MODUL IV

MENERAPKAN KONSEP USAHA, DAYA DAN ENERGI

SK : Menerapkan Konsep Usaha, Daya Dan Energi

KD :

1. Menguasai Konsep Usaha/ Daya Dan Energi
2. Menguasai Hukum Kekekalan Energi
3. Menghitung Usaha/ Daya dan Energi

1. Deskripsi

Modul siswa tentang usaha "Usaha, Energi dan Daya" ini terbagi dalam tiga kegiatan belajar. Materi yang dipelajari dalam setiap kegiatan belajar adalah sebagai berikut :

1. Kegiatan belajar 1 Energi membahas tentang energi potensial gravitasi dan energi kinetik
2. Kegiatan belajar ke 2 Usaha membahas mengenai hubungan usaha dan energi kinetik, hubungan usaha dan energi potensia, energi mekanik dan hukum kekekalan energi mekanik
3. Kegiatan belajar 3 tentang daya dan efisiensi

Setelah mempelajari modul ini kompetensi yang diharapkan tercapai adalah siswa dapat menerapkan konsep Usaha, Energi dan Daya dalam memecahkan permasaqlahan yang berhubungan dengan penggunaan hasil kerja di bengkel.

2. Petunjuk Penggunaan Modul

Penjelasan bagi siswa

1. bacalah modul ini secara berurutan dan pahami benar isi dari setiap subkompetensinya

2. setelah anda mengisi cek kemampuan, apakah anda termasuk kategori orang yang perlu membaca modul ini

3. agar kompetensi anda dapat bekembang sesuai dengan standar, lakukanlah semua tugas-tugas yang terdapat di dalam modul ini

4. buatlah rencana belajar anda sesuai dengan format yang ada didalam modul ini

5. lakukan kegiatan belajar untuk mendapatkan kompetensi sesuai dengan kegiatan belajar yang sudah anda susun

6. pada saat mengerjakan lembar latihan, jangan menanyakan pada orang lain sebelum anda menyelesaikan

7. kerjakan lembar latihan untuk pembentukan psikomotorik skills

8. anda dapat melanjutkan kemodul berikutnya setelah menunjukan kemampuan yang diisyaratkan dalam modul ini

Peran Guru

1. Membantu siswa dalam merencanakan proses belajar

2. Membimbing siswa melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap pelatihan

3. Membantu siswa dalam memahami konsep, contoh soal dan pertanyaan siswa

4. membantu siswa dalam menentukan dan mengakses sumber tambahan lain

5. mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok

6. melasanakan penilaian

7. menjelaskan kepada siswa mengenai bagian yang perlu untuk dibenahi

8. mencatat pencapain kemajuan siswa

3. Tujuan Akhir

Spesifikasi kinerja yang diharapkan dpat dikuasai oleh siswa setelah mengikuti seluruh kegiatan belajar adalah :

1. menghitung energi kinetik dan energi potensial
2. menghitung usaha, dan
3. menghitung daya dan efisiensi

berdasarkan spesifikasi diatas, kemungkinan aplikasi konsep usaha, energi dan daya dalam dunia kerja diantaranya untuk menyelesaikan persoalan-persoalan yang berkaitan dengan perhitungan daya dan efisiensinya pada instalasi sistem jaringan komputer

4. Cek Kemampuan

Berilah tanda cek (√) pada kolom ya atau tidak yang tersedia sesuai dengan apa yang anda pahami

No	Pertanyaan	Ya	Tidak
1.	Tahukah anda pengertian energi ?
2.	Dapatkah anda memberikan contoh-contoh bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari ?
3.	Tahukan anda tentang energi potensial gravitasi ?
4.	Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi potensial gravitasi ?
5.	Tahukah anda tentang energi kinetik ?
6.	Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan energi kinetik ?
7.	Tahukan anda tentang Usaha, Daya dan Efisiensi ?
8.	Dapatkah anda melakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan usaha ?
9.	Dapatkah anda melakukan perhitunga dengan menggunakan persamaan daya dan efisiensi ?

Apabila anda menjawab TIDAK pada salah satu pertanyaan diatas, pelajarilah materi tersebut pada modul ini. Apabila anda menjawab YA pada semua pertanyaan, maka lanjutkanlah dengan mengerjakan tugas, tes formatif dan evaluasi yang ada pada modul ini.

PEMBELAJARAN

A. Rencana Belajar Siswa

Butlah rencana belajar anda berdsarkan rancangan pembelajaran yang telah disusun oleh guru. Untuk menguasai materi Usaha, Energi dan Daya ini dengn menggunakan format sebagai berikut :

No.	Materi Kegiatan	Pencapaian			Alasan perubahan Bila diperlukan	Paraf
		Tanggal	Jam	Tempat		Siswa	Guru
1	Mengetahui pengertian energi, energi potensial dan energi kinetik
2	Menentukan besarnya energi potensial dan energi kinetik suatu benda
3	Mengetahui pengertian usaha dan hukum kekekalan energi mekanik
4	Mengetahui pengertian daya dan efisiensi
5	Melakukan perhitungan besarnya daya dan efisiensi pada jaringan listrik

Jakarta, Juli 2008

Mengetahui, Siswa Peserta Diklat

Guru Pembimbing

Yuli Sofiyati, S.Pd. .....................................

B. URAIAN MATERI

	USAHA ENERGI DAN DAYA

					· Usaha dan energi kinetic · Usaha dan nenergi potensial · Energi mekanik · Hokum kekekalan energi mekanik
	· Energi potensial gravitasi · Energi Kinetik

1. ENERGI

Suatu sistem dikatakan mempunyai energi (tenaga) bila sistem tersebut mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha (kerja). energi dapat berubah dari bentuk satu kebentuk lainnya. Hal ini sesuai dengan hukum kekekalan energi

A. Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang masih tersimpan. Energi potensial gravitasi dapat dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keberadaan benda. Besarnya energi potensial gravitsi dapat dinyatakan dengan persamaan :

Ep = m g h atau Ep = W h, Dimana :

Ep = energi potensial (joule)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

h = tinggi benda terhadap bidang acuan (m)

w = berat benda (N)

bila perubaha kedudukan benda diketahui, maka perubahan energi potensialnya sama degan energ potensial awal dikurfangi dengan energi potensial akhir. Secara matematika dapat dirumuskan sebagai berikut :

∆ Ep = Ep₁ – Ep₂)

Atau

∆ Ep = m g (h₁ –)

∆ Ep : Perubahan energi potensial (joule)

Ep₁ : Energi potensial awal (Joule)

Ep₂ : Energi potensial akhir (joule)

m : Massa Benda (Kg)

g : Percpatan gravitasi bumi

h₁ : ketinggian benda mula-mula terhadap bidang acuan (m)

h₂ : ketinggian benda kedua terhadap bidang acuan (m)

B. Energi Kinetik

Energi kinetik yaitu energi yang dimiliki oelh benda karena pengaruh geraknya, jadi setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Besarnya energi berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatan. Secara matematika ditulis sbb :

Ek = ½ m.v²

Dengan :

Ek : energi kinetik (joule)

M : massa (kg)

V : Kecpatan (m/s)

2. USAHA

Usaha dalam kehidupan sehari-hari, yaitu pekerjaan untuk memperoleh tujuan yang diinginkan sedangkan usaha dalam fisika yaitu gaya untuk mengangkat sebuah benda sebanding dengan gaya angkat dan perpindahan. Dengan kata lain bila gaya f bekerja pada benda dan benda berpindah sejauh s, maka gaya f melakukan usaha sebesar W. Secara matematika dapat ditulis sbb :

W = F s Dengan :

W = usaha (joule)

F = gaya (N)

s = jarak perpindahan (m)

3. Daya dan Efisiensi

Daya yaitu usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Besarnya daya dinyatakan dalam persamaan :

P = = ; Karena = V

P = F v

P = = dengan :

P = Daya (watt)

W = Usaha (joule)

F = Gaya (N)

t = Waktu (s)

v = Kecepatan (m/s)

dalam bidang teknik satuan daya adalah horse power (HP) atau daya kuda (DK)

1 HP = 1 DK = 476 watt

1 kWh = 3,6 x 10⁶ Joule

Efisiensi yaitu hasil bagi antara keluaran dengan masukan x 100% secara matematika dapat ditulis sebagai berikut :

M = x 100% dengan :

Masukan : energi yang diterima oleh mesin

Keluaran : energi yang diubah menjadi energi kinetik

LEMBAR KERJA SISWA

Buatlah kliping yang bertema bentuk-bentuk energi. Anda dapat memilih : energi matahi, energi listrik, energi nuklir, energi angin, energi suara dan lain sebagainya. Dan berikan komentar anda mengenai isi dari kliping tersebut kemudian diskusikan dengan teman-temanmu !

TES FORMATIF

1. Sebuah benda berada pada bidang datar. Gaya 50 N bekerja pada benda sehingga benda berpindah sejauh 10 meter sejajar dengan bidang datar. Hitunglah besar usaha yang dilakukan gaya, jika arah gaya searah dengan perpindahan !

2. beda berada pada bidang miring (30⁰) terhadap bidang horizontal . bila berat benda 20 N, maka tentukan besar usaha yang dilakuka untuk memindahkan benda sejauh 2 ml !

3. sebuah benda bermassa 12 kg dilemparkan dari keadaan diam dengan kecepatan 10 m/s. Hitunglah energi kinetik benda tersebut !

4. sebuah batu yang massanya 0,5 kg dilontarkan dari permukaan bumi sampai ketinggian 3 m. Hitunglah energi potensial yang diperlukan untuk melontarkan batu tersebut, jika percepatan gravitasinya 10 m/s² !

5. sebuah benda dilempar tegak lurus ke atas dengan kecepatan awal 20 m/s. Jika berat benda 10 N, maka tentukanlah energi potensial pada kedudukan tertinggi !

6. seorang anak dengan massa 50 kg meluncur dari tempat luncur yang tingginya 10 m. Jika percepatan gravitsai 10 m/s², tentukan kecepatan anak itu di titik dengan tinggi 7,5 m !

7. sebuah benda yang massanya 20 kg di jatuhkan dari ketinggian 100 m. Bila percpatan gravitasi di tempat itu 10 ms^-2, hitunglah usaha yang dilakukannya sampai ketinggian 50 m di atas permukaan tana !

8. air terjun yang massanya 150.000 kg jatuh dari ketinggian 40 m selama 10 detik. Tentukan :

a. daya yang diterima generator (g = 10 m/s²) ; dan

b. efisiensi generator jika daya yang keluar 525 kW !