B. ENERGI KINETIK
Gaya merupakan penyebab perubahan gerak benda. Untuk memindahkan suatu benda diperlukan energi.
Energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak disebut energi kinetik. Adakah hubungan antara usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya kon-
stan dengan energi kinetik benda selama benda bergerak karena gaya tersebut? Jika pada sebuah benda dengan massa m bekerja gaya konstan sebesar F,
sehingga benda berpindah sejauh s searah dengan gaya F, maka usaha yang dilakukan oleh gaya F selama perpindahan benda dapat dinyatakan dengan:
W = F . S Berdasarkan hukum II Newton : F = m . a
Pada GLBB didapat persamaan :
V
t 2
= V
o 2
+ 2as atau W = F . s
Besaran disebut energi kinetik E
k
, sehingga untuk energi kinetik dapat dinyatakan:
E
k
= energi kinetik joule m = massa benda kg
V = kecepatan gerak benda ms Catatan:
Satuan energi kinetik dalam CGS adalah erg dimana 1 erg = 10
-7
joule. Dari persamaan:
diperoleh persamaan: atau
E
k
= energi kinetik joule E
ko
= energi kinetik mula-mula Δ
E
k
= perubahan energi kinetik Dari uraian tersebut didapat bahwa pertambahan energi kinetik melalui
usaha merupakan proses alih energi.
W = ΔE
K
W = E
Kt
– E
Ko
W mV
m
t
= −
1 2
1 2
2 2
V
o
E mV
k
= 1
2
2
1 2
2
mV W
mV m
t
= −
1 2
1 2
2 2
. V
o
W m V
V a
t o
= −
⎛ ⎝
⎜ ⎞
⎠ ⎟
. a
2 2
2 s
V V
a
t o
= −
2 2
2
Gaya Pegas dan Gerak Harmonik
84
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA Kelas XI
85 Kegiatan 4.3
Diskusikan bersama kelompok Anda pertanyaan berikut. 1. Dari uraian di atas, adakah hubungan antara usaha yang dilakukan oleh
gaya-gaya konstan yang bekerja pada suatu benda dengan energi kinetik benda selama benda bergerak karena pengaruh gaya tersebut?
2. Tentukan faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya energi kinetik 3. Sebanding dengan apa sajakah besar energi kinetik?
4. Buatlah soal, yang mempunyai nilai energi kinetik = 10 joule
Contoh soal 4.2
1. Sebuah gaya konstan bekerja pada benda yang bermassa 1 kg yang mula- mula diam, sehingga setelah 2 sekon kecepatannya menjadi 4 ms. Berapakah
usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut selama 2 sekon itu? Penyelesaian:
Diketahui: m = 1 kg ; v
o
= 0 ; t = 2 sekon ; v
t
= 4 ms Ditanya: W
Jawab :
2. Sebuah mobil yang bermassa 2 ton, mula-mula bergerak dengan kecepatan 72 kmjam. Kemudian mobil direm dengan gaya konstan. Setelah menem-
puh jarak 150 m kecepatan mobil menjadi 36 kmjam, hitunglah: a. usaha yang dilakukan oleh gaya pengereman selama mobil direm
b. besar gaya pengereman Penyelesaian:
Diketahui: m = 2 ton = 2000 kg
v
o
= 72 kmjam = 20 ms S = 150 m
v
t
= 36 kmjam = 10 ms Ditanya: a W
b F Jawab:
a b
W = F . S -300.000 = F . 150
F = -2000 N Tanda - berarti arah gaya pengereman berlawanan dengan arah gerak
mobil. W
mv m
m v W
t t
= −
= −
= −
= − 1
2 1
2 1
2 1
2 2000 100 400
300 000
2 2
2 2
v v
joule
o o
. .
W mv
m W
t
= −
= − =
1 2
1 2
1 2
1 16 0 8
2 2
v .
joule
o
.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Uji Pemahaman 4.1 Kerjakan soal berikut
1. Sebuah benda yang bermassa 2 kg terletak pada sebuah bidang datar licin. Pada benda tersebut bekerja sebuah gaya sebesar 4 N dalam arah yang
mendatar selama 2 sekon. Berapakah usaha dan daya yang dilakukan gaya tersebut selama itu?
2. Pada sebuah benda bekerja 3 buah gaya F
1
, F
2
, dan F
3
sehingga bepindah sejauh S. Jika masing-masing gaya terhadap arah perpindahannya mem-
bentuk sudut a
1
, a
2
, dan a
3
, maka tulislah persamaan usaha total yang dilakukan oleh ketiga gaya
C. DAYA
Kategori