebut dapat digunakan untuk menghormati james Presscot Joule serta percobaannya dalam persamaan mekanik panas. Satuan lain
untuk energi ialah Kalori (Kal).

Hubungan antara Joule dengan Kalori , ialah sebagai berikut:
• 1 kalori = 4,2 Joule atau 1 Joule = 0,24 kalori
• Hubungan Joule dengan Satuan Internasional Dasar lain :
• 1 Joule = 1 Newton-Meter dan 1 Joule = 1kg m2 s-2

Hukum Kekekalan Energi

Seperti yang kita ketahui bahwa energi memiliki suatu hukum yang sering disebut dengan hukum kekekalan energi. Bunyi dari hukum
kekekalan energi adalah energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu
ke bentuk yang lainnya (Hukum I Termodinamika).

Macam dan Bentuk Energi



Energi yang paling besar adalah energi matahari. Energi panas dari sinar matahari memiliki banyak manfaat bagi kehidupan di muka bumi
ini. Manfaat energi matahari dapat dirasakanoleh manusia yaitu dapat dimanfaatkan untuk mengeringkan pakaian,untuk menghangatkan
ruangan,sebagai penghangat tubuh, untuk mengeringkan hasil pertanian seperti padi, kopi, cengkeh, untuk pembengkit tenaga listrik. Selain
dapat bermanfaat bagi manusia energi matahari juga bermanfaat bagi tumbuhan yang memiliki klorofil untuk dapat melakukan proses
pembuatanan makanan atau proses fotosintesis.

Energi adalah sebuah kebutuhan manusia yang sangat vital. Kehidupan manusia memang tak bisa lepas dari teori energi. Salah satu
energi yang sering digunakan adalah energi bumi dan juga listrik. Akan tetapi, jika energi minyak bumi akan habis jika digunakan secara terus
menerus.Hal ini dikarenakan minyak bumi merupakan salah satu sumberenergi tak terbarukan. Oleh sebab itu, manusia membutuhkan energi
ramah lingkungan yang bebas polusi dan merusak alam untuk mendapatkannya. Energi ramah lingkungan sendiri merupakan energi yang
pemanfaatannya tidak memberikan dampak buruk bagi kondisi lingkungan.
Energi alternatif sendiri ada banyak jenisnya. Apa saja macam-macam energi alternatif itu berikut beberapa diantaranya :

1. Energi Mekanik

gambar 1. energi mekanik
sumber: https://sumber.belajar.kemdikbud.go.id

2

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi Mekanik dibagi lagi menjadi dua, yaitu :
a. Energi Potensial

adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda pada suatu tempat (kedudukan) tertentu. Dari kedudukan atau tempat itu ia dapat
melakukan usaha. Oleh karena itu energi potensial disebut juga energi tenaga tempat. Sebagimana contohnya adalah sebuah bola
diangkat ke atas kemudian dilepaskan maka bola akan jatuh lagi ke bawah (kedudukan semula). Jadi bola yang telah diangkat ke atas tadi
juga memiliki energi potensial
Ep = Energi Potensial (Joule) m = Massa (kg)
g = Gravitasi (m/s2) h = Ketinggian (m)
b. Energi Kinetik

adalah Energi yang dimiliki suatu benda karena pergerakan atau kelajuannya. Energi kinetik secara jelas dapat diartikan sebagai suatu
kemampuan untuk melakukan usaha agar bisa menggerakkan benda dengan massa tertentu hingga mencapai suatu kecepatan tertentu.
Semakin tinggi kecepatan suatu benda maka semakin besar pula energi kinetiknya. Contohnya adalah ketika sebuah mobil melaju,semakin
kencang kecepatanmobil tersebut, maka semakin pula energi kinetiknya. Secara fisika, rumus energi kinetikadalah sebagai berikut:
Ek = Energi Kinetik (Joule) m = Massa (kg)
v = Kecepatan (m/s)
Energi Mekanik = Energi Potensial + Energi Kinetik
2. Energi Bunyi

gambar 2. energi bunyi
sumber: http://rumusrumus.com
Energi Bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getaran partikel-partikel udara di sekitar sumber bunyi. Sebenarnya setiap terjadinya
getaran pada suatu benda pasti terdapat energi bunyi, namun tidak semua bunyi tersebut akan terdengar. Semakin kuat getarannya,
semakin besar pula energi bunyi yang dihasilkan.
Contohnya adalah ketika bermain gendang, semakin kuat gendang dipukul, otomatis semakin besar getarannya, dan semakin besar bunyi
yang dihasilkan.

3. Energi Panas (Kalor)

gambar 3. energi kalor
sumber: https://www.gurupendidikan.co.id

Energi Panas adalah energi yang terjadi karena pergerakan internal partikel penyusun dalam suatu benda. Energi panas merupakan
energi yang berpindah dari suatu partikel yang bersuhu tinggi ke partikel bersuhu lebih rendah, dimana matahari merupakan sumber energi
panas yang paling besar. Energi panas dapat berpindah melalui tiga cara, yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi.
Contoh sederhana dari energi panas adalah ketika memanaskan air dengan api, suhu dari api akan berpindah ke air sehingga membuatair
dapat mendidih.

3

4. Energi Cahaya

gambar 4. energi cahaya
sumber: https://4.bp.blogspot.com

Energi Cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh gelombang elektromagnetik. Contohnya adalah ketika cahaya dari lampu, semakin
jauh kita dari sumber cahaya maka semakin sedikit pengaruh cahaya tersebut terhadap penglihatan.
5. Energi Kimia

gambar 5. energi kimia
sumber: https://wikielektronika.com

Energi Kimia adalah energi yang dihasilkan karena adanyainteraksi secara kimia dari reaksi kimia yang terjadi.Contoh
sederhananya adalah Makanan yang masuk ke dalam tubuh memiliki unsur kimia dan akan mengalami reaksi kimia agar dapat
dimanfaatkan oleh tubuh, nah saat proses reaksi kimia juga terjadi energi kimia.
6. Energi Nuklir

gambar 6. energi nuklir
sumber: https://cdn.idntimes.com

Energi Nuklir adalah energi yang dihasilkan dari reaksi inti oleh bahan radioaktif. Energi ini dihasilkan oleh inti atom yang
membelah atau dua inti atom yang menyatu. Pembelahan atau penyatuan inti atom akan menghasilkan energi yang sangat besar
karena terjadi perubahan pada inti atom. Contohnya adalah penggunaan bom nuklir.

Fungsi dan Manfaat Energi Sehari-hari

Dari hukum kekekalan energi di atas apabila energi dapat dirubah ke dalam bentuk energi lainnya maka energi tersebut akan
dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Perubahan energi yang paling banyak bisa dimanfaatkan adalah perubahan dari
energi listrik dirubah ke dalam bentuk energi yang lainnya.

Contoh perubahan energi itu antara lain :
1. Energi kimia menjadi energi gerak (mekanik),makanan yang kita makan diolah melalui reaksi kimia menjadi sumber energi untuk

beraktivitas
2.Energi listrik menjadienergi panas penggunaan setrika untuk menggosok pakaian
3.Energi listrik menjadi energibunyi penggunaan bel untuk menghasilkan bunyi
4.Energi listrik menjadi energi gerak mekanik penggunaan kipas angin
5.Energi gerak (mekanik) menjadienergi panas gesekkandua benda secara terus menerusmenghasilkan panas
6.Energi cahaya menjadi energi kimia, pemanfaatan cahaya matahari sebagaibahan dasar dalam proses fotosintesis oleh tumbuhan.

4

Sifat Energi

1.Transformasi energi,energi bisa diubah dalam bentuk lain. Sebagaiconohnya energi panas pembakaran menjadi energi mekanik
mesin.

2.Transfer energi, energi panas dari suatu material atau tempat dapat di transferkan ke tempat atau metrial lain. Sebagai contoh
pemanasan air pada panci, dengan energi panas yang berasal di api ditransferkan melalui material panci sehingga memanaskan
air dan setelah melalui titik didih air, maka air akanmenguap.

3.Energi dapat dipindahkan, dari benda lain oleh suatu gaya yang menyebabkan pergeseran. Dalam hal ini sering disebut dengan
energi mekanik.

4.Energi adalah kekal, energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan.

Perubahan Bentuk Energi

Energi dapat berubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi lainnya. Suatu bentuk energi akan terlihat manfaatnya
setelah berubah bentuk menjadi bentuk energi yang lain. Beberapa contoh perubahan bentuk energi adalah sebagai berikut·

Perubahan energi kimia menjadi energi gerak
Contohnya :bensin dan solar digunakan sebagai bahan bakar yang dapat menjadikan mobil bergerak.

Perubahan energi gerak menjadi energi panas
Contoh: kedua tangan yang digosokkan akan terasa hangat.

Perubahan energi gerak menjadi energi bunyi
Contoh: saat kita bertepuk tangan akan terdengar bunyi.

Perubahan energi panas menjadi energi gerak
Contoh: kertas yang dibentuk spiral akan berputar saat dipanaskan di atas lilin.

Perubahan energi kimia menjadi energi panas
Contoh : energi dari makananyang menghasilkan panas setelah dimakan.

Perubahan energi listrik menjadi energi cahaya
Contoh : lampu neon, lampu pijar, televisi

Energi listrik menjadi energi panas
Contoh : setrika, magic jar, solder, dispenser dan oven.

Energi listrik menjadi energi gerak
Contoh : Kipas angin, Mixer, bor listrik dan Mesin cuci.

Energi gerak menjadi energi listrik
Contoh : Kincir angin, generator.

Energi listrik menjadi energi bunyi Contoh : Bel listrik,klakson mobil.

Energi dapat diubah menjadi energi yang setara, tetapi energi itu tidak dapat dimusnahkan dan juga tidak dapat dibuat.Hal ini disebut
hukum kekekalan energi. Albert Einstein mengemukakan pendapatnya tentang hukum kekekalan materi dan energi,bahwa pada
waktunya orang dapat mengubah unsur menjadi energi dan sebaliknya energi menjadi unsur kembali. Para ahli menegaskan
pendapat Einstein dengan mengemukakan bahwa unsur dan energi adalah dua macam bentuk yang berlainan, maka tetap berlaku
hukum kekekalan. Bahwa untuk energi dapat diubah dari yang satu ke yang lain, tetapi jumlah akhir adalah tetap.

5

KEGIATAN BELAJAR 2

Menghitung energi dan usaha

Menghitung energi

1 energi POTENSIAL

Pernahkah kamu melihat buah
kelapa jatuh dari pohonnya?
(seperti gambar 7 disamping)
Apa yang menyebabkan buah
yang matang dapat jatuh
kebawah ?

gambar 7. energi potensial
sumber: https://docplayer.info

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan. Sebagai
contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial, jika batu kita lepas
maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak ke bawah atau jatuh. Jika jatuhnya batu mengenai tanah lembek
maka akan terjadi lubang, batu yang kita angkat lebih tinggi maka energi potensial yang dimiliki batu lebih besar
pula sebagai akibat lubang yang terjadi lebih dalam. Jika massa batu lebih besar energi yang dimiliki juga lebih
besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi, energi ini disebut energi potensial
bumi.

Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat
dirumuskan:

Ep = m.g.h

Keterangan :
m : massa benda (kg)
g : kecepatan gravitasi bumi (m/s2)
h : ketinggian benda (m)
Ep : energi potensial (kg m/s2) /Joule
Selain energi potensial gravitasi terdapat juga energi potensial elastis. Energi ini dimiliki benda yang memiliki
sifat elastis, misalnya karet, busur panah dan pegas.

6

Contoh Soal:

Buah durian tergantung pada tangkai pohonnya setinggi 8 meter, jika massa durian 2 kg dan percepatan
gravitasi 10 N/kg, berapa energi potensial yang dimiliki durian tersebut ?

Penyelesaian :

Diketahui :
h = 8 meter
m = 2 kg
g = 10 N/kg

Ditanyakan : Ep = ……… ?

Jawab :
Ep = m.g.h
Ep = 2 kg. 10 N/kg. 8 m
Ep = 160 Nm
Ep = 160 J

Jadi energi potensial yang dimiliki oleh buah durian adalah 160 joule

2. energi KINETIK

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin
besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang
dimilikinya. Secara matematis dapat dirumuskan:

Keterangan:
Ek : energi kinetik (Joule)
m : massa benda (kg)
v : kecepatan benda (m/s)

Contoh Soal:

Sebuah mobil yang massanya 1000 kg bergerak dengan kecepatan 15 m/s. Berapa energi kinetik yang dimiliki
mobil tersebut ?

Penyelesaian :

Diketahui :
m = 1000 kg
v = 15 m/s
Ditanyakan : Ek = ……… ?

Jawab :
Ek = ½ m.v2
Ek = ½ 1000 kg.(15 m/s)2
Ek = ½ 1000 kg.225 m2/s2
Ek = 112500 kg m2/s2

Jadi energi kinetik yang dimiliki oleh mobil tersebut adalah 112500 joule.

7

3. energi mekanik

Saat benda jatuh, makin
berkurang ketinggiannya makin
kecil energy potensialnya,
sedangkan energi kinetiknya makin
besar. Ketika benda mencapai titik
terendah, energi potensialnya
terkecil dan energy kinetiknya
terbesar. Mengapa demikian?

Gambar 7. Bola yang jatuh dari ketinggian h
sumber : Sarwono,2009 : 89




Perhatikan Gambar 7 diatas ! Ketika sebuah bola berada pada ketinggian h, maka energi potensial di titik A adalah
EpA = m · g · h, sedangkan energi kinetiknya EkA =1/2mv2. Karena v = 0, maka Ek A = 0. Jumlah antara
energi potensial di titik A dan energi kinetic di titik A sama dengan energi mekanik. Besarnya energi mekanik adalah

EMA = EpA + EkA
= mgh + 0
= mgh



Pada titik B energy kinetiknya sudah bekerja senilai ½ mv2. Sedangkan energy potensial sebesar m g (h-h1). Maka
energy mekaniknya adalah

EMB = EpB + EkB

= mg(h-h1) + 1/2mv2



Berdasarkan perhitungan menunjukkan energi
mekanik di titik A besarnya sama dengan energi mekanik di titik B

(EMA = EMB). Jadi, dapat disimpulkan bahwa jumlah energi mekanik benda yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi
adalah tetap.

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi
potensial dan energi kinetik.

Sebuah benda yang massanya 2 kg dilepas dari ketinggian 10 m di atastanah (A). Jika diketahui g = 10 m/s2, maka
hitunglah kecepatan benda ketika mencapai tanah (B) dan kecepatan benda ketika berada di tengah antara tinggi
semula dan tanah (C) !
Diketahui : m= 2 kg
g = 10 m/s2
h = 10 m
Ditanyakan : a. v akhir = ....?
Jawab :

EmA = EmB
1/2mva2 + m g ha = 1/2mvb2 + m g hb

0 + 2 . 10 . 10 = ½ 2 vb2 + 0
200 = vb2
vb = =10 m/s

8

Menghitung USAHA

Perhatikan gambar disamping!
Perubahan energi terjadi ketika usaha sedang dilakukan.
Misalnya, ketika Anda melakukan usaha dengan mendorong
meja hingga meja tersebut bergeser. Pada saat proses usaha
sedang berlangsung, sebagian Energi Kimia yang tersimpan
dalam tubuh Anda diubah menjadi energi mekanik. Di sini
Anda berfungsi sebagai pengubah energi (converter energi).

gambar 8. mendorong meja
sumber: https://3.bp.blogspot.com

Usaha adalah hasil kali besar gaya yang searah perpindahan dengan perpindahan. Secara matematis usaha dapat
dirumuskan sebagai berikut:

Selain joule satuan usaha adalah erg.

W=F·s

Keterangan:
W : usaha (Joule)
F : gaya yang beraksi pada benda (Newton)
s : jarak pergeseran (meter)

gambar 9. Perpindahan benda dengan tali membentuk sudut
sumber: sarwono,2009 :79

Perhatikan gambar 3 diatas ! Sebuah gaya F bekerja pada balok dengan membentuk sudut θ terhadap lantai
sehingga balok berpindah sejauh s. Karena balok mengalami perpindahan, maka terjadi usaha. Berdasarkan definisi
usaha di atas, besarnya usaha yang terjadi dapat dinyatakan sebagai berikut :

W = F · s cos

9

Contoh Soal:
Berapa usaha yang dilakukan untuk mendorong mobil dengan gaya 200 N sejauh 5 meter ?

penyelesaian :
Diketahui :
F = 200 N
s=5m
Ditanyakan : W = ……… ?
Jawab : W = F.s
W = 200 N . 5 m
W = 1000 Nm
W = 1000 joule
Jadi usaha yang dilakukan sebesar 1000 J.

contoh soal:

Gaya sebesar 25 N membentuk sudut 60° pada bidang horizontal bekerja terhadap benda sehingga
benda berpindah sejauh 10 m. Hitunglah usaha yang dilakukan gaya tersebut!

Diketahui : F = 25 N
θ = 60°
s = 10 m
Ditanyakan : W = ...?
Jawab :
W = F cos

= 25 · cos 60° · 10
= 25 ·0,5· 10 = 125 J
Jadi, besarnya usaha yang dilakukan adalah 125 J.

10

rangkuman




Seperti yang kita ketahui bahwa energi memiliki suatu hukum yang sering disebut dengan hukum kekekalan energi.
Bunyi dari hukum kekekalan energi adalah energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi
dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk yang lainnya (Hukum I Termodinamika).

Energi dapat berubah dari bentuk energi yang satu ke bentuk energi lainnya. Suatu bentuk energi akan terlihat
manfaatnya setelah berubah bentuk menjadi bentuk energi yang lain. Beberapa contoh perubahan bentuk energi
adalah sebagai berikut·

Perubahan energi kimia menjadi energi gerak
Contohnya :bensin dan solar digunakan sebagai bahan bakar yang dapat menjadikan mobil bergerak.

Perubahan energi gerak menjadi energi panas
Contoh: kedua tangan yang digosokkan akan terasa hangat.

Perubahan energi gerak menjadi energi bunyi
Contoh: saat kita bertepuk tangan akan terdengar bunyi.

Perubahan energi panas menjadi energi gerak

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan.

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya.

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi
potensial dan energi kinetik.

11

evaluasi

1. Jarum jam dikatakan berfungsi jika terjadi perubahan….

A.Gerak-listrik-kimia
B.Listrik-gerak-kimia
C.Kimia-listrik-gerak
D.Listrik-kimia-gerak
E.Gerak-kimia-listrik

2. Benda yang bermassa 700gram dilempar ke atas hingga mencapai ketinggian 9 m. Perubahan energi potensial benda ketika berada pada ketinggian 5 m
( g = 10 m/s2 ) adalah....

A.28 J
B.35 J
C.42 J
D.54 J
E.63 J

3. Sebuah benda 1kg dilempar ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Besar energi kinetik benda pada saat mencapai ketinggian 20 m dari permukaan
tanah sebesar .......

A.100 J
B.200 J
C.400 J
D.600 J
E.800 J

4. Seseorang yang mendorong sebuah benda, tetapi benda tidak bergerak. maka usaha yang dilakukan anak tersebut sebesar...

A.W = F sin θ .s
B.W = 0
C.W = F.s
D.W = Fcos θ .s
E.W = m.g.h

5. Pilihlah kondisi energi yang sesuai dengan pernyataan berikut. Sebuah durian jatuh dari pohonnya hingga ke tanah

A.Energi Kinetik menurun
B.Energi Kinetik meningkat
C.Energi Potensial menurun
D.Energi Potensial meningkat
E.Jumlah Energi Kinetik dan Energi Potensial tetap sama

KUNCI JAWABAN
1. C
2. A
3. E
4. D
5. D

12

refleksi

13

GLOSARIUM

Energi adalah properti fisika dari suatu objek, dapat berpindah melalui interaksi
fundamental, yang dapat diubah bentuknya namun tak dapat diciptakan
maupun dimusnahkan

Energi kinetik adalah energi yang dipunyai benda karena geraknya. Semakin tinggi kecepatan
benda bergerak, maka semakin besar pula energi yang dimilikinya.

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena posisinya terhadap suatu acuan
Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik

terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.
Usaha adalah hasil kali besar gaya yang searah perpindahan dengan perpindahan

14

DAFTAR PUSTAKA

Sagendra, Berti. 2022. Proyek IPAS Ilmu Pengetahuan Alam dan Sosial Rumpun Teknologi untuk SMK/MAK Kelas X. Semarang: Erlangga
Sarwono, dkk.2009. Fisika 2 Untuk SMA Dan MA Kelas 12. Jakarta : Departemen

Pendidikan Nasional.
https://3.bp.blogspot.com/-fsvud12VGug/Wy1Pu-py-II/AAAAAAAAExw/3c0bX6qQHN04W5PjHNBOpowiadk4sKT5ACLcBGAs/s1600/ilustrasi-hukum

2-newton.png, diakses pada tanggal 28 November 2022
https://www.gurupendidikan.co.id/pengertian-energi/ https://sumber.belajar.kemdikbud.go.id/repos/FileUpload/Energi%20Mekanik-BPSMG/medi

/index2.png, diakses pada tanggal 28 November 2022
http://rumusrumus.com/wp-content/uploads/2017/07/Contoh-Sumber-Energi-Bunyi.png, diakses pada tanggal 28 November 2022
https://4.bp.blogspot.com/-MkLQfjg3UN4/WXBAFs3xbUI/AAAAAAAAQEk/OUeDg_y0DD088iThR0KHxfQFoYfQD1-gACLcBGAs/s160

/pengertian%2Benergi%2Bdan%2Bbentuk%2Bbentuk%2Benergi.png, diakses pada tanggal 28 November 2022
https://wikielektronika.com/wp-content/uploads/2021/02/pengertian-baterai.jpg, diakses pada tanggal 28 November 2022
https://cdn.idntimes.com/content-images/community/2018/03/renner-branchen-nukleartechnik

47cd4e6722b0dc252d1f11e33a942eb1_600x400.jpg, diakses pada tanggal 28 November 2022
https://docplayer.info/docs-images/113/207910090/images/181-1.jpg, diakses pada tanggal 28 November 2022
https://www.academia.edu/42648175/Modul_usaha_dan_energi, diakses pada tanggal 28 November 2022