Bab 4 Usaha dan Energi
¯
Apabila gaya membentuk sudut tertentu terhadap arah horizontal, maka besarnya usaha:
W = F.s cos
D
.
¯
Usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya yang bertitik tangkap sama merupakan jumlah aljabar dari usaha yang dilakukan masing-masing gaya.
W = W
1
+ W
2
+ W
3
+ ... + W
n
¯
E nergi adalah kemampuan untuk melakukan usaha.
¯
E nergi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukan
atau ketinggiannya. Ep = m.g.h
¯
Usaha yang dilakukan oleh gaya berat merupakan perubahan energi potensial benda.
W = -
Ep
= - m.gh
2
– h
1
¯
E nergi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya.
Ek =
2 1
m.v
2
¯
Untuk gaya yang besarnya tetap, usaha yang dilakukan oleh gaya sama dengan perubahan energi kinetiknya.
W = Ek
2
– Ek
1
=
2 1
m.v
2 2
–
2 1
m.v
1 2
¯
E nergi mekanik adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki
oleh benda. Em = Ep + Ek
¯
Hukum Kekekalan Energi Mekanik menyatakan bahwa dalam medan gravitasi, energi mekanik yang dimiliki oleh benda besarnya tetap.
Em = konstan
Em
A
= Em
B
Ep
A
+ Ek
A
= Ep
B
+ Ek
B
m.g.h
A
+
2 1
mv
A 2
= m.g.h
B
+
2 1
mv
B 2
A. Pilihlah jawaban yang paling tepat
1. Jika dimensi panjang, massa, dan waktu berturut-turut adalah L, M, T, maka d
imensi energi adalah … . a.
ML T
-2
d . ML
-2
T
-2
b. MLT
-1
e. ML
2
T
-2
c. ML
-1
T
-2
Uji Kompetensi
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika XI untuk SMAMA
2 . Benda bermassa 10 kg berada di atas bidang datar licin dipengaruhi gaya
100 N yang membentuk sudut 60
o
terhadap horizontal. Usaha yang dilakukan gaya saat benda berpindah 5 m adalah … .
a. 100 J
d . 250 J
b. 150 J e.
500 J c.
2 00 J
3. Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya terhadap benda sama dengan nol apabila arah gaya dengan perpindahan benda membentuk sudut sebesar … .
a.
o
d . 90
o
b. 45
o
e. 180
o
c. 60
o
4. Sebuah balok dengan massa 1.800 gram g =10 ms
2
ditarik secara horizontal selama 4 sekon. Jika balok berpindah 2 m, daya yang dihasilkan adalah ... .
a. 3.600 W
d . 36 W
b. 900 W e.
9 W c.
22 5 W
5. Massa benda A tiga kali massa benda B dan kecepatan benda A setengah kali kecepatan benda B. Perbandingan energi kinetik benda A dengan energi kinetik benda B adalah …
a. 3 : 4
d . 2 : 1
b. 3 : 2 e.
1 : 1 c.
2 : 3
6. Benda dengan massa 3 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 2
0 ms. Jika g = 10 ms
2
, maka energi potensial benda saat mencapai titik tertinggi adalah … .
a. 300 J
d . 600 J
b. 400 J e.
7 00 J
c. 500 J
7 . Dua buah benda A dan B masing-masing bermassa
m, jatuh bebas dari ketinggian h meter dan 4h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v ms, maka
benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar ... .
a. 4
m.v
2
d .
2 1
m.v
2
b. 2 m.v
2
e.
4 1
m.v
2
c.
4 3
m.v
2
8. Benda dengan massa 1 kg didorong dari
permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari meja 2 ms seperti
pada gambar. Energi mekanik benda pada saat ketinggian 1 meter dari tanah
adalah … .
g = 10 ms
2
a. 2
J d
. 22 J b. 10 J
e. 2
4 J c.
12 J
B 2 m
A
1 m
234 234
234 234
12 12
Di unduh dari : Bukupaket.com
Bab 4 Usaha dan Energi
9. Sebuah batu dengan massa 1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan 40 ms. Energi kinetik batu pada saat mencapai ketinggian 20 m adalah … .
a. 100 J
d . 600 J
b. 200 J e.
800 J c.
400 J 10. Benda yang bermassa 700 gram dilempar ke atas hingga mencapai ketinggian
9 m. Perubahan energi potensial benda ketika berada pada ketinggian 5 m g = 10 ms
2
adalah ... . a.
2 8 J
d . 54 J
b. 35 J e.
63 J c.
42 J
B. Jawablah dengan singkat dan benar
