2 belajar. Sehingga guru dapat merancang proses pembelajaran dan proses pembelajaran
dapat dilaksanakan dengan baik. Penelitian mengenai konsepsi dalam fisika sudah pernah dilakukan oleh
beberapa mahasiswa pendidikan fisika FSM UKSW dengan berbagai materi tentang fisika. Diantaranya, konsepsi siswa mengenai pembentukan bayangan pada lensa
cembung Nuridawati[7] dan Konsepsi siswa tentang pembentukan bayangan oleh lubang kecil Margareta L.T. Kalumbang[6]. Berdasarkan banyaknya konsepsi dalam
beberapa materi yang telah ditemukan peneliti sebelumnya, maka akan dilakukan penelitian mengenai konsepsi siswa tentang usaha dan energi.
Topik ini dipilih karena topik ini merupakan topik dasar, dan konsep usaha memiliki pengertian yang berbeda dalam dalam ilmu fisika dan dalam kehidupan sehari
– hari. Berdasarkan pengalaman peneliti pada saat melaksanakan program pengalaman lapangan PPL, diketahui bahwa masih banyak siswa yang kurang memahami
perbedaan pengertian tersebut. Permasalahan yang diteliti pada penelitian ini adalah bagaimana konsepsi siswa
mengenai konsep usaha dan energi? Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui konsepsi siswa tentang usaha dan
energi. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bagi guru fisika khususnya tentang konsepsi siswa mengenai konsep usaha dan energi, sehingga guru
dapat merancang pembelajaran yang dapat memperbaiki kesalahan siswa.
2. Dasar Teori
2.1. Konsep, Konsepsi
Konsep adalah abstraksi yang mewakili satu kelas[2] benda – benda, kejadian – kejadian, situasi – situasi atau ciri – ciri khas yang terwakili dalam setiap budayanya oleh
suatu tanda atau simbol. Dengan kata lain konsep merupakan abstraksi dari ciri – ciri sesuatu yang mempermudah komunikasi antara manusia dan yang memungkinkan
manusia berfikir bahasa adalah alat berfikir. Pengertian atau penafsiran terhadap suatu konsep tertentu dalam pikiran seseorang disebut sebagai konsepsi[1]. Konsepsi
seseorang berbeda satu dengan yang lain, karena setiap orang memiliki pemahaman awal yang berbeda berdasarkan pengalamannya sehari – hari.
2.2. Usaha atau Kerja
Jika gaya F konstan yang bekerja pada benda menyebabkan benda berpindah, maka usaha yang dilakukan oleh gaya pada benda didefinisikan sebagai perkalian skalar
antara besar gaya F dan jarak s yang ditempuh oleh benda dalam geraknya. Usaha adalah besaran skalar, yaitu hanya mempunyai besar[4, 8].
Secara metematis dapat dituliskan sebagai berikut : = ∙ 1
3 Dengan tanda titik dot menyatakan perkalian skalar dot. Usaha yang
dilakukan oleh gaya pada benda gambar 1 didefinisikan sebagai perkalian antara komponen gaya sepanjang garis gerak dengan jarak s yang ditempuh sepanjang garis
tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gaya F sepanjang pergeseran tersebut adalah = cos s 2
Gambar 1.
Usaha yng dilakukan oleh gaya F yang membentuk sudut terhadap perpindahan adalah
= cos .
Usaha dapat berharga positif, negatif, atau nol[8]. Pada saat gaya mempunyai komponen dalam arah yang sama dengan perpindahan benda
0 ≤ 90°, maka usaha W yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah positif. Pada saat gaya F mempunyai
komponen yang berlawanan arah dengan perpindahan benda 90 ≤ 180°, maka
usaha W yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah negatif. Dan pada saat gaya tegak lurus terhadap perpindahan benda
= 90° maka usaha W yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah nol.
2.3. Hubungan usaha dan energi kinetik
Sebuah benda bermassa m bergerak pada garis lurus dengan laju awal . Untuk
mempercepat benda tersebut secara beraturan sampai laju , diberikan gaya F konstan
yang sejajar dengan arah geraknya sejauh s. Besarnya percepatan yang dialami oleh benda dapat dihitung menggunakan persamaan :
[ =
+ 2 − ] 3 sehingga diperoleh :
= 4
Dengan menerapkan hukum Newton II ∑ = 5
Maka besarnya usaha yang bekerja dapat diitung dengan mensubstitusikan persamaan 4 dan 5 ke persamaan 1 sehingga diperoleh :
= = =
= − 6
F F cos
s
4 Besaran
dinamakan energi kinetik. Energi kinetik merupakan besaran skalar, energi ini bergantung pada massa dan laju benda. Dengan demikian persamaan
6 diatas dapat ditulis, =
− = ∆
7 Persamaan tersebut dapat dikatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya total pada
sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetiknya[4,8]. Persamaan ini dikenal dengan sebutan ‘’teorema usaha –energi kinetik’’.
2.4. Hubungan Usaha dengan Energi Potensial Gravitasi.
Sebuah benda bermassa m bergerak sepanjang sumbu y. Gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah gaya berat w = mg dan gaya lain yang mungkin muncul
+ ,-. Ketika sebuah benda jatuh dari ketinggian . menuju . yang lebih rendah, gaya berat dan perpindahan benda pada arah yang sama sehingga usaha
01
yang dilakukan oleh gaya berat adalah positif[6].
01
= = 2 . − .
01
= 3. − .
01
= 3. − 3. 8
Besaran 3. dinamakan energi potensial gravitasi. Energi ini bergantung pada
massa, percepatan gravitasi dan ketinggian benda. Dengan demikian persamaan 8 diatas dapat ditulis :
01
= −
4
−
4 01
= −∆
4
9 Ketika benda bergerak naik dan
. lebih besar dari . , usaha
01
yang dilakukan oleh gaya berat adalah negatif karena gaya berat dan perpindahan benda
saling berlawanan arah[8]. 2.5.
Hukum Kekekalan Energi Mekanik. Energi mekanik adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik. Secara
matematis ditulis :
5
=
4
+ 10
Hukum kekekalan energi berbunyi sebagai berikut : ‘’ jika hanya gaya – gaya konservatif yang bekerja, energi mekanik total dari sebuah sistem tidak bertambah
maupun berkurang pada proses apapun. Energi tersebut tetap konstan-kekal’’[3].
5
3. Metodologi Penelitian
