CELL SURYA SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF

UNTUK

PENGHEMATAN ENERGI LISTRIK SEKOLAH

PADA WASTAFEL

SMA NEGERI 1 POLANHARJO KLATEN

JL.Karanglo-Polanharjo Klaten Kode Pos:57474

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

Satuan Pendidikan : SMA Negeri 1 Polanharjo

Mata Pelajaran : Fisika

Kelas / Semester : X-MIPA / Genap

Materi Pokok : Usaha dan Energi.

Sub Tema : Konsep Energi dan Perubahan Energi

Pertemuan ke : 9 (Sembilan)

Alokasi Waktu : 1 pertemuan (3 x 45’)

Surel : mulyandari24@gmail.com , wahyutrimulyandari@yahoo.co.id

A. Kompetensi Dasar dan Kompetensi Inti:

Kompetensi Dasar Indikator

3.9 Menganalisis konsep energi,

usaha (kerja), hubungan usaha

(kerja) dan perubahan energi,

hukum kekekalan energi, serta

penerapannya dalam peristiwa

sehari-hari.

Menghitung besar energi potensial (gravitasi

dan pegas) dan energi kinetik.

Menganalisis hubungan antara usaha dan

energi. Menganalisis perubahan energi

4.10 Mengajukan gagasan

penyelesaian masalah gerak dalam kehidupan sehari-hari

dengan menerapkan metode ilmiah, konsep energi, usaha

(kerja), dan hukum kekekalan energi.

Menghitung kerja yang dilakukan oleh gaya

yang besarnya berubah-ubah

Menghitung usaha yang dilakukan oleh

suatu benda akibat gaya konservatif dan gaya non-konservatif.

Mempresentasikan hasil diskusi kelompok

tentang konsep energi, kerja, hubungan

kerja dan perubahan energi, hukum kekekalan energi

B. TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah melakukan pendekatan Saintifik diharapkan:

1. Siswa mampu menjelaskan pengertian energi

2. Siswa mampu memahami perubahan energi

3. Siswa mampu memahami cara menghemat energi listrik

4. Siswa mampu memahami konservasi energi

5. Siswa mampu menganalisis usaha dan perubahan energi kinetik

6. Siswa mampu menganalisis usaha dan perubahan energi potensial

C. Kegiatan Pembelajaran

Model pembelajaran dengan Problem Based Learning, dengan strategi pembelajaran :

pengamatan, diskusi,percobaan sederhana dan penugasan

Langkah Uraian Kegiatan Pembelajaran

Pendahuluan

Guru membimbing siswa untuk berdoa sebelum memulai

pembelajaran.

Guru mengondisikan kelas agar siswa tertib mengikuti proses

pembelajaran. Untuk memperoleh perhatian dan memotivasi belajar

siswa, guru memperlihatkan gambar berbagai macam sumber energi

Apersepsi: Bagaimanakah cara kerja sumber pembangkit energi

listrik agar diperoleh energi listrik?

Bagaimanakah cara menghemat energi listrik

Bagaimanakah usaha untuk melakukan konservasi energi listrik

Menyampaikan inti tujuan pembelajaran hari ini, yaitu usaha dan

perubahan energi.

Kegiatan Inti Mengorientasikan Siswa terhadap masalah

a. Siswa peragaan sebuah gaya yang bekerja pada benda bermassa

m yang sedang bergerak dengan kecepatan v. Secara kontekstual

dengan menarik mobil mainan dengan gaya tertentu

b. Siswa mengamati cara menentukan usaha yang dilakukan gaya

gravitasi pada sebuah bola yang jatuh bebas dari ketinggian h

dengan menjatuhkan bola

c. Siswa mengamati vidio cell surya sebagai pengganti energi

listrik untuk mengurangi kebutuhan energi listrik di sekolah.

Mengorganisasi Siswa untuk belajar

d. Siswa diorganisasikan untuk belajar mengajukan pertanyaan

besaran yang ada dalam peragaan yang dilakukan guru

e. Peserta diorganisir utuk mengumpulkaninformasi tentang

besaran yang telah ditemukan

Membimbing memngumpulkan data

a. Guru membimbing siswa untuk mengumpulkan data dan

informasi dari sumber lain tentang cara melakukan penghematan

energi listrik di sekolah

b. Guru membimbing siswa untuk mengumpulkan data dan

informasi bagaimana proses kerja cell surya dapat menggantikan

energi listrik

c. Guru membimbing siswa secara berkelompok bekerja sama

Cell surya

melakukan proses pengumpulan informasi dari percobaan,

pengamatan panas energi matahari terhadap energi listrik yang

dihasilkan berdasarkan tegangan yang muncul pada solar charge

control dari wastafel yang ada di sekolah

d. Siswa untuk merangkum tentang gaya yang bekerja pada benda

bermassa m yang sedang bergerak dengan kecepatan v

e. Siswa untuk merangkum tentang cara menentukan usaha yang

dilakukan gaya gravitasi pada sebuah bola yang jatuh bebas dari

ketinggian h

f. Siswa untuk memaparkan tentang usaha dan perubahan energi di

depan kelas.

Menyimpulkan

Guru membimbing siswa untuk menyimpulkan tentang usaha dan

perubahan energi.

Penutup Siswa melaksanakan tes tertulis

Guru memberikan siswa penguatan terhadap materi yang belum

dipahami dan memberikan apresiasi dengan pujian atau

penghargaan kepada siswa atau kelompok yang berkinerja

dengan baik selama proses pembelajaran.

Guru mengakhiri pembelajaran dengan mengucapkan syukur

kepada Tuhan YME bahwa pertemuan hari ini berlangsung

dengan baik dan lancar.

D. PENILAIAN PEMBELAJARAN

Penialaian sikap : Observasi sikap selama KBM

Penilaian pengetahuan : Penugasan dan penilaian ulangan harian dari modul

Penilaian ketrampilan : Unjuk kerja pada praktikum “Hubungan antara suhu dengan

tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel

otomatis”

E. Sumber Belajar

Buku Fisika SMA Kelas X Kelompok Peminatan:Hari Subgya,dkk. Bumi Aksara

Modul Usaha Energi Kelas X: Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd

Buku Fisika SMA Kelas X: Marthen Kanginan.Erlangga

https://youtu.be/b0whhzuhN-o dan https://youtu.be/B-E6A4wzj28

Polanharjo, 18 Mei 2021

Guru Mata Pelajaran Fisika

Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd

NIP.19750124 200801 2007

Lampiran

1. Materi : ENERGI

a. Energi

PengertianEnergi

Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha/kerja. Seperti halnya usaha

energi merupakan besaran skalar. Besarnya energi suatu sistem sama dengan besar usaha

yang ditimbulkan oelh sistem tersebut , maka satuan energi sama dengan satuan usaha

dalam Joule ( Newton meter).

b. Macam energi

Dalam fisika energi digolongkan menjadi beberapa macam antara lain : energi kinetik,

energi poensial, energi mekanik, energi panas, energi listrik, energi kimia, energi cahaya,

energi suara dan sebagainya. Dalam pembahasan ini kita hanya mempelajari energi

kinetik, energi potensial dan energi mekanik

1) Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak.

Setiap benda yang bergerak mempunyai energi kinetik. Besar energi kinetik yang

dimiliki bergantung pada massa benda dan kecepatan gerak benda tersebut.

EK =

. m.v

2

- Hubungan usaha dan energi kinetik

Usaha = perubahan energi kinetik atau

Usaha = Energi Kinetik akhir – Energi Kinetik awal

W = Ek2 - Ek1 atau W = ΔEk

-

2) Energi potensial

Energi potensial dapat diartikan sebagai energi yang tersimpan. Energi potensial

dapt juga dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau keadaan benda

tersebut. Energi potensial dibedakan atas;

a) Energi potensial gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah energi yang tersimpan dalam sebuah

benda sebagai akibat posisi vertikal atau ketinggiannya. Energi yang

tersimpan tersebut sebagai akibat dari gaya tarik gravitasi terhadap

benda. Secara umum energi potensial gravitasi yang dimiliki benda

dinyatakan dalam persamaan;

Ep = m.g.h

- Hubungan Usaha dan Energi Potensial gravitasi

Nilai usaha sama dengan perubahan energi

W = Ep1 - Ep2

W = m.g.h1 – m.g.h2

W = m.g (h1 – h2)

3) Energi potensial pegas ( elastis)

Energi potensial pegas ( elastis ) adalah energi yang tersimpan dalam benda –

benda elastis akibat benda tersebut diregangkan atau ditekan. Contoh pegas,

karet. Energi potensial yang dimiliki oleh pegas atau benda elastis lain yang

sedang ditegangkan ( ditarik atau ditekan), besarnya berbanding lurus dengan

konstanta pegas (k) dan kuadrat simpangannya.

Ep =

k.Δx

2

- Hubungan usaha dan energi potensial pegas

Besar usaha yang digunakan untuk meregangkan pegas sebanding dengan energi

potensial yang tersimpang pada pegas tersebut

W = Ep akhir - Epawal

W =

k.

-

k.

c. Energi Mekanik

Energi mekanik yang dimiliki suatu benda merupakan jumlah energi potensial dan energi

kinetik yang dimiliki oleh benda tersebut

Em = Ep + Ek

Em = m.g.h +

. m.v

2

2. Lampiran Rubrik Penilaian

a. Penilaian Sikap

Rubrik Pengamatan untuk penilaian sikap

No Sikap Indikator Nilai

1 Kejujuran Tidak menyontek ketika ulangan Kurang: Jika 1

indikator muncul

Berkata yang sebenarnya Cukup :Jika 2

indikator muncul

Melaporkan data apa adanya Bagus: Jika

indikator muncul

Tidak melakukan plagiat atas tugas

teman lain

Sangat Bagus: Jika

semua indikator

muncul

2 Kerja sama Terlibat aktif saat diskusi Kurang: Jika 1

indikator muncul

Menyumbangkan ide untuk kerja

kelompok

Cukup :Jika 2

indikator muncul

Kesediaan melakukan tugas sesuai

kesepakatan

Bagus: Jika

indikator muncul

Memusatkan perhatian pada tujuan

kelompok

Sangat Bagus: Jika

semua indikator

muncul

3 Tanggung jawab Melaksanakan tugas individu Kurang: Jika 1

dengan baik indikator muncul

Menepati janji Cukup :Jika 2

indikator muncul

Mengumpulkan tugas sesuai dengan

waktunya

Bagus: Jika

indikator muncul

Bertanggungjawab atas tindakan

yang dilakukan

Sangat Bagus: Jika

semua indikator

muncul

4 Santun Tidak berkata kotor Kurang: Jika 1

indikator muncul

Sopan dalam ucapan Cukup :Jika 2

indikator muncul

Tidak menyela saat ada pembicaraan Bagus: Jika

indikator muncul

Tidak memanggil teman dengan

nama hewan atau nama lain yang

bukan nama aslinya

Sangat Bagus: Jika

semua indikator

muncul

b. Penilaian Pengetahuan

Nilai pengetahuan berdasarkan nilai ulangan/evaluasi yang diperoleh

c. Penilaian Ketrampilan : Berdasarkan unjuk kerja dan presentasi hasil “Hubungan

antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada wastafel

otomatis

3. Kisi-kisi Penilaian Praktikum Sederhana

Nama Sekolah : SMAN Negeri 1 Polanharjo

Kelas/Semester : X/Genap

Tahun pelajaran : 2020/2021

Mata Pelajaran : Fisika

Kompetensi Dasar IPK Materi Pokok Indikator Soal

4.9. Menerapkan

metode ilmiah

untuk

mengajukan

gagasan

penyelesaian

masalah gerak

dalam kehidupan

sehari-hari, yang

berkaitan dengan

konsep energi,

usaha (kerja),

dan hukum

kekekalan energi

4.9.3

Mempresentasik

an hasil

praktikum dan

diskusi

kelompok

tentang konsep

energi, dengan

kerja yang

dihasilkan

Hubungan

Impuls dan

Momentum

Siswa dapat Melakukan

percobaan sederhana dan

mempresentasikan untuk

mengetahui hubungan

energi panas dengan

kerja yang dihasilkan

pada alat konversi energi

sederhana

Rubrik Penskoran Penilaian Praktik

No.

Aspek yang Dinilai

Skor

0 1 2 3 4

1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan.

2. Melakukan praktik dengan benar.

3 Melaksanakan presentasi dengan baik dan lancar

Jumlah

SkorMaksimum 6 (2+4)

Rubrik Penilaian Praktik

No Indikator Rubrik

1. Menyiapkan

alat dan bahan

2 : Menyiapkan seluruh alat dan bahan yang diperlukan.

1 : Menyiapkan sebagian alat dan bahan yang diperlukan.

0: Tidak menyiapkan alat bahan 2. Melakukan

praktik

4: Melakukan empat langkah kerja dengan tepat.

3: Melakukan tiga langkah kerja dengan tepat.

2: Melakukan dua langkah kerja dengan tepat.

1: Melakukan satu langkah kerja dengan tepat.

0: Tidak melakukan langkah kerja.

3 Melaksanakan

presentasi dengan

baik dan lancar

4: Melakukan presentasi dengan baik dan lancar

3: Melakukan presentasi dengan lancar namun belum mampu

menjawab pertanyaan .

2: Melakukan presentasi kurang lancar namun belum mampu

menjawab pertanyaan.

1: Tidak melaksanakan presentasi namun mengumpulkan laporan

0. Tidak melaksanakan presentasi dan mengumpulkan laporan.

0: Tidak melakukan langkah kerja.

Nilai =

=100

Polanharjo, 18 Mei 2021

Guru Mata Pelajaran Fisika

Wahyu Tri Mulyandari,S.Pd.,M.Pd

NIP.19750124 200801 2007

4. Petunjuk Praktikum

PRAKTIKUM

USAHA ENERGI

A. Judul Praktikum

Hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan solar charge control pada

wastafel otomatis

B. Tujuan

Siswa mampu menganalisa hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan

solar charge control pada wastafel otomatis

C. Alat dan Bahan

1. Wastafel otomatis

2. Termometer

3. Stopwatch/arloji

4. Alat tulis

D. Langkah kerja

1. Ukur suhu udara dengan menggunakan termometer yang ada disekitar wastafel

2. Gunakan stop watch untukmengukur waktu dengan rentang 5 menit

3. Perhatikan nilai teganganyang tertera pada solar charge control

4. Catat hasilnya

5. Lakukan hal tersebut selama 6 kali

E. Pertanyaan

1. Buatlah grafik hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan cell surya

2. Bagaimanakah hubungan antara suhu dengan tegangan yang dihasilkan pada cell

surya

3. Apabila kondisi hujan, bagaimanakah tegangan yang dihasilkan oleh cell surya

4. Tulis hasil kesimpulan berdasarkan grafik dan jawaban anda

SOAL PENUGASAN

1. Energi kinetik yang dilakukan suatu benda 40 kg adalah 500 J, berapakah kecepatan

benda pada saat itu....?

2. Sebuah butir kelapa yang massanya 3 kg jatuh dari ketinggian 6 m diatas tanah, jika g =

9,8 m/s2, berapakah energi potensial buah kelapa tersebut...........?

3. Balok dengan massa 2 kg meluncur ke bawah dari keadaan diam melewati lereng yang

licin sejauh 20 m pada bidang miring dengan tinggi bidang miring 10 m, tentukan usaha

yang dibutuhkan oleh balok untukmeluncur..?

4. Sebuah benda djatuhkan dari etinggian 10 m tanpa kecepatan awal, jika massa benda 250

gram dan benda bergerak dengan kecepatan 88 km/jam, tentukan:

a. Energi potensial ( g = 10 m/s2)

b. Energi kinetik benda

c. Energi mekanik benda

5. Seorang pemain ski mekuncur menuruni bukit es yang tingginya 100 m dari dasar bukit.

Bila g = 10 m/s2 dan dianggap tidak ada gaya gesekan, tentukan kelajuan pemain ski

pada saat tiba didasar bukit......?

SOAL ULANGAN HARIAN

ULANGAN HARIAN

A. Berilah tanda silang ( X ) pada salah satu huruf a,b,c,d atau e yang paling benar

1. Energi yang tersimpan pada suatu benda karena elastisitas yang dimiliki oleh sebuah

benda disebut:

a. Energi potensial gravitasi d. Energi mekanik

b. Energi potensial pegas e. energi benda

c. Energi kinetik

2. Energi yang dimiliki oleh suatu benda ditentukan oleh:

a. Massa benda dan kedudukannya d, massa benda dan bentuk benda

b. Massa benda dan percepatannya e. kedudukan benda dan gravitasi bumi

c. Massa benda dan gravitasi bumi

3. Dimensi dari besaran energi kinetik sama dengan dimensi yang dipunyai besaran;

a. Gaya d. Daya

b. Usaha e. Momentum

c. Tekanan

4. Pesawat terbang dengan massa 4 ton sedang terbang pada ketinggian 5 km dengan

kecepatan konstan 100 m/s, jika nilai gravitasi bumi 9,8 m/s2, maka besar energi

mekanik yang dimiliki pesawat adalah:

a. 15.106J d. 216.10

6j

b. 118.106j e. 426.10

6 J

c. 136.106 J

5. Ketika bola kita lempar keatas kemudian jatuh lagi ketanah, bila kita mengabaikan

gaya gesekan antara benda dan udara maka bola tersebut mempunyai :

a. Energi potensial pegas d. energi potensial gravitasi

b. Energi kinetik e. energi total

c. Energi mekanik

6. Berapakah massa sebuah buku yang memiliki energi potensial 4,2 J ketika benda

tersebut berada pada ketinggian 1,4 m dari lantai ( g = 10 m/s2).........?

a. 0,3 kg d. 0,5 kg

b. 0,330 kg e. 0,530 kg

c. 0,438 kg

7. Robert menarik sebuah kardus seberat 20 kg pada lantai licin, bila usaha yang

dilakukan Robert 240 J berapa perubahan posisi yang terjadi pada kardus dari

keadaan awal..?

a. 0,4 m d. 2m

b. 0,8 m e. 4 m

c. 1 m

8. Sebuah gaya konstan mendorong balok yang massanya 40 kg pada bidang miring

licin yang membentuk sudut 30o terhadap lantai. Jika panjang bidang miring 20 m

besar usaha yang dilakukan terhadap benda adalah.....?

a. 0,17. 103 J d. 2.10

3 J

b. 0,680.103J e. 4.10

3 J

c. 0,8.10 3 J

9. Pegas mempunyai konstanta 200 N/m. Bila pada pegas digantungi beban 10 N, besar

energi potensial yang tersimpan pada pegas adalah.........?

a. 0,25 J d. 1 J

b. 0,5 J e. 1,25 J

c. 0,75 J

10. Benda yang massanya 1 kg jatuh dari ketinggian 10 m, kemudian tersangkut dan

berhenti pada ketinggian 2 m dari tanah ( g = 10 m/s2), maka besar perubahan energi

potensial adalah.....?

a. 8 J d. 160 J

b. 40 J e. 200 J

c. 80 J

11. Sebuah peluru yang ditembakkan dengan kecepatan vo dan sudut elevasi α. Pada titik

tertinggi, maka.......

a. Tenaga kinetiknya nol d. energi totalnya maksimal

b. Energi kinetiknya maksimal e. kecepatannya maksimal

c. Energi potensialnya maksimal

12. Dua buah benda mempunyai perbandingan massa 3 : 2 dan kedua benda berada pada

ketinggian dengan pebandinga 3 : 4 dari tanah, jika percepatan gravitasi dari masing

– masing benda dianggap sama, maka perbandingan energi potensial kedua benda

adalah:

a. 3 : 2 d. 1 : 2

b. 5 : 7 e. 9 ; 8

c. 3 : 4

13. Benda A dan B mempunyai massa masing – masing 25 kg dan 4 kg, bila kedua benda

memiliki energi kinetik yang sama dan benda A melaju dengan kecepatan 10 m/s,

berapakah kelajuan benda B?

a. 17,5 m/s d. 50 m/s

b. 25 m/s e. 62,5 m/s

c. 27,5 m/s

14. Seorang anak memukul bola kasti yang massa 0,1 kg sehingga bola tersebut bergerak

dengan kecepatan 36 km/jam, maka besar energikinetik bola kasti adalah.......?

a. 0,5 J d. 10 J

b. 1,5 J e. 15 J

c. 5 J

15. Alat berikut yang menggunakan satuan daya HP adalah:

a. Alamari es d. lampu TL

b. Hair dryer e. Mesin cuci

c. Mobil

Skor Setiap soal : 2

Total skor : 2x15 =30

Nilai =

=100