Modul Ajar: Bentuk-Bentuk Energi

Kelas                           : X SMA
Waktu                        : 180 menit (4 JP) — 2 Pertemuan
Kurikulum                 : Merdeka
Mata Pelajaran          : IPA (Fisika)

A. Tujuan Pembelajaran

Pada akhir pembelajaran, peserta didik diharapkan mampu:

1. Menjelaskan konsep energi dan berbagai bentuk-bentuk energi.
2. Mengidentifikasi berbagai bentuk energi (energi kinetik, energi potensial, energi kimia, energi panas, energi listrik, dll.) dalam kehidupan sehari-hari.
3. Menganalisis konversi energi dari satu bentuk ke bentuk lain dalam suatu sistem.
4. Mengaplikasikan hukum kekekalan energi dalam perhitungan sederhana.
5. Mengaitkan pemahaman tentang bentuk energi dengan aplikasi dalam teknologi sehari-hari.

B. Profil Pelajar Pancasila

1. Bernalar Kritis: Mampu menganalisis berbagai bentuk energi dan perubahannya.
2. Mandiri: Menerapkan pemahaman tentang energi dalam konteks kehidupan sehari-hari.
3. Bergotong Royong: Bekerja sama dalam kegiatan praktikum yang melibatkan konversi energi.

C. Media dan Alat Pembelajaran

• Media: PowerPoint (PPT), video edukasi tentang bentuk energi, Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD).
• Alat: Alat percobaan sederhana (misalnya, bola untuk percobaan energi kinetik dan potensial, peralatan listrik sederhana), kalkulator, alat tulis.

D. Materi Pembelajaran

1. Pengertian Energi

1. • Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya (Hukum Kekekalan Energi).

2. Macam-Macam Bentuk Energi
   Energi Kinetik

1. • Energi yang dimiliki oleh suatu benda karena gerakannya.
   • Rumus: Ek= ½ mv² Di mana mmm adalah massa benda, dan vvv adalah kecepatan benda.
   • Contoh: Bola yang bergerak memiliki energi kinetik.

1. Energi Potensial

1. • Energi yang tersimpan pada suatu benda karena posisinya atau ketinggiannya.
   • Rumus: Ep=mgh. Di mana mmm adalah massa benda, ggg adalah percepatan gravitasi, dan hhh adalah ketinggian benda.
   • Contoh: Air yang tertahan di bendungan memiliki energi potensial gravitasi.

1. Energi Kimia

1. • Energi yang tersimpan dalam ikatan kimia suatu zat.
   • Contoh: Energi yang terdapat dalam makanan atau bahan bakar yang dapat dilepaskan saat terjadi reaksi kimia.

1. Energi Panas (Termal)

1. • Energi yang berhubungan dengan suhu suatu benda. Energi panas merupakan hasil dari gerakan partikel-partikel dalam benda.
   • Contoh: Energi panas yang dihasilkan dari pembakaran.

1. Energi Listrik

1. • Energi yang dihasilkan oleh aliran elektron dalam suatu penghantar.
   • Contoh: Energi listrik yang digunakan untuk menyalakan lampu.

1. Energi Nuklir

1. • Energi yang tersimpan dalam inti atom dan dilepaskan melalui reaksi nuklir.
   • Contoh: Energi yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga nuklir.

1. Energi Cahaya

1. • Energi yang dibawa oleh gelombang elektromagnetik (foton), seperti cahaya matahari.
   • Contoh: Energi yang digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis.

3. Konversi Energi

1. • Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain tanpa menghilang. Beberapa contoh konversi energi adalah:
     • Energi listrik menjadi energi cahaya dan panas pada bola lampu.
     • Energi kimia menjadi energi kinetik pada kendaraan bermotor.
     • Energi potensial menjadi energi kinetik pada bola yang jatuh.

4. Hukum Kekekalan Energi

1. • Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa total energi dalam sistem tertutup tidak berubah; energi hanya dapat dikonversikan dari satu bentuk ke bentuk lain, tetapi jumlah totalnya tetap sama.
   • Contoh: Dalam roller coaster, energi potensial di puncak lintasan diubah menjadi energi kinetik saat kereta bergerak menuruni lintasan.

E. Kegiatan Pembelajaran

Pembelajaran dibagi menjadi 2 pertemuan, masing-masing berdurasi 90 menit (2 JP).

Pertemuan 1: Pengertian dan Macam-Macam Energi

Tahap	Kegiatan	Waktu
Pendahuluan	1. Guru membuka pelajaran dengan menanyakan kepada siswa: “Apa itu energi? Bagaimana energi terlibat dalam kehidupan sehari-hari?” 2. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran dan pentingnya pemahaman tentang berbagai bentuk energi.	10 menit
Inti	1. Guru menjelaskan pengertian energi dan hukum kekekalan energi. 2. Guru menjelaskan macam-macam bentuk energi (kinetik, potensial, panas, listrik, kimia, dan nuklir) disertai contoh-contoh dalam kehidupan sehari-hari. 3. Siswa menonton video singkat tentang konversi energi (misalnya energi kinetik dan potensial dalam roller coaster). 4. Diskusi kelompok: Siswa dibagi ke dalam kelompok, dan setiap kelompok diberi tugas untuk mendiskusikan satu bentuk energi dan memberi contoh penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari. 5. Presentasi: Setiap kelompok mempresentasikan hasil diskusi mereka, diikuti tanya jawab dan diskusi kelas.	85 menit
Penutup	1. Guru dan siswa bersama-sama merangkum materi tentang bentuk-bentuk energi dan aplikasinya. 2. Guru memberikan tugas individu untuk mencari contoh perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lain di kehidupan sehari-hari (misalnya, energi listrik yang berubah menjadi energi panas pada setrika).	25 menit

Pertemuan 2: Konversi Energi dan Hukum Kekekalan Energi

Tahap	Kegiatan	Waktu
Pendahuluan	1. Guru merefleksikan tugas siswa tentang perubahan bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari. 2. Guru menyampaikan tujuan pembelajaran hari ini: Memahami konversi energi dan hukum kekekalan energi.	10 menit
Inti	1. Guru menjelaskan lebih lanjut tentang hukum kekekalan energi dengan memberikan contoh konkret. 2. Praktikum sederhana: Siswa melakukan percobaan konversi energi menggunakan bola yang dijatuhkan (mengukur energi potensial dan energi kinetik). 3. Siswa mencatat hasil pengamatan dan menghitung energi potensial dan kinetik dari bola yang dijatuhkan. Guru membimbing siswa dalam analisis data dan membandingkan hasil energi potensial dan kinetik, serta menunjukkan bahwa jumlah total energi tetap. 4. Diskusi kelas: Siswa membahas bagaimana hukum kekekalan energi berlaku dalam sistem tertutup dan memberikan contoh lain konversi energi.	90 menit
Penutup	1. Guru dan siswa bersama-sama menyimpulkan tentang hukum kekekalan energi dan contoh-contoh konversi energi. 2. Guru memberikan latihan soal tambahan sebagai tugas rumah, yang melibatkan perhitungan energi potensial, energi kinetik, dan konversi energi lainnya.	20 menit

F. Penilaian

1. Penilaian Kognitif:
   • Tes tertulis yang mencakup pengertian energi, macam-macam bentuk energi, dan konversi energi. Siswa juga diminta menghitung energi potensial dan energi kinetik dalam sistem sederhana.
   • Contoh Soal:
     • Sebutkan 5 bentuk energi dan berikan contohnya dalam kehidupan sehari-hari.
     • Sebuah benda dengan massa 2 kg jatuh dari ketinggian 10 meter. Berapa energi potensial benda saat di puncak?
2. Penilaian Praktik:
   • Siswa dinilai berdasarkan kemampuan mereka dalam melakukan eksperimen sederhana tentang konversi energi (misalnya, energi potensial menjadi energi kinetik), mencatat hasil pengamatan, dan menganalisis data yang diperoleh.
   • Kriteria Penilaian: Ketepatan dalam melakukan pengukuran, ketepatan dalam menghitung energi, dan kemampuan menganalisis hasil.
3. Penilaian Sikap:
   • Observasi sikap siswa selama diskusi kelompok dan kegiatan praktikum.
   • Kriteria Penilaian: Keaktifan, kerjasama, serta ketelitian dalam bekerja.

G. Sumber dan Bahan Ajar

• Buku teks IPA kelas X tentang energi dan hukum kekekalan energi.
• Video edukasi tentang berbagai bentuk energi dan konversinya.
• Alat percobaan sederhana (bola, timbangan, penggaris).

H. Refleksi

Guru memberikan pertanyaan reflektif kepada siswa:

• Mengapa energi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan?
• Bagaimana berbagai bentuk energi saling berkaitan dalam kehidupan sehari-hari?

I. Rencana Tindak Lanjut

• Remedial: Bagi siswa yang masih kesulitan memahami konsep energi dan konversinya, diberikan penjelasan tambahan melalui percobaan praktis sederhana.
• Pengayaan: Siswa yang sudah memahami materi dapat diberikan tantangan tambahan untuk melakukan analisis energi pada sistem yang lebih kompleks (misalnya energi mekanik dalam mesin atau energi kimia dalam baterai).

J. Penugasan Mandiri

Siswa diminta menulis laporan tentang perubahan energi yang terjadi pada satu peralatan rumah tangga (misalnya, oven listrik, kipas angin, atau kompor gas) dan menjelaskan bentuk energi apa saja yang terlibat serta bagaimana energi tersebut diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD)

Topik                          : Bentuk-Bentuk Energi

Nama Siswa               : ____________________
Kelas                           : X SMA
Tanggal                      : ____________________

A. Tujuan Pembelajaran

1. Memahami macam-macam bentuk energi.
2. Menganalisis konversi energi dalam berbagai sistem.
3. Menerapkan hukum kekekalan energi dalam perhitungan sederhana.

B. Bagian 1: Macam-Macam Bentuk Energi

Instruksi: Sebutkan macam-macam bentuk energi dan berikan contohnya dalam kehidupan sehari-hari.

No	Bentuk Energi	Contoh dalam Kehidupan Sehari-hari
1.	_____________________________	____________________________________
2.	_____________________________	____________________________________
3.	_____________________________	____________________________________
4.	_____________________________	____________________________________
5.	_____________________________	____________________________________

C. Bagian 2: Konversi Energi

Instruksi: Jelaskan bagaimana energi berubah dari satu bentuk ke bentuk lain dalam situasi berikut ini:

1. Sebuah bola dijatuhkan dari ketinggian tertentu. Bagaimana energi potensial bola berubah selama jatuh?
2. Sebuah lampu dinyalakan menggunakan energi listrik. Apa saja bentuk energi yang terlibat dalam proses ini?

D. Bagian 3: Perhitungan Energi

Instruksi: Hitung energi potensial dan energi kinetik dalam situasi berikut.

1. Sebuah benda dengan massa 3 kg berada pada ketinggian 15 meter di atas tanah. Berapa energi potensial benda tersebut?
   Jawaban: _________________________________________________________________________________
2. Sebuah benda dengan massa 2 kg bergerak dengan kecepatan 10 m/s. Berapa energi kinetiknya?
   Jawaban: _________________________________________________________________________________

Penutup

Setelah menyelesaikan LKPD ini, Anda diharapkan dapat lebih memahami bentuk-bentuk energi, konversi energi, dan hukum kekekalan energi dalam berbagai situasi sehari-hari.