USAHA DAN ENERGI
USAHA DAN ENERGI Usaha Daya Energi Gaya konservatif & non Kekekalan Energi
USAHA Usaha/kerja : memaparkan bagaimana dikerahkannya gaya pada benda, hingga bendab berpindah. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda oleh gaya tetap F (besar & arahnya) didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan s dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan itu.
Usaha
USAHA Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan : W F s
USAHA Usaha yang dilakukan oleh gaya yang berubah : selisih tenaga W F F x 2 F( x) x 1 mg kx dx W W mgh 1 2 2 kx 2 2 mgh 1 2 1 kx 2 1
Gaya mana saja yang menyebabkan usaha
1. Apply the work equation to determine the amount of work done by the applied force in each of the three situations described below.
DAYA P dw dt usaha yang dilakukan oleh benda persatuan waktu. laju usaha yang dilakukan terhadap waktu (cepatnya energi dipindahkan)
Daya ( Power ) P W t
Tenaga kinetik Tenaga kinetik dimiliki oleh benda yang mampunyai massa m dan bergerak dengan kelajuan v Satuan tenaga :
Energi Kinetik EK 1 2 mv 2 Energi: kemampuan melakukan usaha. Benda yang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan usaha, sehingga dapat dikatakan memiliki energi. Energi gerakan ini disebut energi kinetik (bahasa Yunani kinetikos berarti gerakan ). Usaha total yang dilakukan pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetik benda itu (prinsip usaha-energi)
Tenaga Potensial Tenaga yang dimiliki benda karena posisi dari titik acuannya. Ep = m g h
Energi Potensial Gravitasi Energi potensial, yakni energi yang berkaitan dengan gaya yang bergantung pada posisi benda atau susunan benda. Misal : gaya gravitasi (berarah vertikal) usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi hanya bergantung pada ketinggian benda, dan tidak bergantung bentuk lintasan gerak benda. EP mgh
Energi Potensial Pegas EP 1 2 kx 2 Energi potensial yang berkaitan dengan bahan elastis, mis. pegas a)pegas b)dapat menyimpan energi (potensial pegas) saat dirapatkan c)dapat melakukan kerja saat dilepas
Gaya konservatif Usaha yang dilakukan pada benda untuk mengatasi gaya gravitasi tidak bergantung pada lintasan yang dipilih. Mis : untuk mengangkat benda ke atas (langsung) maupun melewati bidang miring licin hingga ketinggian tertentu memerlukan usaha yg sama. Gaya konservatif : gaya dimana usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut tidak bergantung pada lintasannya, namun hanya pada posisi awal dan akhir.
Gaya non konservatif Gaya gesekan bukan gaya konservatif (nonkonservatif), karena usaha yang dilakukan gaya itu (mis saat mendorong kotak dilantai kasar) bergantung pada lintasan yang dipilih.
Kekekalan Energi Energi mekanik : penjumlahan EK dan EP (hukum kekekalan energi mekanik untuk gaya-gaya konservatif) Energi mekanik tsb besarnya tetap (kekal). 1 2 2 mv mgh konstan
Tenaga Mekanik
Bila gesekan diabaikan, bola akan melakukan GLB pada bidang datar dengan kecepatan sama dengan kecepatan sampai sampai diujung bidang miring
Tenaga kinetik dan potensial ayunan bandul
Latihan Soal 1.Seorang pekerja mendorong kotak yang beratnya 93 N yang terletak pada bidang miring. Orang itu mendorong kotak ke arah mendatar dengan gaya 85 N. a. Berapakah usaha yang dilakukan orang itu? b. Berapa usaha yg dilakukan gaya gravitasi? c. Jika K =0,20, berapakah usaha yg dilakukan gaya gesek tsb?
2. Seorang pemanjat tebing membawa ransel 7,50 kg. Ia mulai memanjat tebing dengan kelajuan konstan, dan 30,0 menit kemudian ia berada pada ketinggian 9,2 m di atas titik awal. a. Berapakah usaha yang ia lakukan terhadap ranselnya? b. Jika berat pemanjat itu 650 N, berapakah usaha total yang ia lakukan untuk mengangkat dirinya sendiri dan ranselnya? c. Berapakah daya total yang dikerahkan pemanjat itu?
3.Sebuah balok yang bermassa 1 kg menumbuk pegas horisontal dengan konstanta pegas 2 N/m. Balok menekan pegas sejauh 4 m dari posisi normalnya. Bila dianggap koefisien gesekan kinetik antara balok dengan permukaan horizontal adalah 0,25, berapakah laju balok pada saat mulai menumbuk pegas
4. Sebuah benda yang massanya 1 kg jatuh dari ketinggian 50 m di atas tanah. Jika benda itu berhenti setelah masuk 5 cm ke dalam tanah, maka gaya rata-rata dari tanah yang menghentikan benda itu adalah...
5. Sebuah palu dengan massa 2 kg menghantam sebuah paku dengan kecepatan 10 m/s sehingga paku masuk sedalam 2 cm ke dalam kayu. Berapa gaya gesekan yang disebabkan kayu tersebut?
6. Sebuah peluru ditembakkan pada pohon yang besar. Saat mengenai pohon, peluru memiliki kecepatan 30 m/s. Ternyata peluru masuk pohon sedalam 10 cm. Jika gaya gesekan pohon dianggap tetap sebesar 27 N, hitunglah : Massa peluru Perlambatan yang dialami peluru Lemanya peluru bergerak terhadap pohon