dengan persamaan atau rumus usaha bahwa usaha W = 0, jika perpindahan s = 0. Demikian pula gaya yang tegak lurus perpindahan dikatakan tidak melakukan usaha.
Hal ini sesuai dengan persamaan di atas bahwa W = 0, jika α = 90
o
atau cos 90
o
= 0. Jika pada satu benda dikenai beberapa gaya, maka usaha merupakan penjumlahan
skalar tiap-tiap usaha yang dilakukan oleh setiap gaya. Secara sistematis dinyatakan dengan
1. Energi Energi dalam fisika didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.
Berarti, untuk berlari kita memerlukan energi, untuk belajar kita memerlukan energi, dan secara umum untuk melakukan kegiatan kita memerlukan energi.
Dari mana kita memperoleh energi untuk melakukan kegiatan sehari-hari? Untuk melakukan aktivitas, kita perlu makanan. Dengan demikian, energi kita dapatkan
dari makanan yang kita santap sehari-hari. Bila makanan yang kita santap kurang mencukupi, tubuh kita akan lemas sehingga kita akan merasa malas untuk
melakukan suatu kegiatan.
a. Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena gerakannya. Energi
kinetik disebut juga energi gerak. Misalnya anak panah yang dilepas dari busur bergerak dengan kecepatan tertentu memiliki energi kinetik. Anak panah ini dapat
melakukan usaha, yaitu menancap pada sasaran yang dipasang didepannya. Energi kinetik merupakan besaran skalar. Secara kuantitatif energi kinetik E
k
dirumuskan sebagai:
Keteranan :
E
k
= energi kinetik Joule m
= massa benda kg v
= kecepatan ms Dengan demikian besar energi kinetik berbanding lurus dengan massa benda m dan
kuadrat kecepatannya v
2
. Hubungan antara usaha yang dilakukan pada suatu benda dan energi kinetiknya
dinyatakan dengan Teorema Usaha-Energi berikut ini. Usaha yang dilakukan oleh
E
k
= ½ mv
2
E
k
= ½ mv
2
resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda itu.
Teorema tersebut dirumuskan:
b. Energi Potensial Secara umum, energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam sebuah benda
atau dalam suatu keadaan tertentu. Dengan demikian, dalam air terjun terdapat energi potensial, dalam batu bara terdapat energi potensial, dalam tubuh kita terdapat energi
potensial. Energi potensial, karena masih tersimpan, baru bermanfaat ketika diubah menjadi bentuk energi lain. Energi potensial yang tersimpan dalam air yang berada di
atas suatu tebing baru bermanfaat ketika diubah menjadi energi kinetik dalam air terjun. Energi potensial dalam batu bara baru bermanfaat ketika diubah menjadi
energi panas melalui pembakaran. Energi potensial dalam tubuh kita akan bermanfaat jika kita mengubahnya menjadi energi gerak yang dilakukan oleh otot-
otot tubuh kita. Dalam pengertian yang lebih sempit, yakni dalam mekanika, energi potensial
adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau keadaan benda tersebut. Bentuk energi yang paling sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah energi
potensial gravitasi. Misalnya kelereng di atas meja memiliki energi potensial. Jika kelereng dibiarkan jatuh dari atas meja, maka kelereng dapat melakukan usaha.
Buktinya, jika kaki kita tertimpa kelereng, maka akan merasa sakit. Energi potensial gravitasi yang dimiliki benda disebabkan oleh ketinggiannya
terhadap bidang acuan tertentu. Akibat ketinggian ini, jika benda dibebaskan, benda akan ditarik oleh gaya tarik bumi gaya gravitasi bumi sehingga benda jatuh.
Selanjutnya energi potensial gravitasi cukup disebut energi potensial. Dalam perhitungan kuantitatif, energi potensial gravitasi suatu benda didefinisikan
sebagai hasil kali berat benda mg dengan ketinggiannya h dari suatu bidang acuan tertentu. Energi potensial gravitasi dirumuskan :
E
p
= m . g . h E
p
= m . g . h
Jika titik acuan berbeda, maka energi potensial pada suatu titik juga berbeda, tetapi perubahan energi potensial antara dua titik tetap sama. Secara umum, jika benda yang
ketinggian awalnya h
1
di atas titik acuan dan ketinggian akhirnya h
2
di atas titik acuan, maka perubahan energi potensial adalah:
Energi potensial benda dapat bernilai negatif jka benda berada dibawah titik acuan. Dalam hal ini ketinggian h bernilai negatif. Dengan demikian berlaku:
XXIV. Metode Pembelajaran
