USAHA DAN ENERGI. W = F.s Satuan usaha adalah joule (J), di mana: 1 joule = (1 Newton).(1 meter) atau 1 J = 1 N.m

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "USAHA DAN ENERGI. W = F.s Satuan usaha adalah joule (J), di mana: 1 joule = (1 Newton).(1 meter) atau 1 J = 1 N.m"

Suhendra Ari Sugiarto
7 tahun lalu
Tontonan:

1 USAHA DAN ENERGI Usaha (W) yang dilakukan pada sebuah benda oleh suatu gaya tetap (tetap dalam besar dan arah) didefinisikan sebagai perkalian antara besar pergeseran (s) dengan komponen gaya (F) yang sejajar dengan pergeseran tersebut. W = F.s Satuan usaha adalah joule (J), di mana: 1 joule = (1 Newton).(1 meter) atau 1 J = 1 N.m

2 Contoh 1: Sebuah kotak ditarik P η sepanjang lantai dengan gaya tetap P = 50 N dengan α cos α = 0,8 dengan arah gerak. Gaya lain pada kotak f s adalah berat w, gaya normal η oleh lantai dan gaya gesek f k = 15 N. Berapakah usaha w yang dilakukan bila kotak bergerak sepanjang lantai ke kanan sejauh s = 20 m? Energi Kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak sehingga memiliki kemampuan untuk melakukan usaha. F.s = ½.m.v 22 ½.m.v 1 2 di mana besaran ½.m.v 2 disebut energi kinetik benda (K). W = F.s = K 2 K 1 = K

3 Contoh 2: Dari contoh 1, hitunglah perubahan energi kinetik jika kecepatan awal kotak v 1 = 4 m/s dan massa kotak adalah 10 kg. f s η α P w Contoh 3: Berapa banyak usaha yang dibutuhkan untuk mempercepat mobil dengan massa 1000 kg dari 20 m/s menjadi 30 m/s?

4 Energi Potensial Gravitasi adalah energi yang berhubungan dengan berat dan ketinggian suatu benda relatif terhadap tanah. F.s = m.g.y 2 m.g.y 1 di mana besaran m.g.y disebut energi potensial gravitasi (U). W = F.s = U 2 U 1 = U Contoh 4: Sebuah mobil 1000 kg bergerak dari titik A ke titik B dan C. a. Berapa energi potensial gravitasinya di titik B dan C relatif terhadap titik A? b. Berapa perubahan energi potensial dari B ke C? B A 10 m 20 m C

5 Hukum Kekekalan Energi Mekanik Jika hanya gaya-gaya konservatif yang bekerja, maka energi mekanik total suatu sistem tidak akan bertambah maupun berkurang dalam setiap proses. ½.m.v 22 + m.g.y 2 = ½.m.v 12 + m.g.y 1 Contoh 5: Sebuah benda meluncur ke bawah sepanjang lintasan lengkung yang merupakan kuadran suatu lingkaran dengan jejari R = 1 m. Bila benda mulai dari diam dan tidak ada gesekan, hitunglah kecepatannya di dasar lintasan! 1 R 2

6 Contoh 6: Sebuah mobil berada di puncak bukit dengan ketinggian 40 m. a. Berapa kecepatan mobil pada kaki bukit? b. Pada ketinggian berapa mobil memiliki setengah dari kecepatan di kaki bukit? y Energi Potensial Elastik adalah energi yang berhubungan dengan benda yang terdeformasi, dan setelah terdeformasi, benda tersebut akan kembali ke bentuk dan ukuran semula. W = ½.k.x 22 ½.k.x 1 2 di mana k adalah konstanta pegas dan besaran ½.k.x 2 disebut energi potensial elastik (U).

7 x F = k.x P Contoh 7: Bila sebuah keluarga beranggotakan empat orang dengan massa total 200 kg masuk ke dalam mobil bermassa 1200 kg, tekanan pada pegas mobil 3 cm. a. Berapakah konstanta pegas pada pegas mobil tersebut, asumsikan bahwa pegasnya adalah pegas tunggal? b. Seberapa mobil menjadi lebih rendah jika dibebani 300 kg?

8 Contoh 8: x P Jika konstanta pegas k = 24 N/m, dan massa benda 4 kg. Mula-mula benda diam, kemudian pegas ditarik 0,5 m dan dilepaskan kembali. Berapakah kecepatan benda ketika pegas tertarik 0,3 m? Anggap benda terletak pada bidang yang licin. Daya didefinisikan sebagai laju usaha yang dilakukan atau laju energi yang ditransformasikan. P = W t Satuan daya adalah Watt (W), di mana: 1 watt = 1 joule/s sering juga disebut horsepower (hp)/daya kuda (dk), 1 dk = 746 watt

9 Contoh 9: Seorang pelari (m = 70 kg) berlari menaiki deretan anak tangga yang panjangdalam waktu 4 s. Tinggi vertikal tangga adalah 4,5 m. Berapakah keluaran daya pelari tersebut? Contoh 10: Sebuah mobil dengan massa 1500 kg meluncur di atas jalan dengan sudut 30 mengarah ke atas dengan kecepatan tetap 45 km/jam. Jika gesekan ban dengan jalan diabaikan, tentukan usaha yang dilakukan mesin selama 5 menit dan daya untuk memperolehnya!

dokumen-dokumen yang mirip

d r 5. KERJA DAN ENERGI F r r r 5.1 Kerja yang dilakukan oleh gaya konstan

d r 5. KERJA DAN ENERGI F r r r 5.1 Kerja yang dilakukan oleh gaya konstan 5. KERJA DAN ENERGI 5. Kerja yang dilakukan oleh gaya konstan F r θ d r Kerja hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan r r W = F d = F// d = Fd cosθ Kerja (Joule)