7. Hukum Kekekalan Energi
Jika kita perhatikan hasil perubahan bentuk energi dari kegiatan di atas, ternyata bentuk energi terakhir yang dihasilkan dalam setiap percobaan di atas tidak terbuang
percuma di alam ini. Misalnya pada percobaan ke 3, energi cahaya yang dipancarkan oleh lampu, diubah dalam bentuk energi gerak molekul-molekul udara yang ada di
sekitarnya dan seterusnya. Energi penggerak yang kita keluarkan berasal dari pengubahan energi makanan yang kita makan dan makanan yang kita makan tidak
dapat diciptakan. Dari pernyataan di atas dapat disimpulkan bahwa energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan. Pernyataan inilah yang disebut hukum kekekalan
energi.
B. USAHA DAN ENERGI
1. Pengertian Usaha
Agar dapat melakukan suatu usaha diperlukan adanya energi. Namun di dalam Fisika, walaupun kita telah mengeluarkan energi dapat saja
dikatakan kita tidak melakukan usaha, sebab pengertian usaha di dalam Fisika berbeda dengan pengertian usaha di dalam kehidupan sehari-hari.
Perhatikan gambaran berikut.
a Gaya yang tidak tegak lurus, b Selama barbel bergerak ke atas, atlit
Perpindahan melakukan usaha melakukan usaha dan selama barbel
diam di atas, atlit tidak melakukan usah a
c gaya yang tegak lurus, perpindahan d tidak ada usaha yang dilakukan
tidak melakukan usaha Gambar 12.4 Beberapa macam kegiatan
Dari uraian di atas jelas bahwa pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari berbeda dengan pengertian usaha dalam Fisika.
IPA SMP Kelas VIII
170
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA SMP Kelas VIII
171
Untuk memahami pengertian usaha dalam Fisika perhatikan uraian di bawah ini.
Gambar 12.5 Usaha yang dilakukan oleh gaya F
Gambar 12.5 di atas, suatu gaya F bekerja pada sebuah benda yang terletak pada bidang datar, sehingga benda berpindah sejauh s searah dengan arah gaya F.
Selama perpindahan benda tersebut dikatakan gaya F telah melakukan suatu usaha pada benda yang besarnya dapat dinyatakan dengan persamaan:
F = gaya, dalam S.I bersatuan Newton N S = perpindahan, dalam S.I bersatuan meter m
W = usaha, dalam S.I bersatuan N.m
Catatan : 1 N.m = 1 joule
1 Joule = 10
7
erg 1 dyne . cm = 1 erg
Usaha merupakan besaran vektor, sehingga dapat bertanda positif dan dapat pula bertanda negatif.
Perhatikan gambar 12.6 di samping. Gambar di samping melukiskan seorang anak sedang
memindahkan sebuah benda ke atas. Maka, selama benda bergerak ke atas, usaha yang dilakukan oleh gaya berat
benda adalah negatif. Sehingga usaha bernilai negatif jika arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan.
Contoh soal:
1. Gaya sebesar 5 N bekerja pada sebuah benda sehingga benda berpindah sejauh 2 meter searah dengan gaya. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya selama itu
Penyelesaian: Diketahui : F = 5 N; s = 2 m
Ditanya : W = ...? Jawab
: W = F . s W = 5 . 2 = 10 joule
2. Sebuah mobil yang sedang melaju tiba-tiba direm dengan gaya pengereman yang konstan sebesar 100 N, sehingga mobil dapat berhenti sejauh 0,5 m dari saat direm.
Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya pengereman tersebut?
W = F . s
S F
F S
Gambar 12.6 Gaya berat melakukan usaha
negatif
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA SMP Kelas VIII
172
Penyelesaian: Diketahui : F = - 100N arah gaya pengereman berlawanan dengan arah
perpindahan S = 0,5 m
Ditanya: W = ...? Jawab: W = F . s
W = -100 . 0,5 = -50 joule
UJI PEMAHAMAN
Kerjakan soal di bawah ini dengan benar
1. Buktikan bahwa 1 joule = 107 erg 2. Pada gambar di bawah ini gaya F1 dan F2 bekerja pada sebuah benda sehingga
benda berpindah sejauh s.
Dari gambar di atas maka : a. Usaha yang dilakukan oleh gaya F
1
adalah W
1
= .... b. Usaha yang dilakukan oleh gaya F
2
adalah W
2
= .... c. Usaha yang dilakukan oleh gaya F
1
dan F
2
adalah W = ....
2. Hubungan antara Energi dan Usaha
Kategori