USAHA DAN ENERGI

HartonoJSMaulina IntanMaulina IntanHartonoJSRisaWidyantiRisa WidyantiI Made ArdanaI Made ArdanaZikri D AndikaZikri D AndikaK E L O M P O K 11Energi mekanik merupakan jumlah energi potensial dengan energi kinetik

RUMUS:Em = Ep + EkEnergi MekanikEnergi MekanikU38Usaha yang dilakukan oleh resultan gayaHasil kali resultan komponen gaya searah dengan perpindahan dengan besar perpindahan yang dihasilkannya.

MACAM - MACAM U15RUMUS:W = F.sW = ( F1.cos - F2 - F3.cos ).s11/25/2014(c)Arif6s

F1F1.cos F3F3.cos F2MACAM - MACAM U1U6Usaha yg dilakukan oleh gaya konstanHasil kali resultan komponen gaya searah dengan perpindahan dengan besar perpindahan yg dihasilkannya.MACAM - MACAM 2U7RUMUS:W = F.dW = ( F1.cos - F2 ).s11/25/2014(c)Arif8F1F1.cos F2sMACAM - MACAM 2U8USAHAUsaha yg dilakukan oleh gaya konstan Hasil kali komponen gaya searah dengan perpindahan dengan besar perpindahan yg dihasilkannya.

MACAM - MACAM 3U9USAHARUMUS:W = F.s.cos FF.coss

MACAM - MACAM 3U10Usaha yang dilakukan oleh gaya pada bidang miring licin.

RUMUS W = F.sW = ( F1.cos + F2 - w.sin ).s

MACAM - MACAM 4U1111/25/2014(c)Arif12F1F1.cos F2w.sin sin = h/shs

12Gaya tidak melakukan usahaGaya yang tidak menghasilkan perpin-dahan, tidak melakukan usaha.Gaya yang searah Normal ( tegak lurus ) terhadap perpindahan, tidak melakukan usaha.

FFd = 0d

13Satu joule Satu joule ( 1 J ) : Besar usaha yg dilakukan oleh gaya satu newton untuk memindahkan suatu benda searah gaya sejauh satu meter.F = 1 Nd = 1 m

14

2. Energi CahayaBENTUK - BENTUKU16Bentuk-bentuk Energi

3. Energi KalorBENTUK - BENTUKU17

4. Energi ListrikBENTUK - BENTUKU18

5. Energi KimiaBENTUK - BENTUKU19

6. Energi GelombangBENTUK - BENTUKU20Bentuk-bentuk Energi

7. Energi AnginBENTUK - BENTUKU21Bentuk-bentuk Energi

9. Energi BunyiBENTUK - BENTUKU23Bentuk-bentuk Energi

10. Energi PotensialBENTUK - BENTUKU24Bentuk-bentuk Energi

11. Energi KinetikBENTUK - BENTUKU25Bentuk-bentuk Energi

(c)Arif12. Energi MekanikBENTUK - BENTUKU26

hmgA c u a nP E R A G A A NKET:m = Massa ( Kg )g = Gravitasi (9,8m/s 2)h = Ketinggian ( m )

2911/25/2014A c u a nPerubahan Energi PotensialGravitasiPerubahan energi potensial benda di dua kedudukan yang berbeda.3011/25/2014A c u a nh2

h1

RumusPerubahan Energi Potensial Gravitasi

Ep = m.g.h2 m.g.h1KET:Ep = Energi Potensial ( Joule )m = Massa Benda ( kg )g= Percepatan Gravitasi ( m/s )h = Ketinggian Benda ( m )

31v

RUMUS:Ek = m.vKET:Ek= Energi Kinetik(Joule)m= Massa Benda (kg)v = Kecepatan Benda (m/s)33Berat Balokw = m.gGaya NormalN = w = m.gGaya Gesek Kinetikfg = k.N = k.m.gFfgmw N

Gaya Gesek Kinetik Balok Terhadap Bidang34Unsur = Perubahan Energi KinetikUsaha yg dilakukan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik.W = F.sW = Ek = Ek2 - Ek1 = m (v2 - v1 )35Unsur = Perubahan Energi KinetikP E R A G A A N36v1v2Ffgm36Usaha = Perubahan EnergiKinetikBerdasarkan peristiwa ini, persamaannya adalah:W = Ek( F fg )d= m ( v2 - v1 )37Energi MekanikEnergi MekanikUEm = Ep + Ek U39Pada sistem yg terisolasi (Hanya gaya berat yg mempengaruhi benda) selalu berlaku energi mekanik konstan.Em = konstanEm1 = Em2 atau m.g.h1 + m.v1 = m.g.h2 + m. v2 11/25/2014h11g2h2

Hukum KekekalanEnergi MekanikU40Pada sistem benda yg tidak terisolasi (karena terdapat gaya selain gaya berat yg mempengaruhi benda ) selalu kehilangan energi.Energi yang hilangEnergi yg HilangU41Besarnya energi yang hilang adalah :Eh = Em = Em2 Em1 atauEh = (m.g.h2 + m.v2) (m.g.h1 + m. v1) Eh = fa.( h2 - h1 ) 11/25/2014h11g2h2fawNote:fa = Gaya Gesek DiudaraEnergi yg Hilang42Daya mesin yang bergerak dengan kecepatan tetap adalah :

RUMUSP = F.v

D A Y AE44RUMUSKet:P = F.vP = Daya ( Watt ) F = Gaya ( N ) v = kelajuan ( m/s )

Fv

D A Y AE45Efisiensi atau daya guna sebuah mesin adalah hasil bagi antara daya keluaran dan daya masukan dikalikan dengan seratus persen. daya keluaran = x 100 % daya masukan

Efesiensi PengubahEnergiCATATAN

1 HP ( Horse Power ) = 746 WattE46LATIHAN SOAL1.Sebuah benda dengan massa 5 kg meluncur pada bidang miring licin yg membentuk sudut 60 terhadap horizontal. Jika benda bergeser sejauh 5 meter, berapa usaha yang dilakukan oleh gaya berat (g=10m/s)

47PenyelesaianDik : m = 5 kg, = 60, d = 5 m, g = 10 m/sDit : W?Jwb :W = F.dW = m.g.sin 60.dW = 5.10.3.5W = 1253 joule60 w = m.g60w.sin d148LATIHAN SOAL2.Seorang anak mendorong sebuah gerobak mainan bermassa 5 kg dari keadaan diam pada permukaan datar licin dengan gaya F = 5 N, dalam arah sudut ( sin = 0,8 ), lihat gambar. Hitung usaha yang dilakukan anak dalam selang waktu 5 sekon ? ( g = 10 m/s)11/25/2014F49PenyelesaianDik : m = 5 kg, sin = 0,6, F = 5 N,g =10 m/sDit : W?Jwb : a = Fx/m = F.cos /m = 5.0,8/5 = 0,8 m/sd = a t = .0,8.5 = 10 meterW = Fx.d = F.cos .dW = 5.0,8.10 W = 40 joule(c)Arif250LATIHAN SOAL3.Grafik perpindahan sepanjang sumbu-x dan gaya yang bekerja pada benda dtunjukkan pada gambar berikut ini. Hitung usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada selang :a. 0 x 3 mb. 3 x 5 mc. 0 x 6 m51LATIHAN SOAL1 2 3 4 5 6 7 8 912345 x(m)F(N)052PenyelesaianDIK : Lihat grafik !DIT : a. W untuk 0 x 3 m ?b. W untuk 3 x 5 m ? c. W untuk 0 x 6 m ? JWB :Usaha dapat diperoleh dengan menghitung luas daerah yg diarsir

353PenyelesaianJwb : a. W1 = 5.3 = 7,5 jouleb. W2 = (5-3).(-3) = -3 joulec. W3 = 3.(6-5) = 3 jouleW total = 7,5 - 3 + 3 = 7,83 J

12345F(N)1 2 3 4 5 6 7 8 90W1W2W3-1-2-3 x(m)W1 & W2 = Luas SegitigaW3 = Luas Persegi54h2=8mTanahh1 =7m10 mPenyelesaianDik: m = 2 kg, h2= 8 m, h1 = 7 m, g =10 m/sDit: Ep? Jwb :Ep = m.g.h2 m.g.h1 Ep = m.g.h2 - m.g.h1Ep = 2.10.8 2.10.7Ep = 20 joule456LATIHAN SOAL5.Berapa energi kinetik seekor nyamuk bermassa 0,75 mg yang sedang terbang dengan kelajuan 40 cm/s ?57PenyelesaianDik : Dit : a. Ek? m = 7,5.10-7 kg, v = 0,4 m/s

Jwb : Ek = m.vEk = . 7,5.10-7 . 0,4Ek = 60 nJ (nano Joule)

Catatan :

1 joule = 10-9 nanojoule

558