B 10007096 Luqmanul Hakim Energi Usaha Hukum kekekalan energi

USAHA,ENERGI
&
HUKUM KEKEKALAN ENERGI

Mengapa mobil jeep ini sanggup menarik benda yang sangat berat????

Apakah yang dil
akukan
orang pada gam
bar??

Semua kegiatan yang ditunjukan gambar adalah USAHA.
Apa itu Usaha???

USAHA
A. Pengertian Usaha
Usaha didefinisikan sebagai hasil
perkalian antara perpindahan titik
tangkapnya dengan komponen
gaya pada arah perpindahan.
F sin 

Keterangan :
F = gaya (N)
s = perpindahan yang dilakukan (m)
 = sudut yang dibentuk oleh gaya dan
perpindahan.(0)
Satuan SI dari kerja: newton.meter =
joule (J)

F
F cos 
s

Besarnya
usaha W =
(F cos ) . s

Contoh dari konsep usaha

USAHA

W = (F cos ) . s
Usaha 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  = 0, arah gaya berimpit dengan arah perpindahan, W = F . S
Jika  = 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.

Contoh soal

Untuk menarik sebuah
koper beserta isinya
seperti pada Gambar
diperlukan gaya
sebesar 22 N.

Berapakah usaha
yang diberikan oleh
gaya itu, jika sudut
antara gaya dengan
perpindahan 60o dan

Jawaban:
Diketahui: F = 22 N
θ = 60o
s=3m
Ditanya W = …?
:
Jawab: W = F s cos θ
= 22 N . 3 m . Cos 60o
= 66 . 0,5 N.m
W = 33 N.m = 33 Joule

energi
Energi didefinisikan sebagai
kemampuan untuk melakukan usaha.

Suatu benda dikatakan memiliki energi
jika benda tersebut dapat melakukan
usaha.

1. ENERGI KINETIK

Energi kinetik merupakan energi yang
dimiliki benda karena gerakannya.
Energi kinetik suatu benda besarnya berbanding
lurus dengan massa benda dan kuadrat
kecepatannya. Secara matematika ditulis sebagai
berikut:

1
Ek  .m.v 2
2
dengan,
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Ek = Energi kinetik (joule)

Berdasarkan Hukum II Newton, diketahui
bahwa percepatan berbanding lurus
dengan gaya dan berbanding terbalik
Maka
usaha
yang dilakukan pada benda adalah
dengan
massa.
W=F.s

jika

F= m.a

maka

dengan,
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)

m = massa benda (kg)
a = percepatan benda (m/s2)

W=m.a.S

Jika gaya F bekerja pada benda, benda
tersebut akan bergerak berubah
beraturan (GLBB), sehingga berlaku
atau
dengan,
V0 = kecepatan awal benda (m/s)
Vt = kecepatan akhir benda (m/s)
a = percepatan benda (m/s2)
s = perpindahan (m)

Sehingga persamaan usaha pada benda menjadi

Dengan demikian, didapat hubungan usaha dan
energi kinetik, yaitu

2. Energi Potensial
Energi
potensial
merupakan
energi yang
dimiliki suatu
benda karena
kedudukannya
atau
keberadaannya
.

a. Energi Potensial
Energi potensial
gravitasi adalah energi
Gravitasi

yang
dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh
tempat kedudukannya (ketinggian).

h

dengan,
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi benda (m)
Ep = energi potensial gravitasi (Joule)

b. Energi Potensial
Energi potensial
yang dimiliki pegas atau benda
Pegas
elastis besarnya berbanding lurus dengan konstanta
pegas k dan kuadrat simpangannya.
Secara matematis dapat dinyatakan dengan
persamaan berikut

dengan,
k = konstanta pegas (N/m)
Δx = simpangan (m)

Ep = energi potensial pegas (Joule)

Hukum Kekekalan Energi
HUKUM KEKEKALAN ENERGI : ” Energi tidak
dapat diciptakan dan juga tidak dapat
dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari
satu bentuk ke bentuk yang lain”.

Usaha yang dilakukan pada benda sama
dengan negatif perubahan energi potensial

Usaha yang dilakukan pada benda sama
dengan perubahan energi kinetik

Dari kedua persamaan di atas, diperoleh:

atau dapat ditulis sebagai berikut:

Jumlah energi potensial dengan energi
kinetik disebut energi mekanik (Em). Oleh

karena itu, persamaan di atas dinamakan
hukum kekekalan energi mekanik (Em)

Dari rumus tersebut didapat bahwa jumlah
energi kinetik dan energi potensial suatu
benda bernilai tetap jika gaya-gaya yang
bekerja pada benda bersifat konservatif.

TERIMA KASIH

Created by :
Muhammad
khadaf