89
Fisika SMAMA XI
Bentuklah kelompok belajar yang terdiri atas 4-5 siswa usahakan yang berasal dari daerah yang berbeda. Setelah kalian mempelajari usaha oleh
gaya konstan, mestinya kalian berpikir untuk menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya kalian akan mengangkat beban 500 N
ke atas gedung yang tingginya 8 meter. Coba buatlah rancangan alat yang memudahkan untuk mengangkat beban ke atas gedung. Uraikan
komponen-komponen gayanya bila alat tersebut bekerja.
B. Energi
Suatu hal yang sangat berhubungan dengan usaha adalah energi. Energi merupakan kemampuan untuk melakukan
usaha. Apabila ada beberapa sistem kemudian sebuah sistem pertama memberikan usaha pada sistem kedua, energi akan
dipindahkan dari sistem pertama ke sistem kedua.
Sebagai contoh seorang anak mendorong mobil mainan hingga mobil bergerak. Anak itu melakukan usaha pada
mobil, sebagian usaha digunakan untuk bergerak atau menjadi tenaga gerak, sebagian digunakan untuk mengatasi
gesekan pada lantai, sebagian menjadi tenaga termal panas karena gesekan antara roda mobil dan lantai. Pada anak itu
sendiri tenaga kimia dalam tubuh berkurang karena digunakan untuk mendorong mobil. Energi berpindah dari
tenaga kimia menjadi tenaga gerak dan tenaga termal gesekan. Energi total sebuah sistem dan lingkungannya tidak akan
berubah, tetapi hanya terjadi perubahan bentuk energi saja.
Kita akan mempelajari energi kinetik yaitu tenaga karena gerakannya,dan juga energi potensial yaitu tenaga karena
konfigurasinya. Kita juga akan mempelajari hukum kekekalan tenaga, serta bagaimana energi potensial berubah menjadi
energi kinetik dan sebaliknya.
1. Energi Kinetik
Mari kita tinjau sebuah benda yang mendapat gaya sebesar F
yang konstan. Benda tadi akan mendapat percepatan sebesar Fm
yang konstan dengan arah sama dengan arah gaya. Pada gerak dengan percepatan konstan maka percepatan rata-
Kewirausahaan : Semangat Inovatif Kreatif
Fisika SMAMA XI
90
ratanya sama dengan percepatan sesaatnya. Bila arah gaya kita misalkan pada arah x dan saat t = 0 posisinya adalah 0 x = 0
dan selama t detik kecepatannya berubah dari
o
menjadi v maka percepatannya bisa kita tuliskan sebagai
.... 3 dan
.... 4
Usaha yang dilakukan adalah:
.... 5
.... 6
Setengah hasil kali massa dengan kuadrat kecepatan kita sebut sebagai tenaga kinetik benda, seringkali diberi simbol K.
adalah tenaga kinetik awal dan adalah
tenaga kinetik akhir. Gaya yang bekerja pada suatu benda mungkin tidak
hanya satu, bisa 2 atau 3 gaya bekerja pada benda yang sama. Usaha total yang dilakukan adalah usaha karena seluruh gaya
yang bekerja pada benda atau resultan gaya atau gaya netto yang bekerja pada benda. Persamaan 5 berlaku dengan F
adalah gaya total. Dengan demikian dari persamaan 5 di atas bisa kita katakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya
netto yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Satuan energi kinetik sama dengan
satuan usaha yaitu Joule.
91
Fisika SMAMA XI
Gaya yang dikerjakan pada benda membuat kecepatan benda berubah.
Usaha yang dikerjakan pada benda tersebut mengubah energi kinetik
benda. Besarnya usaha selalu sama dengan perubahan energi kinetik benda.
Hal ini sering disebut sebagai teorema usaha dan energi.
Teorema Usaha Energi Usaha yang dilakukan oleh gaya total pada partikel,
