MATERI BAB 3 USAHA DAN ENERGI ( CORDELLIA CALISTA A. XI MIA 7 / 10 )

USAHA DAN ENERGI

1.     Usaha

Usaha didefinisikan sebagai hasil perkalian antara perpindahan titik tangkapnya dengan komponen gaya pada arah perpindahan. Bila usaha kita simbolkan  dengan W, gaya F, dan perpindahan s, maka :

W = F . s

                                                                                    

Jika sudut yang dibentuk oleh gaya F dengan perpindahan s adalah θ, besarnya usaha dapat dituliskan sebagai :

W = (F cos q) . s

                                                                                                     

Berdasarkan rumus W = (F cos q) . s yang dilakukan :

-          Berbanding lurus dengan besarnya gaya

-          Berbanding lurus dengan perpindahan benda

-          Bergantung pada sudut antara arah gaya dan perpindahan benda

          Hubungan arah gaya dan perpindahan:

·         Jika q = 0°, arah gaya berimpit dengan arah perpindahan, W = F . S

·         Jika q = 90°, arah gaya tegak  lurus dengan arah perpindahan, cos 90° = 0, dikatakan gaya tidak melakukan usaha

·         Jika s = 0, berarti gaya tidak menyebabkan benda berpindah, maka usaha yang dilakukan nol. Misal anda mendorong tembok, tembok tidak bergerak maka dalam hal ini anda tidak melakukan usaha.

Satuan usaha:

1 joule = 1 N/m

                                                                                               

1.1  Usaha Positif

            Jika arah gaya searah dengan arah perpindahan maka dikatakan bahwa usahanya positif.

1.2  Usaha oleh Beberapa Gaya

	Wtotal = Ftotal . s

 

                                                                                 

1.3  Usaha Negatif

            Jika arah gaya terhadap arah perpindahan membentuk sudut 180° atau berlawanan arah.

W = -F . s

           

Berdasarkan gambar diatas :

FAB = -FBA

Contoh dari usaha negative adalah arah gaya gesek yang berlawanan arah dengan arah perpindahan.

2.     Energi

2.1 Energi Potensial

      Energi Potensial adalah energi yang tersimpan dalam sebuah benda atau dalam suatu keadaan tertentu.

2.2 Energi dan Sumber-sumbernya

      - Energi Bahan Bakar Fosil

      - Energi Air

      - Energi Cahaya Matahari

      - Energi Angin

      - Energi Nuklir

      - Energi Geotermal

2.3 Energi Potensial Gravitasi

EP = m.g.h

                                                                                    

Dengan :

m = massa (kg)

g = ketetapan gravitasi (9,8 m/s²)

h = tinggi (m)

            2.4 Energi Potensial Elastis Pegas

EP = ½ k. x2

                                                                                                      

                    Dengan :

                    K = konstanta pegas
        x = jarak (m)

           

            2.5 Energi Kinetik

                  Energi yang dimiliki benda karena benda bergerak. Dengan rumus :

Ek = ½ m (vt2- V02)

                 

Ek = ½ m v2

                  Jika mula – mula mobil diam, v₀ = 0 , maka :

                  Ek = energi kinetik (joule)

                  m = massa benda (kg)

                  v = kecepatan gerak (m/s)

3.     Hukum Kekekalan Energi Mekanik

	(EP + EK)t1 = (EP + EK)t2                                                         mgh1 + 1/2 mv12 = mgh2 + ½ mv2

 

4.     Daya

Daya adalah kemampuan untuk melakukan usaha tiap satu satuan waktu.

dirumuskan sebagai :

 P = W/T

P = daya (watt)

W = usaha (joule)

T = waktu (s)

Satuan usaha

1 watt = 1 joule/s

1 kW = 1000 watt

1 kWh = 3,6 x 10⁶ joule

1 HP = 746 watt

Jika gaya yang dilakukan membentuk sudut θ terhadap bidang datar, maka besarnya daya P dapat dituliskan dengan :

P = F.v cos θ