Modul Ajar & RPP Fisika Kelas X
Usaha dan Daya

Waktu pengerjaan: 25 menit

Tujuan: Menganalisis konsep usaha dan daya dalam berbagai aktivitas sehari-hari dan menghitungnya.

Petunjuk: 1) Berdoalah sebelum mulai. 2) Kerjakan langkah secara berurutan dan diskusikan dalam kelompok. 3) Catat temuan di tabel, lalu simpulkan berdasarkan bukti.

Info singkat: Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan kata 'usaha' dan 'daya' untuk menggambarkan suatu aktivitas. Namun, dalam fisika, kedua istilah ini memiliki definisi yang lebih spesifik dan terukur.

Alat & bahan: Meteran, stopwatch, beban (buku/tas), tangga atau kursi

Langkah kerja:

1. Tentukan resultan gaya pada balok berikut, lalu hitung usaha yang dilakukan bila balok berpindah sejauh 4 m.

2. Amati gambar berikut, lalu diskusikan dalam kelompok apakah ada usaha yang dilakukan pada setiap situasi.
3. Untuk setiap situasi, identifikasi gaya yang bekerja dan perpindahan yang terjadi. Tentukan arah gaya dan arah perpindahan.
4. Jika ada usaha, hitung besar usahanya dengan rumus W = F. S cos θ. Catat hasilnya pada tabel.
5. Lakukan percobaan menaiki tangga. Ukur tinggi tangga dan waktu yang kamu butuhkan untuk naik. Catat massa tubuhmu.
6. Hitung daya yang kamu hasilkan saat menaiki tangga. Bandingkan dengan hasil teman sekelompokmu.

🔒 Tabel kerja dan lembar refleksi murid tidak ditampilkan di pratinjau — keduanya ada di berkas unduhan.

Asesmen awal (diagnostik):

1. Apa yang kamu ketahui tentang gaya?
2. Apa yang dimaksud dengan perpindahan?
3. Berikan contoh aktivitas sehari-hari yang menurutmu melibatkan 'usaha'.

Formatif (proses): Observasi partisipasi aktif peserta didik dalam diskusi kelompok dan kelengkapan pengisian LKPD.

Sumatif (akhir): Tes tertulis untuk mengukur pemahaman konsep usaha dan daya serta kemampuan perhitungan.

🔒 Rubrik KKTP dan kunci jawaban tidak ditampilkan di pratinjau — rubrik ada di berkas unduhan, kunci jawaban khusus member Paket Lengkap.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menggunakan kata 'usaha' dan 'daya' untuk menggambarkan suatu aktivitas. Namun, dalam fisika, kedua istilah ini memiliki definisi yang lebih spesifik dan terukur. Memahami konsep usaha dan daya sangat penting untuk menganalisis bagaimana energi ditransfer dan seberapa cepat transfer energi itu terjadi dalam berbagai sistem fisik, mulai dari aktivitas sederhana hingga mekanisme mesin yang kompleks.

1. Pengertian Usaha dalam Fisika
Usaha (Work) dalam fisika didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya yang bekerja pada suatu benda dengan perpindahan benda tersebut yang searah dengan arah gaya. Usaha adalah besaran skalar dan memiliki satuan Joule (J). Usaha dilakukan jika ada gaya yang menyebabkan benda berpindah. Jika gaya tidak menyebabkan perpindahan, atau jika arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan, maka usaha yang dilakukan adalah nol. Misalnya, mendorong tembok tidak menghasilkan usaha karena tembok tidak berpindah, atau membawa tas sambil berjalan di jalan datar juga tidak menghasilkan usaha karena gaya angkat tas tegak lurus dengan arah perpindahan horizontal.

2. Rumus Perhitungan Usaha
Secara matematis, usaha (W) dihitung dengan rumus W = F . s cos θ, di mana F adalah besar gaya yang bekerja (dalam Newton), s adalah besar perpindahan benda (dalam meter), dan θ adalah sudut antara arah gaya dan arah perpindahan. Jika gaya searah dengan perpindahan, maka θ = 0°, dan cos 0° = 1, sehingga W = F . s. Jika gaya berlawanan arah dengan perpindahan, maka θ = 180°, dan cos 180° = -1, sehingga W = -F . s (usaha negatif). Usaha positif berarti gaya membantu perpindahan, sedangkan usaha negatif berarti gaya menghambat perpindahan.

3. Hubungan Usaha dan Energi Kinetik
Usaha memiliki hubungan erat dengan energi. Menurut Teorema Usaha-Energi Kinetik, usaha total yang dilakukan pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Jika usaha positif dilakukan pada benda, energi kinetiknya akan bertambah, sehingga kecepatannya meningkat. Sebaliknya, jika usaha negatif dilakukan, energi kinetiknya akan berkurang, dan kecepatannya melambat. Konsep ini fundamental dalam memahami dinamika gerak benda dan transfer energi.

4. Pengertian Daya dalam Fisika
Daya (Power) adalah laju di mana usaha dilakukan atau energi ditransfer. Daya menunjukkan seberapa cepat suatu pekerjaan dilakukan. Dalam fisika, daya adalah besaran skalar dan memiliki satuan Watt (W), yang didefinisikan sebagai satu Joule per detik (J/s). Konsep daya sangat relevan dalam menilai efisiensi suatu mesin atau kemampuan seseorang dalam melakukan pekerjaan. Mesin dengan daya yang lebih besar dapat melakukan usaha yang sama dalam waktu yang lebih singkat, atau melakukan usaha yang lebih besar dalam waktu yang sama.

5. Rumus Perhitungan Daya
Daya (P) dihitung dengan membagi usaha (W) yang dilakukan dengan selang waktu (t) yang dibutuhkan untuk melakukan usaha tersebut. Rumusnya adalah P = W/t. Daya juga dapat dinyatakan sebagai hasil kali gaya (F) dengan kecepatan (v) benda, jika gaya tersebut konstan dan searah dengan kecepatan, yaitu P = F . v. Pemahaman tentang daya memungkinkan kita untuk membandingkan kinerja berbagai peralatan atau sistem, misalnya membandingkan daya mesin mobil atau daya angkat sebuah lift.

Rangkuman: Usaha adalah transfer energi yang terjadi ketika gaya menyebabkan perpindahan searah gaya, dihitung dengan W = F . s cos θ. Daya adalah laju transfer energi atau laju melakukan usaha, dihitung dengan P = W/t. Usaha dan daya adalah konsep penting untuk menganalisis efisiensi dan kinerja dalam berbagai fenomena fisika dan aplikasi teknologi.

🔒 Daftar pustaka tidak ditampilkan di pratinjau — ada di berkas unduhan.

Modul ajar "Usaha dan Daya" mata pelajaran Fisika Kelas X ini disusun sesuai ketentuan Kurikulum Merdeka · Pembelajaran Mendalam dan dinyatakan dapat digunakan dalam pembelajaran Tahun Pelajaran 2026/2027.

Rujukan: Permendikdasmen No. 13 Tahun 2025 (Pembelajaran Mendalam) · Permendikdasmen No. 1 Tahun 2026 (Standar Proses) · CP: Kepka BSKAP No. 046/H/KR/2025