Bagian 1: Sumber Energi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja). Sumber energi dapat dikelompokkan menjadi:
A. Sumber Energi Tak Terbarukan (Fosil)
Berasal dari sisa-sisa organisme purba yang terpendam jutaan tahun.
| Jenis | Contoh | Kegunaan | Dampak Lingkungan |
|---|---|---|---|
| Minyak bumi | Bensin, solar, kerosin | Bahan bakar kendaraan, pembangkit listrik | Emisi CO₂, polusi udara, tumpahan minyak |
| Batu bara | Antrasit, bitumen | Pembangkit listrik termal, industri baja | Emisi CO₂, SO₂ (hujan asam), abu terbang |
| Gas alam | Metana (CH₄) | Memasak, pembangkit listrik, pemanas | Emisi CO₂ lebih rendah dari batu bara, tetapi metana bocor (GRK kuat) |
B. Sumber Energi Terbarukan (dibahas lebih detail di bagian 9)
Matahari (surya), angin, air (hidro), ombak, panas bumi (geotermal), biomassa.
C. Sumber Energi dalam Sistem Biologi
Makanan (karbohidrat, lemak, protein) → energi kimia.
ATP (adenosin trifosfat) – mata uang energi sel.
Energi cahaya matahari → fotosintesis.
Bagian 2: Usaha (Work)
A. Definisi Usaha dalam Fisika
Usaha (W) adalah hasil kali gaya (F) dengan perpindahan (s) searah gaya.
Rumus:
W = F × s × cos θ
W = usaha (Joule, J)
F = gaya (Newton, N)
s = perpindahan (meter, m)
θ = sudut antara arah gaya dan arah perpindahan
Kasus khusus:
Jika gaya searah perpindahan (θ = 0°): W = F × s
Jika gaya tegak lurus perpindahan (θ = 90°): W = 0 (gaya tidak melakukan usaha, misal gaya sentripetal pada gerak melingkar)
B. Satuan Usaha
1 Joule = 1 Newton × 1 meter = 1 kg·m²/s².
C. Usaha dalam Biologi (Contoh)
Otot melakukan usaha untuk menggerakkan tulang.
Jantung melakukan usaha untuk memompa darah.
Usaha melawan gravitasi saat mengangkat benda.
Bagian 3: Energi Kinetik
A. Definisi
Energi kinetik (Ek) adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya.
Rumus:
Ek = ½ × m × v²
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
B. Satuan
Joule (J).
C. Contoh dalam Biologi
Burung terbang memiliki energi kinetik.
Aliran darah dalam pembuluh (energi kinetik aliran).
Gerak flagela dan silia sel.
Bagian 4: Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang tersimpan karena posisi atau konfigurasi benda.
A. Energi Potensial Gravitasi (Ep)
Ep = m × g × h
g = percepatan gravitasi (9,8 m/s² ≈ 10 m/s²)
h = ketinggian dari titik acuan (m)
Contoh biologi: Air terjun yang dimanfaatkan PLTA, posisi buah di pohon, energi potensial otot yang teregang.
B. Energi Potensial Elastis (Pegas)
Ep_elastis = ½ × k × Δx²
k = konstanta pegas (N/m)
Δx = pertambahan panjang (m)
Contoh biologi: Elastisitas pembuluh darah, ligamen, tenda; energi yang tersimpan saat meregangkan otot.
C. Energi Potensial Kimia
Tersimpan dalam ikatan molekul (misal: ATP, glukosa, lemak). Ini adalah bentuk energi yang paling relevan untuk metabolisme.
Bagian 5: Transformasi Energi
Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Hukum kekekalan energi menyatakan energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya berubah bentuk.
A. Contoh Transformasi Energi
| Bentuk Awal | Bentuk Akhir | Contoh |
|---|---|---|
| Kimia | Gerak + panas | Otot berkontraksi (ATP → gerak + panas tubuh) |
| Kimia | Listrik | Sel saraf menghasilkan potensial aksi (ATP → ion gradient) |
| Cahaya | Kimia | Fotosintesis (matahari → glukosa) |
| Kimia | Kimia | Respirasi (glukosa → ATP) |
| Listrik | Kimia | Proses charging baterai sel |
| Potensial gravitasi | Kinetik | Air terjun → turbin |
| Kinetik | Listrik | Generator angin / air |
B. Transformasi Energi dalam Tubuh Manusia
Makanan (energi kimia) → melalui pencernaan menjadi glukosa, asam lemak, asam amino → di mitokondria (respirasi) → ATP (kimia) → digunakan untuk:
Kontraksi otot (gerak)
Sintesis molekul (anabolisme)
Transport aktif (pompa ion)
Menghantarkan impuls saraf (listrik)
Menjaga suhu tubuh (panas)
Bagian 6: Hubungan Usaha dan Perubahan Energi Kinetik (Teorema Usaha-Energi)
A. Teorema Usaha-Energi Kinetik
Usaha total yang dilakukan pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut.
W_total = ΔEk = Ek_akhir - Ek_awal = ½ m v₂² - ½ m v₁²
Jika usaha positif → energi kinetik bertambah (benda dipercepat).
Jika usaha negatif → energi kinetik berkurang (benda diperlambat).
B. Contoh dalam Biologi
Saat otot melakukan usaha untuk mempercepat lengan, energi kinetik lengan bertambah.
Saat kita menangkap bola, tangan bergerak mundur (usaha negatif oleh otot) mengurangi energi kinetik bola.
Bagian 7: Daya (Power)
A. Definisi
Daya adalah laju usaha (energi) yang dilakukan per satuan waktu.
Rumus:
P = W / t atau P = F × v (untuk gaya konstan searah gerak)
P = daya (Watt, W)
W = usaha (J)
t = waktu (s)
B. Satuan Daya
1 Watt = 1 Joule/detik. Daya sering dinyatakan dalam kW (1000 W), atau tenaga kuda (HP, horsepower) dengan 1 HP = 746 W.
C. Daya dalam Sistem Biologi
Daya otot manusia: Rata-rata 100-200 W untuk aktivitas berkelanjutan, puncak hingga 1000 W (sprint).
Daya jantung: Sekitar 1-2 W.
Daya metabolisme basal (BMR): Rata-rata 70-80 W (sekitar 1700-2000 kkal/hari).
Daya fotosintesis per m² lahan: Sekitar 1-2 W/m² (efisiensi rendah).
Bagian 8: Hukum Kekekalan Energi Mekanik
A. Definisi
Jika hanya gaya konservatif (gravitasi, pegas) yang bekerja, maka energi mekanik total (Ek + Ep) adalah konstan.
Rumus:
Em_awal = Em_akhir Ek₁ + Ep₁ = Ek₂ + Ep₂
B. Contoh
Benda jatuh bebas: Ep berkurang, Ek bertambah, Em tetap.
Ayunan bandul: Energi berubah dari Ep maks di titik tertinggi menjadi Ek maks di titik terendah.
C. Dalam Biologi (Ada disipasi panas)
Pada sistem biologi selalu ada gaya non-konservatif (gesekan, hambatan udara, gaya otot). Hukum kekekalan energi mekanik tidak berlaku secara langsung karena energi mekanik berubah menjadi panas (dan bentuk lain). Namun, prinsip kekekalan energi total tetap berlaku: energi mekanik + panas + energi kimia + dll = konstan.
Bagian 9: Energi Terbarukan (Sinar Matahari, Ombak, Angin, Air)
Energi terbarukan adalah sumber energi yang dapat pulih secara alami dalam skala waktu manusia.
A. Energi Sinar Matahari (Surya)
Prinsip: Panel surya (fotovoltaik) mengubah cahaya langsung menjadi listrik; atau panel termal mengubah panas matahari untuk memanaskan air.
Kelebihan: Melimpah, tidak polusi saat operasi.
Kekurangan: Intermiten (malam, mendung), efisiensi konversi 15-22%.
Kaitan biologi: Fotosintesis adalah "panel surya biologis" dengan efisiensi sekitar 1-3% untuk biomassa total.
B. Energi Angin
Prinsip: Turbin angin mengubah energi kinetik angin menjadi energi listrik.
Lokasi ideal: Dataran tinggi, pantai, lepas pantai.
Contoh: PLTB di Sidrap (Sulsel), Jeneponto.
Dampak biologi: Potensi mengganggu jalur migrasi burung dan kelelawar.
C. Energi Air (Hidro)
Prinsip: Energi potensial air terjun/waduk diubah menjadi energi kinetik yang memutar turbin.
Jenis: PLTA (bendungan besar), PLTMH (mikrohidro, sungai kecil).
Dampak biologi: Waduk besar membanjiri hutan, mengganggu migrasi ikan, perubahan aliran sungai.
D. Energi Ombak
Prinsip: Mengubah gerak naik-turun ombak menjadi energi mekanik/listrik.
Teknologi: Kolom osilasi (OWC), pelampung, pressure differential.
Status: Masih dalam pengembangan, belum komersial luas di Indonesia.
Potensi: Pantai selatan Jawa, Nusa Tenggara.
E. Energi Lainnya (tidak diminta tetapi relevan)
Biomassa: Limbah pertanian, kayu, biogas dari kotoran ternak.
Geotermal (panas bumi): Kamojang, Lahendong, Ulubelu.
Bagian 10: Metabolisme (Respirasi, Fotosintesis)
A. Fotosintesis – Mengubah Energi Cahaya menjadi Kimia
Reaksi umum:
6 CO₂ + 6 H₂O + cahaya --> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Tempat: Kloroplas (tumbuhan, alga), membran fotosintetik (bakteri fotosintetik).
Tahapan:
Reaksi terang (dibutuhkan cahaya): Energi cahaya ditangkap klorofil → diubah menjadi ATP dan NADPH, serta O₂ dilepas dari fotolisis air.
Siklus Calvin (tidak langsung butuh cahaya): Menggunakan ATP dan NADPH untuk fiksasi CO₂ menjadi glukosa.
Efisiensi: Sekitar 1-3% dari total energi cahaya menjadi biomassa.
B. Respirasi Seluler – Mengubah Energi Kimia menjadi ATP
Reaksi umum (aerob):
C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ --> 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP (≈30-32 ATP) + panas
Tempat: Sitoplasma (glikolisis) dan mitokondria (siklus Krebs & rantai transport elektron).
Tahapan:
Glikolisis: Glukosa → 2 piruvat + 2 ATP (neto) + 2 NADH.
Dekarboksilasi oksidatif: Piruvat → asetil-KoA + NADH + CO₂.
Siklus Krebs: Asetil-KoA → CO₂ + ATP (GTP) + NADH + FADH₂.
Rantai transport elektron (fosforilasi oksidatif): NADH dan FADH₂ digunakan untuk menghasilkan banyak ATP (≈ 28-30) dengan O₂ sebagai akseptor elektron terakhir, menghasilkan H₂O.
Respirasi anaerob (fermentasi): Tanpa O₂, glukosa diubah menjadi asam laktat (hewan) atau etanol + CO₂ (ragi), hanya menghasilkan 2 ATP per glukosa.
C. Hubungan Fotosintesis dan Respirasi
Fotosintesis menyerap CO₂ dan melepas O₂; respirasi sebaliknya.
Dalam ekosistem, fotosintesis produsen menyediakan glukosa dan O₂ untuk konsumen dekomposer.
Siklus karbon di alam: Fotosintesis (penambatan C), respirasi (pelepasan C), pembakaran, dekomposisi.
Bagian 11: Makanan sebagai Sumber Energi
Makanan menyimpan energi kimia dalam ikatan molekul organik. Energi diukur dalam kalori (kal) atau kilokalori (kkal = 1000 kal). Dalam gizi, "kalori" pada label makanan sebenarnya adalah kkal.
A. Kandungan Energi (Atwater factor)
| Zat Gizi | Energi per gram (kkal/g) | Bentuk simpanan energi |
|---|---|---|
| Karbohidrat | 4 | Glikogen (hati, otot) |
| Protein | 4 | Asam amino, tidak disimpan khusus |
| Lemak | 9 | Trigliserida di jaringan adiposa |
| Alkohol (etanol) | 7 | Tidak sebagai nutrisi esensial |
B. Metabolisme Basal (BMR)
Energi minimal untuk mempertahankan fungsi vital (detak jantung, pernapasan, suhu tubuh) saat istirahat total. Rata-rata: 1.200-1.800 kkal/hari tergantung usia, jenis kelamin, massa otot.
C. Total Pengeluaran Energi Harian (TDEE)
= BMR + aktivitas fisik + efek termik makanan (TEF).
D. Contoh Perhitungan Energi
Sebuah nasi putih (100 g) mengandung sekitar 130 kkal. Makanan seperti nasi, lauk, sayur menyediakan energi untuk aktivitas sehari-hari.
E. ATP sebagai "Mata Uang" Sel
1 mol glukosa (180 g) menghasilkan 30-32 mol ATP.
1 mol ATP menyimpan sekitar 30,5 kJ (7,3 kkal) energi bebas.
Efisiensi respirasi: (energi dalam ATP) / (energi dalam glukosa) ≈ 30% (sisanya menjadi panas).
Bagian 12: Pencernaan Makanan – Mengubah Makanan Menjadi Molekul yang Dapat Diserap
Pencernaan adalah proses memecah makromolekul menjadi monomer yang dapat diserap usus dan masuk ke aliran darah. Proses ini melibatkan usaha mekanik dan kimiawi (enzim).
A. Tahapan dan Enzim (Ringkasan dari sistem pencernaan yang lalu, dititikberatkan pada energi)
| Organ | Substrat | Enzim / Zat | Produk |
|---|---|---|---|
| Mulut | Amilum (pati) | Amilase (ptialin) | Maltosa (disakarida) |
| Lambung | Protein | Pepsin | Pepton (polipeptida pendek) |
| Pankreas | Semua makronutrien | Amilase pankreas (pati), tripsin (protein), lipase (lemak), nuklease (DNA/RNA) | Maltosa, oligopeptida, asam lemak + monogliserida, nukleotida |
| Usus halus (brush border) | Disakarida, peptida, dinukleotida | Maltase, laktase, sukrosa, peptidase, nukleotidase | Glukosa + fruktosa + galaktosa, asam amino, basa nitrogen + gula |
B. Penyerapan (Absorpsi)
Monosakarida, asam amino, vitamin, mineral → darah (vena porta menuju hati).
Asam lemak + monogliserida → diserap sebagai kilomikron (limfe) → darah.
Air dan elektrolit diserap di usus besar.
C. Hubungan Pencernaan dengan Energi
Pencernaan mengubah makanan (energi kimia) menjadi bentuk yang dapat diangkut ke sel.
Sel kemudian menggunakan glukosa, asam lemak, asam amino untuk respirasi (menghasilkan ATP).
Efisiensi pencernaan tidak 100%; sekitar 5-10% energi makanan hilang dalam feses.
D. Kaitan Usaha dan Energi dalam Pencernaan
Usaha mekanik: Mengunyah (otot rahang), peristaltik (otot polos), pengadukan lambung.
Usaha kimia: Enzim menurunkan energi aktivasi, tetapi tidak mengubah energi total reaksi (hanya mempercepat).
Energi untuk kontraksi otot polos dan sekresi enzim berasal dari ATP (hasil respirasi sel).
Soal HOTS
Soal Nomor 1
Respirasi pada tumbuhan berlangsung pada . . .
A. siang hari
B. malam hari
C. sore hari
D. siang dan malam
(Sumber: soal nomor 9, halaman 3)
Soal Nomor 2
Respirasi pada kelompok hewan amfibia berlangsung melalui organ . . .
A. hidung
B. paru-paru
C. kulit
D. kulit dan paru-paru
(Sumber: soal nomor 10, halaman 3)
Soal Nomor 3
Konsumsi oksigen anak ayam dengan berat badan 110 gram (27 °C, 700 mmHg) adalah 550 ml O₂ per 10 menit. Laju respirasi anak ayam tersebut adalah ....
A. 28 ml O₂/gram/jam
B. 29 ml O₂/gram/jam
C. 30 ml O₂/gram/jam
D. 31 ml O₂/gram/jam
(Sumber: soal nomor 3, halaman 24)
Soal Nomor 4
Perhatikan gambar organ sistem pencernaan di bawah ini.
( Gambar organ pencernaan )
Organ yang menghasilkan empedu, hormon sekretin dan enzim untuk pencernaan lemak adalah ...
A. V, VI, XI
B. XI, XII, V
C. X, VI, XII
D. IV, V, VI
(Sumber: soal nomor 4, halaman 24)
Soal Nomor 5
Sebuah benda dengan massa 100 g bergerak konstan ke kanan dengan kecepatan 2 m/s. Kemudian, sebuah gaya konstan F dengan arah ke kiri bekerja pada benda, sampai benda bergerak ke kiri dengan kecepatan 1 m/s. Total usaha yang dilakukan gaya F adalah … mJ.
A. 250
B. 150
C. -150
D. -250
(Sumber: soal nomor 33, halaman 8)
Soal Nomor 6
Sebuah mesin listrik mengangkat sebuah beban 20 kg vertikal ke atas dengan kecepatan tetap 0,8 m/s selama 5 detik. Percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s². Jika efisiensi mesin 80%, daya listrik mesin tersebut adalah … W.
A. 220
B. 200
C. 180
D. 160
(Sumber: soal nomor 34, halaman 9)
Soal Nomor 7
Gambar berikut merupakan kurva jarak tempuh terhadap waktu dari seorang anak yang berangkat ke sekolah dengan mengendarai sepeda.
( Grafik )
Grafik tersebut menunjukkan bahwa selama keberangkatan ke sekolah, anak tersebut pernah berhenti sebelum sampai sekolah.
SEBAB
Garis-garis lurus pada kurva tersebut menunjukkan kecepatan sepeda sama dengan nol.
A. Keduanya Benar dan berhubungan
B. Keduanya Benar tetapi tidak berhubungan
C. Salah satu benar
D. Keduanya salah
*(Sumber: soal nomor 21, halaman 37, SEBAB-AKIBAT)*
Soal Nomor 8
Sebuah benda bermassa 5 kg ditembakkan vertikal dari suatu landasan. Energi kinetik benda pada ketinggian 0 m sampai 5 m terhadap landasan ditunjukkan pada tabel.
| Posisi terhadap landasan (m) | Energi kinetik (J) |
|---|---|
| 0 | 400 |
| 1 | 355 |
| 2 | 310 |
| 3 | 265 |
| 4 | 220 |
| 5 | 175 |
Pernyataan berikut berkaitan dengan gerak benda tersebut:
Percepatan benda sebesar 9,8 m/s².
Posisi 8,9 m di atas landasan adalah posisi tertinggi benda.
Ketika energi kinetik benda sama dengan 355 J, energi potensialnya sama dengan 220 J.
Energi potensial terbesar yang dapat dimiliki benda adalah 400 J.
Pernyataan yang benar adalah pernyataan nomor ....
A. 1 dan 3
B. 2 dan 3
C. 1 dan 4
D. 2 dan 4
*(Sumber: soal nomor 11, halaman 33-34, PAKETA FISIKA)*
Soal Nomor 9
Seorang anak mengendarai sepeda dengan kecepatan tetap. Suatu saat anak tersebut melempar sebutir telur vertikal ke arah atas relatif terhadapnya. Pernyataan berikut berkaitan dengan gerak tersebut:
Telur jatuh mengenai anak.
Gaya yang bekerja pada telur sama dengan berat telur.
Percepatan telur ketika naik dan ketika turun berlawanan arah.
Ketika telur bergerak turun, arah kecepatannya vertikal ke bawah relatif terhadap pohon di pinggir jalan.
Pernyataan yang benar adalah pernyataan nomor ....
A. 1 dan 2
B. 1, 2, dan 3
C. 2, 3, dan 4
D. 4
(Sumber: soal nomor 12, halaman 34, PAKETA FISIKA)
Soal Nomor 10
Gambar berikut merupakan grafik kecepatan setiap saat dari suatu benda yang bergerak dari titik O sampai titik U.
( Grafik kecepatan terhadap waktu )
Benda bergerak diperlambat pada saat menempuh lintasan ….
A. OP dan TU
B. QR dan TU
C. OP, QS dan TU
D. QS
*(Sumber: soal nomor 12, halaman 41-42, TIPE-1)*
Soal Nomor 11
Sebuah mesin listrik digunakan untuk menarik balok bermassa 100 kg yang sedang diam, dengan gaya konstan. Gaya gesek antara lantai dan balok dianggap konstan sebesar 30 N. Jika saat berpindah sejauh 1 m, kecepatan benda 0,20 m/s, usaha yang dilakukan mesin pada balok sebesar … joule.
A. 230
B. 50
C. 32
D. 2
*(Sumber: soal nomor 14, halaman 42, TIPE-1)*
Soal Nomor 12
Sebuah benda bermassa 20 gram dilepaskan dari ketinggian 8 m di atas lantai. Percepatan gravitasi di tempat itu 10 m/s². Pernyataan berikut berhubungan dengan keadaan benda saat satu sekon setelah dilepaskan.
Energi kinetik lebih kecil dari energi potensial.
Energi potensial menjadi 5/8 dari semula.
Benda berada 5 m di atas lantai.
Kecepatan benda 10 m/s.
Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor ….
A. 1 dan 4
B. 1, 2 dan 4
C. 1, 2, 3 dan 4
D. 4
*(Sumber: soal nomor 26, halaman 46, TIPE-2)*
Soal Nomor 13
Sebuah benda berada di lantai kasar dan diikatkan pada ujung sebuah pegas mendatar dengan konstanta pegas 40 N/m. Ujung lain pegas diikatkan pada dinding. Benda digeser, sehingga pegas memanjang sebesar 1 cm, kemudian dilepaskan. Benda berhenti tepat di titik seimbang. Jika dinyatakan bahwa:
energi mekanik berkurang,
besar gaya gesek antara benda dan lantai sama dengan 0,2 N,
usaha gaya gesek sebesar energi potensial maksimum,
usaha gaya gesek sebesar 0,001 joule,
pernyataan yang benar adalah ….
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 1, 2, 3, dan 4
*(Sumber: soal nomor 30, halaman 48, TIPE-2)*
Soal Nomor 14
Energi kinetik merupakan besaran turunan dari besaran-besaran pokok berupa massa dan kecepatan.
SEBAB
Besarnya energi kinetik suatu benda dipengaruhi oleh massa dan kecepatan gerak benda tersebut.
A. Keduanya Benar dan berhubungan
B. Keduanya Benar tetapi tidak berhubungan
C. Salah satu benar
D. Keduanya salah
*(Sumber: soal nomor 36, halaman 50, SEBAB-AKIBAT)*
Soal Nomor 15
Sebuah bandul sederhana berayun di dalam air. Amplitudo simpangan bandul makin lama makin kecil dan pada akhirnya bandul berhenti.
SEBAB
Selama berayun jumlah energi potensial dan energi kinetik bandul berkurang.
A. Keduanya Benar dan berhubungan
B. Keduanya Benar tetapi tidak berhubungan
C. Salah satu benar
D. Keduanya salah
*(Sumber: soal nomor 40, halaman 50, SEBAB-AKIBAT)*
Soal Nomor 16
Sebuah benda berada di dasar bidang miring licin, dengan kemiringan 30°. Benda itu diberi kecepatan awal, sehingga bergerak naik pada bidang miring sejauh 1 m, sebelum mulai bergerak turun. Jika g adalah percepatan gravitasi, kecepatan awal benda itu adalah .... Diketahui sin 30° = 0,5 dan cos 30° = 0,5√3.
A. 0,5√g
B. √(2g)
C. √g
D. √(3g)
*(Sumber: soal nomor 25, halaman 60-61, Kumpulan Soal OSN)*
Soal MOTS
1. Dari ketinggian tertentu, sebuah benda bermassa 0,01 kg ditembakkan vertikal ke atas dengan laju awal 10 m/s. Setelah naik 1 m, lajunya menjadi 8 m/s. Jika percepatan gravitasi dianggap 10 m/s², maka berkurangnya energi mekanik benda akibat gesekan dengan udara sekitarnya adalah ....
A. 0,01 joule
B. 0,08 joule
C. 0,32 joule
D. 0,64 joule
Jawaban: B. 0,08 joule
2. Dua orang A dan B mengangkat beban yang massanya sama dengan laju konstan dan perubahan ketinggian yang sama, tetapi dengan selang waktu yang berbeda. Perbedaan itu menunjukkan bahwa ....
A. tenaga A berbeda dengan tenaga B
B. gaya angkat A berbeda dengan gaya angkat B
C. tenaga dan gaya angkat A berbeda dengan tenaga dan gaya angkat B
D. daya A berbeda dengan daya B
Jawaban: D. daya A berbeda dengan daya B
3. Sebuah mesin menyebabkan benda bergerak dengan kecepatan 8 m/s setelah bekerja selama 20 detik. Jika massa benda 250 kg, maka daya mesin tersebut adalah ... watt.
A. 800
B. 400
C. 1000
D. 2000
Jawaban: B. 400 watt
4. Sebuah bola bermassa 50 g dilempar vertikal ke atas dengan laju awal 10 m/s. Energi potensial bola bertambah 2,4 joule setelah bola bergerak selama ....
A. 0,8 detik
B. 0,6 detik
C. 1,0 detik
D. 1,2 detik
Jawaban: A. 0,8 detik
5. Sebuah benda menuruni bidang miring kasar. Jika ΔEk dan ΔEp berturut-turut adalah perubahan energi kinetik dan perubahan energi potensial, pernyataan berikut yang benar adalah ....
A. ΔEk < -ΔEp
B. ΔEk < ΔEp
C. ΔEk > ΔEp
D. ΔEk > -ΔEp
Jawaban: A. ΔEk < -ΔEp
6. Sebuah benda bermassa m diangkat oleh gaya F di atas permukaan bumi, sehingga naik setinggi h. Jika selama bergerak naik kecepatan benda konstan, usaha yang dilakukan gaya F adalah ... yang dilakukan gaya gravitasi bumi.
A. sama dengan
B. negatif dari
C. lebih dari
D. kurang dari
Jawaban: B. negatif dari
7. Sebuah benda bermassa 10 kg meluncur di bidang datar licin. Kemudian, sebuah gaya 10 N bekerja pada benda selama 10 s berlawanan arah gerak benda, sehingga energi kinetik benda menjadi 600 J. Energi kinetik benda mula-mula adalah ... J.
A. 1100
B. 650
C. 150
D. 100
Jawaban: Tidak ada jawaban yang sesuai. Hasil perhitungan menunjukkan 2195 J.
8. Sebuah bola bermassa 500 g dilemparkan vertikal ke atas. Selama bola bergerak, sebuah gaya tetap 1 N dengan arah vertikal ke atas bekerja pada bola. Ketika mencapai posisi tertinggi, energi kinetik bola telah berkurang sebesar 16 J dari nilainya sewaktu dilemparkan. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², di posisi tertinggi energi potensial bola adalah ... J.
A. 18
B. 20
C. 24
D. 28
Jawaban: B. 20 J
9. Sebuah komedi putar yang dayanya 300 watt dan periodanya 5 menit berputar sebanyak lima putaran penuh. Energi yang digunakannya adalah... .
A. 15 kJ
B. 75 kJ
C. 90 kJ
D. 450 kJ
Jawaban: D. 450 kJ
10. Berat benda di permukaan bumi adalah... .
A. aksi dari gaya normal
B. gaya gravitasi benda yang bekerja pada bumi
C. gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda
D. massa benda ketika diam
Jawaban: C. gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda
11. Jika sebuah balok bergerak menuruni bidang miring kasar, maka ...
A. usaha gaya gravitasi pada balok lebih besar dari perubahan energi potensial balok
B. energi mekaniknya bertambah
C. jumlah energi kinetik dan energi potensialnya berkurang
D. usaha gaya gesek sama dengan perubahan energi kinetik balok
Jawaban: C. jumlah energi kinetik dan energi potensialnya berkurang
12. Dalam penggunaan bidang miring, maka keuntungan mekanis dapat diperbesar dengan cara ...
A. memperpendek lintasan bidang miring
B. memperbesar sudut kemiringan bidang miring
C. memperkecil sudut kemiringan bidang miring
D. mengurangi gaya yang digunakan untuk menggerakkan benda
Jawaban: C. memperkecil sudut kemiringan bidang miring
13. Energi yang kita gunakan ada yang bisa diperbaharui ada yang tidak dapat diperbaharui. Tiga bentuk energi yang dapat diperbaharui adalah energi ...
A. gelombang air laut, minyak bumi dan angin
B. minyak bumi, gas alam dan angin
C. gas alam, matahari dan minyak bumi
D. gelombang air laut, matahari dan angin
Jawaban: D. gelombang air laut, matahari dan angin
14. Benda bermassa 2 kg berpindah sejauh 5 m akibat gaya 100 N yang arahnya membentuk sudut 60° terhadap perpindahan itu (sin 60° = 0,85 ; cos 60° = 0,5). Usaha yang dilakukan gaya tersebut adalah ...
A. 500 joule
B. 425 joule
C. 250 joule
D. 50 joule
Jawaban: C. 250 joule
15. Pegas dengan konstanta pegas 600 N/m, digantungi beban sehingga pegas teregang sepanjang 20 cm, energi potensial pegas itu adalah ...
A. 120 joule
B. 24 joule
C. 12 joule
D. 1,6 joule
Jawaban: C. 12 joule
16. Benda yang massanya 0,5 kg terikat di salah satu ujung pegas. Benda itu bergetar dengan amplitudo 4 cm. Jika konstanta pegas k = 1000 N/m, maka energi kinetik pada saat simpangan benda itu 2 cm adalah ...
A. 2,0 joule
B. 1,0 joule
C. 0,8 joule
D. 0,6 joule
Jawaban: D. 0,6 joule
17. Bola bermassa 0,6 kg jatuh dari ketinggian 5 m. Jika percepatan gravitasi g = 10 m/s², maka pada saat berada di ketinggian 3 m energi mekanik bola itu adalah ...
A. 48 joule
B. 30 joule
C. 18 joule
D. 12 joule
Jawaban: B. 30 joule
18. Sebuah benda berada di bidang miring yang licin. Posisi vertikal benda terhadap dasar bidang miring 1 m. Mula-mula benda ditahan diam, lalu dilepaskan. Benda bergerak menuruni bidang miring. Sampai di dasar bidang miring benda bergerak horizontal di bidang yang kasar, lalu berhenti. Jika massa benda 50 gram dan percepatan gravitasi 10 m/s², besar usaha yang dilakukan gaya gesek antara benda dan bidang horizontal adalah ...
A. 0,40 joule
B. 0,45 joule
C. 0,48 joule
D. 0,50 joule
Jawaban: D. 0,50 joule
19. Aliran air dengan laju 5 m/s menggerakkan turbin generator listrik mini, sehingga menghasilkan listrik 32 W. Jika efisiensi proses transformasi energi itu 80%, dan massa jenis air 1 gram/cm³, maka debit air tersebut adalah ...
A. 4,2 liter/sekon
B. 3,6 liter/sekon
C. 3,2 liter/sekon
D. 2,8 liter/sekon
Jawaban: C. 3,2 liter/sekon
Subscribe by Email
Follow Updates Articles from This Blog via Email
No Comments