KARYA TULIS
ILMIAH FISIKA
DISUSUN
OLEH
NAMA : NOVIA
ERVADANTI
KELAS : XI.IPA
MATERI : USAHA
DAN ENERGI DI KEHIDUPAN KITA
SEKOLAH : SMA
YLPI KOTA PEKANBARU
T.P 2013/2014
KATA PENGANTAR
Bismillaahirrohmaanirrohiim…
Puji Syukur kehadirat Allah Swt. Berkat kemudahan yang diberikan
oleh-NYA saya dapat menyelesaikan karya tulis ini dengan lancer tanpa ada
hambatan. Dan berkat izin-NYA pula saya dapat menyelesaikan karya tulis ini dalam
waktu yang cukup singkat.
Karya Tullis ini disusun agar pembaca dapat mengetahui bahwa selama kita
hidup, hidup kita berkaitan dengan yang namanya fisika. Namun terkadang kita
tidak menyadari hal-hal kecil seperti ilmu fisika. Contohnya saja yang berkaitan
dengan usaha dan energi. Karya tulis ini disusun dengan mengandalkan waktu
singkat.
Karya tulis ini membahas tentang “ Usaha dan Energi”. Dibuat untuk
memenuhi kebutuhan nilai rapor saya pada kelas sebelas SMA ini.
Semoga Karya tulis ini dapat bermanfaat bagi pembaca. Walaupun memiliki
banyak kekurangan dan beberapa kelebihan, penulis menerima kritik dan saran
dari pembaca.
Terimakasih.
Penulis
Novia
Ervadanti
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................ 2
DAFTAR ISI...................................................................................................... 3
BAB 1
PENDAHULUAN
1.
Latar Belakang.......................................................................................... 4
2.
Rumusan Masalah....................................................................................... 4
3.
Tujuan..................................................................................................... 4
BAB 2
PEMBAHASAN
USAHA DAN ENERGI...........................................................................
A.
USAHA....................................................................................................
1)
Pengertian Usaha................................................................................... 5
2)
Usaha Oleh Resultan Gaya Tetap............................................................... 6
3)
Usaha Oleh Resultan Gaya Tidak Tetap....................................................... 6
4)
Menghitung Usaha yang Bernilai Negatif....................................................... 8
5)
Menghitung Usaha Dari Grafik Dan Perpindahan............................................. 9
6)
Usaha Yang Dilakukan oleh Gaya Berat....................................................... 9
7)
Satuan Usaha........................................................................................ 10
8)
Contoh Soal tentang Usaha dan Penyelesainnya............................................. 11
B.
ENERGI....................................................................................................
1)
Pengertian Energi.................................................................................. 14
2)
Macam-Macam Energi............................................................................ 14
3)
Energi Kinetik....................................................................................... 14
4)
Energi Potensial.................................................................................... 15
5)
Hukum Kekelan Energi Mekanik................................................................ 15
6)
Hubungan Antara Usaha dan Energi............................................................ 15
7)
Penerapan Hukum Kekelan Energi Mekanik dalam
Kehidupan Sehari-hari........... 16
BAB 3
PENUTUP
A. SIMPULAN............................................................................... 17
B. SARAN................................................................................... 17
Daftar Pustaka.................................................................................. 18
BAB 1
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Beberapa masalah terkadang lebih sulit dari
apa yang terlihat. Seperti anda mencoba untuk mencari laju anak panah yang baru
dilepaskan dari anak busurnya. Anada menggunakan hukum Newton dan segala teknik
penyelesaian soal yang pernah kita pelajari. Lalu kamu menemukan
kesulitan.setelah pemanah melepaskan anak panah, tali busur memberi gaya yang
berubah-ubah yang bergantung pada posisi busur. Akibatnya metode sederhana yang
kita pelajari tidak cukup untuk menghitungn lajunya. Jangan takut,karena masih
ada metode lain untuk menyelesaikan masalah tersebut.
Metode baru
yang akan kita lihat itu menggunakan ide kerja dan energi. Kita akan menggunakan konsep energi untuk mempelajari rentang
fenomena fisik yangsangat luas. Kita akan mengembangkan konsep kerja dan energi
kinetik untuk memahamikonsep umum mengenai energi dan kita akan melihat
bagaimana kekekalan energi muncul.
B.
RUMUSAN
MASALAH
a.
Apa yang dimaksud dengan usaha?
b.
Apa yang dimaksud dengan energi?
c.
Apa saja aplikasi usaha dan energi dalam ke
hidupan sehari hari ?
C.
TUJUAN
Makalah ini dimaksudkan untuk dapat membantu
meningkatkan pemahaman mengenaiaplikasi usaha dan energi dalam kehidupan
sehari-hari sehingga akan memungkinkan kitadapat lebih mengerti bahwa pelajaran
fisika itu bisa di aplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.
BAB 2
PEMBAHASAN
USAHA DAN ENERGI
A.
USAHA
1.
PENGERTIAN USAHA
Ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat.
Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.
Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut: W = F s dengan:
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Usaha memiliki satuan yang sama dengan energi, yaitu joule. Dengan ketentuan bahwa 1 joule sama dengan besar usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 N dengan perpindahan 1 m.
Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal? Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut: F = m g
Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut.
W = F s
W = m g h dengan:
W = usaha (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (N/kg)
h = perpindahan atau ketinggian (m)
Dari persamaan
rumus usaha, dapat dikatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh suatu gaya:
a. Berbanding lurus dengan besarnya gaya,
b. Berbanding lurus dengan perpindahan benda,
c. Bergantung pada sudut antara arah gaya dan perpindahan benda.
Jadi, usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan.
a. Berbanding lurus dengan besarnya gaya,
b. Berbanding lurus dengan perpindahan benda,
c. Bergantung pada sudut antara arah gaya dan perpindahan benda.
Jadi, usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan.
2.
Usaha oleh
Resultan Gaya Tetap
Usaha yang dilakukan oleh gaya tetap F adalah W = F.s, hal itu setara
dengan luas bidang segi empat yang dinaungi kurva/garis F. Pada grafik tersebut
tampak bahwa W = Luas bidang. Usaha dapat bernilai nol bila salah satu atau
kedua variabelnya yaitu resultan gaya dan perpindahan bernilai nol. Sebagai
contoh , orang yang mendorong almari yang sangat berat, tidak melakukan usaha
bila almari tidak bergeser, sekuat apapun Ia mendorong.Orang yang mendorong
benda yang terlalu berat hingga tidak ada perpindahan benda yang
didorong,dinyatakan bahwa usaha W = 0.
Demikian pula pada orang yang mendorong tembok,karena tidak ada
perpindahan atau s = 0 maka dapat dikatakan bahwa usaha W = 0.Usaha juga dapat
bernilai nol pada kasus benda yang bergerak lurus beraturan (GLB).Misalnya
sebuah kereta ekspres pada rentang waktu tertentu mempertahankan kecepatannya
dengan kelajuan konstan (v = tetap). Walaupun kereta itu berpindah menempuh
jarak tertentu dikatakan tidak melakukan usaha (W =0) karena resltan gaya nol
(∑ F = 0). Usaha juga dapat bernilai nol apabila tidak ada gaya bekerja pada
arah perpindahan. Misalnya, seorang atlet angkat besi yang sedang mengangkat
beban, karena s = 0 maka dikatakan usaha yang dilakukan nol (W = 0).Seorang
pedagang asongan di terminal bus yang berjalan sambil mengangkat barang
dagangan dalam kotak, dikatakan W = 0 , karena walaupun perpindahan kotak ada,pedagang
asongan menjinjing kotak berisi dagangannya, pada arah perpindahan kotak
dinyatakan bahwa usaha W = 0 namun ∑ F yang searah perpindahan kotak bernilai
0,artinya hanya berlaku gaya berat ke bawah yang tidak memiliki proyeksi gaya searah
perpindahan kotak.
Aplikasi
Usaha Dalam Kehidupan
·
Mendorong rumah usaha yang sia-sia. Nilai W = 0 N
·
Mendorong mobil mogok, menarik gerobak, memukul orang W
ada nilainya.
·
Katrol menggunakan keuntungan mekanis (KM)
Usaha
yang dilakuakn oleh gaya tetap ( besar maupun arahnya ) didefenisikan sebagai
hasil perkalian antara perpindahan titik tangkapnya dengan komponen gaya pada
arah perpindahan tersebut.
Contoh
:
a.
Seseorang menarik kotak pada bidang datar dengan tali
membentuk sudut
terhadap
horizontal
b.
Gaya F membentuk sudut
terhadap
perpindahan
Contoh
diatas menunjukkan gaya tarik pada sebuah benda yang terletak pada bidang
horizontal hingga benda beerpindah sejauh s sepanjang bidang. Jika gaya tarik
tersebut dinyatakan dengan F(contoh(b)) maka gaya F yang membentuk sudut
terhadap arah
perpindahan benda. Berapa usaha yang dilakukan oleh gaya F pada benda?
Vektor
gaya F diuraian menjadi dua komponen yang saling tegak lurus. Salah satu
komponen searah dengan perpindahan benda dan komponen yang lain tegak lurus
dengan arah perpindahan benda. Besar masing-masing komponen adalah F cos
dan F sin
.Dalam hal ini
yang melakukan usaha adalah :
W = ( F cos
)
Contoh
soal :
Seorang
anak menarik sebuah kereta mainan dengan gaya tetap, 40 N.
Tentukan
:
a.
Besar usaha yang dilakukan anak itu jika arah gaya yang
membentu sudut 37
sejauh 5 m;
b.
Besar usaha yang dilakukan anak itu selama 5 sekon. Jika benda bermassa 8 kg dan
= 0!
Penyelesaian
:
Diketahui : F = 40 N
Ditanya : W =…?
Jawab :
a.
Tan 37
= 0,75
cos 37
= 0,8
W = F.s.cos
= 40.5.cos 37
= 200 x 0,8
= 160 J
b.
V0 = 0; m = 8 kg
t = tAB
= 5 s ;
= 0
Gaya
mendatar sehingga
= 0
a =
= 40/8 = 5 m/s2
s = v0t
+ 1/2at2
s = 0
+ 1/2 x 5 x 52 = 62,5 m.
W = F
s cos
= 40 x 62,5 cos 00 = 2500 J
3.
USAHA OLEH RESULTAN GAYA TIDAK TETAP
Salah satu contoh gaya tidak konstan adalah
gaya pegas. Besar gaya pegas selalu berubah sehingga usaha yang dilakukan oleh
gaya pegas pada suatu benda tidak dapat dihitung menggunakan rumus usaha yang dilakukan
oleh gaya konstan.
Jika pegas diregangkan, semakin panjang pegas, gaya yang diperlukan juga semakin besar.
Jika pegas diregangkan, semakin panjang pegas, gaya yang diperlukan juga semakin besar.
Demikian juga sebaliknya, semakin ditekan,
gaya ketika pegas semakin pendek, gaya yang diperlukan semakin besar. Selama
pegas ditekan atau diregangkan, gaya pegas berubah dari 0 (x = 0) hingga
maksimum (F = k x) maka gaya pegas dihitung menggunakan rata-rata. Besar gaya
pegas rata-rata adalah :
F = ½ (0 + kx) = ½ k x
Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada suatu benda adalah :
W = F x = ½ k x2
Keterangan :
W = usaha (satuan Joule)
F = ½ (0 + kx) = ½ k x
Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada suatu benda adalah :
W = F x = ½ k x2
Keterangan :
W = usaha (satuan Joule)
x = pertambahan panjang pegas (satuan meter)
F = gaya pegas (satuan Newton)
4. USAHA
YANG BERNILAI NEGATIF
Hal ini disebabkan cos a
bernilai negatif.
5.
MENGHITUNG USAHA DENGAN GRAFIK
Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya samadengan luas daerah di bawah grafik gaya
terhadap perpindahan.
6.
USAHA
YANG DILAKUKAN OLEH GAYA BERAT
Anggap sebuah benda bermassa m dilepaskan dari ketinggian
h di ataspermukaan bumi.
Benda akan jatuh karena pengaruh gaya gravitasi.Besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi adalah:
Sekarang kita lihat kasus di mana benda dinaikkan perlahan – lahanhingga ketinggian h. Disini arah perpindahan ke atas berlawanandengan arah gaya berat (ke bawah) sehingga usahanya negatif W
= - (m g
h). Ketika benda berpindah secara horizontal gaya gravitasi tidakmelakukan usaha karena arah perpindahan tegak lurus arah gaya.
Berdasarkan ketiga hal tersebut, dapat disimpulkan sebagai berikut :
§ Jika benda berpindah sejauh h vertikal ke atas, maka besarnya usaha gaya gravitasi adalah W
= - (m g h).
§ Jika benda berpindah sejauh h vertikal ke bawah, maka besarnyausaha gaya gravitasi adalah W
= m g h.
§ Jika benda berpindah sejauh
h mendatar, maka besarnya usahagravitasi adalah W
= 0.
7. SATUAN USAHA
Satriawan
(2008) menyatakan bahwa.
Dalam SI satuan gaya adalah newton (N) dan satuan perpindahan adalah meter (m). Sehingga, satuan usaha merupakan hasil perkalian antara satuan gaya dan satuan perpindahan, yaitu newton meter atau joule. Satuan joule dipilih untuk menghormati James Presccott Joule (1816 – 1869), seorang ilmuwan Inggris yang terkenal dalam penelitiannya mengenai konsep panas dan energi.
1 joule = 1 Nm
karena 1 N = 1 Kg . m/s2
maka 1 joule = 1 Kg . m/s2 x 1 m
1 joule = 1 Kg . m2/s2
Untuk usaha yang lebih besar, biasanya digunakan satuan kilo joule (kJ) dan mega joule (MJ).
1 kJ = 1.000 J
1 MJ = 1.000.000 J
Dalam SI satuan gaya adalah newton (N) dan satuan perpindahan adalah meter (m). Sehingga, satuan usaha merupakan hasil perkalian antara satuan gaya dan satuan perpindahan, yaitu newton meter atau joule. Satuan joule dipilih untuk menghormati James Presccott Joule (1816 – 1869), seorang ilmuwan Inggris yang terkenal dalam penelitiannya mengenai konsep panas dan energi.
1 joule = 1 Nm
karena 1 N = 1 Kg . m/s2
maka 1 joule = 1 Kg . m/s2 x 1 m
1 joule = 1 Kg . m2/s2
Untuk usaha yang lebih besar, biasanya digunakan satuan kilo joule (kJ) dan mega joule (MJ).
1 kJ = 1.000 J
1 MJ = 1.000.000 J
8. SOAL DAN
PENYELASAIAN TENTANG USAHA
·
Gaya 20 Newton
dikerjakan pada balok hingga balok berpindah sejauh 2 meter. Usaha yang
dikerjakan gaya F pada balok adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Gaya(F)=20N
Perpindahan(s)=2meter
Sudut = 0 (arah gaya sama dengan arah perpindahan atau arah gaya berhimpit dengan arah perpindahan sehingga sudut yang dibentuk oleh gaya dengan perpindahan adalah nol)
Ditanya :Usaha(W)
Jawab :
Catatan :
Jika arah gaya sama dengan arah perpindahan, hitung usaha menggunakan rumus W = F s, tanpa perlu menambahkan cos.
Diketahui :
Gaya(F)=20N
Perpindahan(s)=2meter
Sudut = 0 (arah gaya sama dengan arah perpindahan atau arah gaya berhimpit dengan arah perpindahan sehingga sudut yang dibentuk oleh gaya dengan perpindahan adalah nol)
Ditanya :Usaha(W)
Jawab :
Jika arah gaya sama dengan arah perpindahan, hitung usaha menggunakan rumus W = F s, tanpa perlu menambahkan cos.
·
Sebuah benda diam
di atas permukaan lantai licin. Pada benda dikerjakan gaya F = 10 N, membentuk
sudut 30o terhadap
permukaan lantai. Jika benda bergerak sejauh 1 meter, berapa usaha yang
dilakukan oleh gaya F pada benda ?
Pembahasan
Diketahui :
Gaya (F) = 10 Newton
Gaya yang searah perpindahan (Fx) = F cos 30o = (10)(0,5√3) = 5√3 Newton
Perpindahan (s) = 1 meter
Ditanya : usaha (W) ?
Jawab :
W = Fx s = (5√3)(1) = 5√3 Joule
Diketahui :
Gaya (F) = 10 Newton
Gaya yang searah perpindahan (Fx) = F cos 30o = (10)(0,5√3) = 5√3 Newton
Perpindahan (s) = 1 meter
Ditanya : usaha (W) ?
Jawab :
W = Fx s = (5√3)(1) = 5√3 Joule
·
Benda bermassa 1
kg jatuh bebas dari ketinggian 2 meter. Jika percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi
pada benda tersebut!
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda (m) = 1 kg
Ketinggian (h) = 2 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda (W)
Jawab :
Arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) adalah vertikal ke bawah, arah perpindahan (s) benda juga vertikal ke bawah sehingga gaya gravitasi searah dengan perpindahan benda.
W = F s = w h = m g h
W = (1)(10)(2) = 20 Joule
Pembahasan
Diketahui :
Massa benda (m) = 1 kg
Ketinggian (h) = 2 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Ditanya : Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda (W)
Jawab :
Arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) adalah vertikal ke bawah, arah perpindahan (s) benda juga vertikal ke bawah sehingga gaya gravitasi searah dengan perpindahan benda.
W = F s = w h = m g h
W = (1)(10)(2) = 20 Joule
·
Pegas digantungi
beban bermassa 1 kg sehingga pegas mengalami pertambahan panjang 2 cm. Jika
percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan (a)
konstanta pegas (b) usaha yang dilakukan oleh pegas pada beban
Pembahasan
Diketahui :
Massa (m) = 1 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Pertambahan panjang pegas (x) = 2 cm = 0,02 meter
Ditanya : konstanta pegas dan usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
Jawab :
(a) Konstanta pegas
Rumus hukum Hooke :
F = k x.
Balik rumus ini untuk menghitung konstanta pegas :
k = F / x = w / x = m g / x
k = (1)(10) / 0,02 = 10 / 0,02
k = 500 Newton/meter
(b) Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
W = – ½ k x2
W = – ½ (500)(0,02)2
W = – (250)(0,0004)
W = -0,1 Joule
Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada beban bernilai negatif karena arah gaya pegas berlawanan dengan dengan arah perpindahan beban.
Pembahasan
Diketahui :
Massa (m) = 1 kg
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Pertambahan panjang pegas (x) = 2 cm = 0,02 meter
Ditanya : konstanta pegas dan usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
Jawab :
(a) Konstanta pegas
Rumus hukum Hooke :
F = k x.
Balik rumus ini untuk menghitung konstanta pegas :
k = F / x = w / x = m g / x
k = (1)(10) / 0,02 = 10 / 0,02
k = 500 Newton/meter
(b) Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas
W = – ½ k x2
W = – ½ (500)(0,02)2
W = – (250)(0,0004)
W = -0,1 Joule
Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada beban bernilai negatif karena arah gaya pegas berlawanan dengan dengan arah perpindahan beban.
·
Sebuah kotak yang
diam di atas permukaan lantai dipercepat dengan gaya sebesar 10 N sehingga
kotak berpindah sejauh 2 meter. Jika gaya dorong searah dengan perpindahan
kotak dan pada kotak bekerja gaya gesek kinetis sebesar 2 Newton maka usaha
total yang dikerjakan pada kotak adalah…
Pembahasan
Diketahui :
Gaya (F) = 10 Newton
Gaya gesek kinetis (Fk) = 2 Newton
Perpindahan (s) = 2 meter
Ditanya : Usaha total (Wtotal)
Jawab :
Usaha yang dilakukan oleh gaya (F) :
W1 = F s cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek kinetis (Fk) :
W2 = Fk s = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule
Usaha total adalah :
Wtotal = W1 – W2
Wtotal = 20 – 4
Wtotal = 16 Joule
Pembahasan
Gaya (F) = 10 Newton
Gaya gesek kinetis (Fk) = 2 Newton
Perpindahan (s) = 2 meter
Ditanya : Usaha total (Wtotal)
Jawab :
Usaha yang dilakukan oleh gaya (F) :
W1 = F s cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek kinetis (Fk) :
W2 = Fk s = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule
Usaha total adalah :
Wtotal = W1 – W2
Wtotal = 20 – 4
Wtotal = 16 Joule
B.
ENERGI
1.
PENGERTIAN ENERGI
Energi
memegang peranan penting dalam kehidupan ini. Energi menyatakan kemampuan untuk
melakukan usaha. Manusia , hewan , atau benda dikatakan mempunyai energy jika
mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha.
Energi
memiliki berbagai bentuk, misalnya energy listrik, energy kalor , energy
cahaya, energy potensial, energy nuklir dan energy kimia. Energy dapat berubah
dari satu bentuk ke bentuk lain, misalnya energy listrik dapat berubah ke
energy cahaya atau energy kalor.
2.
MACAM – MACAM ENERGI
·
Energi Potensial. Energi potensial adalah
energi yang dimiliki oleh setiap benda.
·
Energi
Panas. Energi panas adalah energi yang terdapat pada benda yang menyala atau
terbakar.
·
Energi
Kimia. Energi kimia adalah energi yang dihasilkan dan disimpan dalam bahan
kimia.
·
Energi
Mekanik. Energi mekanik adalah energi yang mampu mengerakan benda-benda yang
diam
·
Energi
Kinetik. Energi kinetik dalah energi yang timbul dari sebuah benda yang
bergerak
·
Energi
Listrik. Energi yang dihasilkan dari pergerakan ion negatif dan ion positif
dalam suatu benda.
·
Energi
Cahaya. Energi yang berasal dari sinar atau cahaya suatu benda yang sangat kuat
yang dapat digunakan untuk melakukan usaha atau merubah suatu benda
·
Energi
Bunyi. Energi bunyi adalah suatu energi yang ditimbulkan oleh suatu bunyi.
·
Energi
Nuklir. Energi nuklir adalah energi yang muncul akibat reaksi fisi dan reaksi
fusi yang terjadi dalam suatu atom. dll
3.
ENERGI KINETIK
Setiap
benda bergerak juga memiliki energy. Angin yang bertiup sanggup memutar kincir,
air terjun sanggup memutar turbin, dan gelombang air laut sanggup menggerakkan
turbin.
Selanjutnya,
kincir atau turbin dapat digunakan untuk melakukan usaha, misalnya untuk
memutar mesin atau generator pembangkit tenga listrik. Energy yang dimiliki
oleh angin, air terjun, atau benda-benda yang bergerak disebut energy gerak
atau energy kinetic.
Berapa
besarkah energy yang dimiliki benda bermassa m yang bergerak dengan laju v.
Berdasarkan hukum Newton II :
a =
telah
diketahui bahwa sebuah benda yang diam, jika memperoleh percepatan a melalui
jarak s,kecepatan akhirnya dapat dinyatakan dengan persamaan :
v2
= 2as , jika disubtitusikan dengan hukum Newton II , maka :
Fs = ½ mv2
Ek = Fs
Contoh
soal :
Berapa
energy kinetik sebuah bola yang bermassa 2 kg jika bergerak dengan kecepatan 10
m/s?
Penyelesaian
:
Diketahui : m = 2 kg
V = 10 m/s
Ditanya : Ek = …?
Jawab :
Ek = ½
mv2 = ½ x 2 x (10)2 = 100 J
4.
ENERGI POTENSIAL
Energy
potensial merupakan energy yang dimiliki oleh benda karena keadaan atau
kedudukannya. Adanya energy potensial tersebut disebabkan karena pengaruh gaya
konservatif.
Energy
yang dimiliki oleh air danau ataupun benda-benda lain yang kedudukannya lebih
tinggi disebut energy potensial gravitasi.
Energy
yang dimiliki pada pegas, karet, ketapel dan busur panah memiliki tenaga
kepegasan disebut energy potensial gas.
usaha
yang diperlukan F untuk mengangkat benda(ke atas dinyatakan positif ) sampai
ketinggian h adalah;
WF = mgh
Jika
gaya F dihilangkan benda tersebut jatuh kembali ke tanah, usaha yang dilakukan
w sebesar : (nilai negative menyatakan kearah bawah)
Ww = -mgh
5.
HUKUM KEKELAN ENERGI MEKANIK
Energy mekanik adalah jumlah energy potensial dan energy kinetic suatu
benda, secara matematis, energy mekanik dirumuskan :
Em = Ep + Ek
6.
HUBUNGAN ANTARA
USAHA DAN ENERGI
Jika suatu gaya dilakukan pada benda bergerak, sehingga
menimbulkan terjadinya perubahan kecepatan benda tersebut, maka besarnya usaha
yang bekerja pada benda akan memenuhi persamaan berikut.
W = Ek2 – Ek1
= ½ m v22 – ½ m v12
Contoh soal:
Sebuah benda dengan massa 5 kg mengalami jatuh bebas dari
posisi A di atas lantai seperti pada gambar. Jika g = 10 m/, tentukan:
a.
Energi potensial
di titik A
b.
Energi kinetik di
titik B
c.
Energi mekanik di
titik C
Pemecahan :
Diketahui: m = 5 kg
= 6 m
= 2 m
= 0
g = 10 m/
penyelesaian:
a.
E = mg
= 5.10.6
= 300 j
b.
E = E
E + E = E + E
1.
+ EE + mg
300 = E + 5.10.2
300 = E + 100
E = 200j
c.
E = E = E = 300
7.
PENERAPAN HUKUM KEKELAN ENERGI MEKANIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
a. Ayunan bandul jam
b. Roller coaster
c. Lompat galah
d. Pisol mainan
BAB 3
PENUTUP
A.
SIMPULAN
Usaha merupakan
hasil kali antara gaya yang bekerja dengan perpindahan yang dialami oleh benda.
Satuan usaha dalam SI adalah joule (J).
Energi menyatakan kemampuan untuk melakukan usaha.Energi yang dimiliki oleh benda-benda yang bergerak disebut energi kinetik,sedangkan energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya disebut energi potensial.
Energi menyatakan kemampuan untuk melakukan usaha.Energi yang dimiliki oleh benda-benda yang bergerak disebut energi kinetik,sedangkan energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya disebut energi potensial.
B.
SARAN
Bagi pembaca disarankan supaya makalah ini dapat
dijadikan sebagai media pembelajaran dalam rangka peningkatan pemahaman tentang
usaha dan energi. Dan bagi penulis-penulis lain diharapkan agar karya tulis ini
dapat dikembangan lebih lanjut guna menyempurnakan makalah yang telah dibuat
sebelumnya.
DAFTAR PUSTAKA
Subagya hary dan Taranggano Agus, 2007. Sains Fisika. Jakarta: Bumi Aksara.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar