usaha dan energi dan daya
USAHA DAN ENERGI
oleh :
KELOMPOK 10 FISIKA UMUM
1.Atikah fauziah
2. Dwi putri julianti
3. Mezi yulia astuti
4.Unce uti fadhilah
5.Uun junita
PENGERTIAN USAHA
Dalam kehidupan sehari-hari usaha diartikan
dengan aktivitas dalam bentuk pengerahan tenaga
maupun pikiran untuk memperoleh sesuatu. Dalam
fisika usaha (w) didefenisikan sebagai hasil perkalian
titik (scalar) antara komponen gaya yang bekerja (F)
dengan perpindahan yang terjadi searah dengan
komponen gaya tersebut (∆x ) dan dirumuskan :
W= F.∆x
1. USAHA OLEH GAYA KONSTAN
Bila benda berpindah sejauh , maka usaha yang dilakukan oleh gaya yang searah
dengan perpindahan dapat ditulis
W= F .α COS ∆x
Dari sifat perkaliannya dapat dikatakan bahwa usaha adalah besaran scalar. Dalam
SI satuan usaha adalah newton-meter atau diberi nama dengan joule atau J. karena
1 Nm = I joule ; 1 N = 105 dyne ; 1 m = 102 cm,
1 joule = 105 dyne. 102 cm = 107 dyne cm = 107 erg
Satuan lain yang digunakan untuk usaha adalah foot-pound. Hubungannya dengan
joule adalah : 1 joule = 0,7376 foot pound, sedangkan 1 foot pound = 1,356 joule,
atau 1,356. 107 erg.
2. USAHA OLEH GAYA YANG BERUBAH-UBAH
Jika gaya F yang bekerja pada benda berubah-ubah besarnya, maka usaha dW yang
dilakukan oleh gaya F yang menyebabkan benda berpindah sejauh dx adalah :
dW = f cos α dx
PENGERTIAN ENERGI
Sering kita mendengar istilah krisis energi yang tidak
lain adalah krisis bahan bakar. Seseorang kita sebut
penuh energi bila ia lincah, cekatan, dan mampu
bekerja keras, sedangkan bila orang itu lesu, maka
dikatakan ia kekurangan energi. Energy atau tenaga
dapat dinyatakan dengan hasil usaha, atau
kemampuan melakukan usaha seperti energy
kinetic dan energy potensial.
1. ENERGI KINETIK
besaran ½ mv2 disebut energi kinetik. Dengan
demikian dapat dikatakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya resultan yang bekerja pada
benda sama dengan perubahan energi kinetiknya.
Walaupun baru dibuktikan untuk gaya konstan saja,
hasil ini sebetulnya berlaku untuk gaya yang
berubah-ubah. Sesuai dengan hukum II newton.
W = 1/2 m v2
2. ENERGI PONTESIAL
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh
benda karena posisinya. Secara umum dirumuskan:
Ep = m g h
Dengan:
EP = energi potensial gravitasi (joule atau J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian benda dari acuan (m).
2.1 energi potensial gravitasi
Semakin tinggi kedudukan suatu benda dari bidang
acuan, semakin besar pula energy potensial
gravitasinya.
Ketika kita mengangkat sebuah balok, kita akan memberikan gaya dorong
terhadap balok. Pada saat ke atas, berlaku:
Watas= m g h
Saat ke bawah:
W gravitasi = –m g h
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda yang bergerak
vertikal) sama dengan perubahan energi potensial gravitasi. Secara
matematis ditulis sebagai berikut:
w=ΔEP
W= EP2-EP1
W= mg(y2-y1)
dengan:
W = usaha (J)
EP = perubahan energi potensial (J)
EP1 = energi potensial awal (J)
EP2 = energi potensial akhir (J)
HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
hukum kekekalan energi yaitu energi selalu tetap
tetapi bentuknya bisa berubah; artinya jika ada bentuk
energi yang hilang harus ada energi bentuk lain yang
timbul, yang besarnya sama dengan energi yang hilang
tersebut.
Hukum Kekekalan Energy Mekanik adalah Energy mekanik awal
sama dengan energy mekanik akhir ( selama tidak ada gaya luar yang
bekerja pada system )
Ek + Ep = EM = tetap
Em1 = Em2
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
HUBUNGAN USAHA DAN ENERGI
1. Usaha dengan energi potensial
Apabila dalam sistem hanya berlaku energi
potensial gravitasi saja maka teori usaha-energi
dapat ditentukan dengan persamaan:
W = △ Ep
W = m . g . h2 – m . g . H1
2. Usaha dengan energi kinetik
Apabila dalam sistem hanya berlaku energi kinetik
saja maka teori usaha-energi dapat ditentukan
sebagai berikut :
W=ΔEK
W = EK2 – EK1 = ½ m v22 – ½ m v12
DAYA
Besaran usaha seringkali tidak sanggup menggambarkan suatu
keadaan secara lebih lengkap dan pada akhirnya terkadang
kurang bermakna. Hal ini karena usaha tidak melibatkan unsur
waktu. Sebagai contoh, seorang laki-laki perkasa sanggup
memindahkan sejumlah meja dari suatu tempat ke tempat yang
lain dalam waktu setengah jam.
Sedangkan seorang anak SD baru menyelesaikan usaha yang
sama dalam waktu setengah hari. Jika dilihat dalam perspektif
usaha, kedua orang tersebut melakukan usaha yang sama, padahal
kedua orang tersebut melakukannya dengan kecepatan yang
berbeda
Sebuah besaran yang bernama daya
dimunculkan untuk mengantisipasi persoalan ini.
Daya (power) merupakan besaran fisika yang
menggambarkan tentang seberapa cepat sebuah
usaha dilakukan. Secara lebih presisi daya
didefinisikan sebagai laju usaha yang dilakukan.
Sebagaimana usaha dan energi, daya juga sebuah
besaran skalar.
Ketika sejumlah usaha ∆W dilakukan selama
selang waktu ∆t, usaha rata-rata persatuan waktu
atau daya rata-rata(average power) Prt
didefinisikan sebagai:
P= ΔW/Δt
CONTOH SOAL
Sebuah peluru ditembakan dengan kecepatan
awal 20 m/s ke atas.Berapa ketinggian yang
telah dicapai peluru pada saat kecepatannya
tinggal 8 m/s? Gesekan udara diabaikan.
Penyelesaian:
Y2-y1 = - (v2 2 – v12 ) / 2g = -(8x8-20x20)/ 2.10
=17.1 m
oleh :
KELOMPOK 10 FISIKA UMUM
1.Atikah fauziah
2. Dwi putri julianti
3. Mezi yulia astuti
4.Unce uti fadhilah
5.Uun junita
PENGERTIAN USAHA
Dalam kehidupan sehari-hari usaha diartikan
dengan aktivitas dalam bentuk pengerahan tenaga
maupun pikiran untuk memperoleh sesuatu. Dalam
fisika usaha (w) didefenisikan sebagai hasil perkalian
titik (scalar) antara komponen gaya yang bekerja (F)
dengan perpindahan yang terjadi searah dengan
komponen gaya tersebut (∆x ) dan dirumuskan :
W= F.∆x
1. USAHA OLEH GAYA KONSTAN
Bila benda berpindah sejauh , maka usaha yang dilakukan oleh gaya yang searah
dengan perpindahan dapat ditulis
W= F .α COS ∆x
Dari sifat perkaliannya dapat dikatakan bahwa usaha adalah besaran scalar. Dalam
SI satuan usaha adalah newton-meter atau diberi nama dengan joule atau J. karena
1 Nm = I joule ; 1 N = 105 dyne ; 1 m = 102 cm,
1 joule = 105 dyne. 102 cm = 107 dyne cm = 107 erg
Satuan lain yang digunakan untuk usaha adalah foot-pound. Hubungannya dengan
joule adalah : 1 joule = 0,7376 foot pound, sedangkan 1 foot pound = 1,356 joule,
atau 1,356. 107 erg.
2. USAHA OLEH GAYA YANG BERUBAH-UBAH
Jika gaya F yang bekerja pada benda berubah-ubah besarnya, maka usaha dW yang
dilakukan oleh gaya F yang menyebabkan benda berpindah sejauh dx adalah :
dW = f cos α dx
PENGERTIAN ENERGI
Sering kita mendengar istilah krisis energi yang tidak
lain adalah krisis bahan bakar. Seseorang kita sebut
penuh energi bila ia lincah, cekatan, dan mampu
bekerja keras, sedangkan bila orang itu lesu, maka
dikatakan ia kekurangan energi. Energy atau tenaga
dapat dinyatakan dengan hasil usaha, atau
kemampuan melakukan usaha seperti energy
kinetic dan energy potensial.
1. ENERGI KINETIK
besaran ½ mv2 disebut energi kinetik. Dengan
demikian dapat dikatakan bahwa usaha yang
dilakukan oleh gaya resultan yang bekerja pada
benda sama dengan perubahan energi kinetiknya.
Walaupun baru dibuktikan untuk gaya konstan saja,
hasil ini sebetulnya berlaku untuk gaya yang
berubah-ubah. Sesuai dengan hukum II newton.
W = 1/2 m v2
2. ENERGI PONTESIAL
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh
benda karena posisinya. Secara umum dirumuskan:
Ep = m g h
Dengan:
EP = energi potensial gravitasi (joule atau J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian benda dari acuan (m).
2.1 energi potensial gravitasi
Semakin tinggi kedudukan suatu benda dari bidang
acuan, semakin besar pula energy potensial
gravitasinya.
Ketika kita mengangkat sebuah balok, kita akan memberikan gaya dorong
terhadap balok. Pada saat ke atas, berlaku:
Watas= m g h
Saat ke bawah:
W gravitasi = –m g h
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda yang bergerak
vertikal) sama dengan perubahan energi potensial gravitasi. Secara
matematis ditulis sebagai berikut:
w=ΔEP
W= EP2-EP1
W= mg(y2-y1)
dengan:
W = usaha (J)
EP = perubahan energi potensial (J)
EP1 = energi potensial awal (J)
EP2 = energi potensial akhir (J)
HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
hukum kekekalan energi yaitu energi selalu tetap
tetapi bentuknya bisa berubah; artinya jika ada bentuk
energi yang hilang harus ada energi bentuk lain yang
timbul, yang besarnya sama dengan energi yang hilang
tersebut.
Hukum Kekekalan Energy Mekanik adalah Energy mekanik awal
sama dengan energy mekanik akhir ( selama tidak ada gaya luar yang
bekerja pada system )
Ek + Ep = EM = tetap
Em1 = Em2
Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2
HUBUNGAN USAHA DAN ENERGI
1. Usaha dengan energi potensial
Apabila dalam sistem hanya berlaku energi
potensial gravitasi saja maka teori usaha-energi
dapat ditentukan dengan persamaan:
W = △ Ep
W = m . g . h2 – m . g . H1
2. Usaha dengan energi kinetik
Apabila dalam sistem hanya berlaku energi kinetik
saja maka teori usaha-energi dapat ditentukan
sebagai berikut :
W=ΔEK
W = EK2 – EK1 = ½ m v22 – ½ m v12
DAYA
Besaran usaha seringkali tidak sanggup menggambarkan suatu
keadaan secara lebih lengkap dan pada akhirnya terkadang
kurang bermakna. Hal ini karena usaha tidak melibatkan unsur
waktu. Sebagai contoh, seorang laki-laki perkasa sanggup
memindahkan sejumlah meja dari suatu tempat ke tempat yang
lain dalam waktu setengah jam.
Sedangkan seorang anak SD baru menyelesaikan usaha yang
sama dalam waktu setengah hari. Jika dilihat dalam perspektif
usaha, kedua orang tersebut melakukan usaha yang sama, padahal
kedua orang tersebut melakukannya dengan kecepatan yang
berbeda
Sebuah besaran yang bernama daya
dimunculkan untuk mengantisipasi persoalan ini.
Daya (power) merupakan besaran fisika yang
menggambarkan tentang seberapa cepat sebuah
usaha dilakukan. Secara lebih presisi daya
didefinisikan sebagai laju usaha yang dilakukan.
Sebagaimana usaha dan energi, daya juga sebuah
besaran skalar.
Ketika sejumlah usaha ∆W dilakukan selama
selang waktu ∆t, usaha rata-rata persatuan waktu
atau daya rata-rata(average power) Prt
didefinisikan sebagai:
P= ΔW/Δt
CONTOH SOAL
Sebuah peluru ditembakan dengan kecepatan
awal 20 m/s ke atas.Berapa ketinggian yang
telah dicapai peluru pada saat kecepatannya
tinggal 8 m/s? Gesekan udara diabaikan.
Penyelesaian:
Y2-y1 = - (v2 2 – v12 ) / 2g = -(8x8-20x20)/ 2.10
=17.1 m