USAHA,ENERGI&

HUKUM KEKEKALAN ENERGI

Mengapa mobil jeep ini sanggup menarik benda yang sangat berat????

Apakah yang dilakukanorang pada gambar??

Semua kegiatan yang ditunjukan gambar adalah USAHA.Apa itu Usaha???

USAHA

A. Pengertian UsahaUsaha didefinisikan sebagai hasil perkalian antara perpindahan titik tangkapnya dengan komponen gaya pada arah perpindahan.

F cos

F sin F

s

Besarnya usaha W = (F cos ) . s

Contoh dari konsep usaha

Keterangan :F = gaya (N)s = perpindahan yang dilakukan (m)q = sudut yang dibentuk oleh gaya dan perpindahan.(0)

Satuan SI dari kerja: newton.meter = joule (J)

USAHA

Usaha yang dilakukan:Berbanding lurus dengan besarnya gaya;Berbanding lurus dengan perpindahan benda;Bergantung pada sudut antara arah gaya dan perpindahan bendaHubungan arah gaya dan perpindahan:

Jika = 0, arah gaya berimpit dengan arah perpindahan, W = F . SJika = 90, arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan, cos 90 = 0, dikatakan gaya tidak melakukan usahaJika s = 0, berarti gaya tidak menyebabkan benda berpindah, maka usaha yang dilakukan nol. Misal anda mendorong tembok, tembok tidak bergerak maka dalam hal ini anda tidak melakukan usaha.

W = (F cos ) . s

Contoh soal

Untuk menarik sebuah koper beserta isinya seperti pada Gambar diperlukan gaya sebesar 22 N. Berapakah usaha yang diberikan oleh gaya itu, jika sudut antara gaya dengan perpindahan 60o dan balok bergeser sejauh 3 m?

Diketahui: F = 22 Nθ = 60o

s = 3 m

Ditanya: W = …?

W =

Jawab: W = F s cos θ = 22 N . 3 m . Cos 60o

= 66 . 0,5 N.m

33 N.m = 33 Joule

Jawaban:

energi

Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Suatu benda dikatakan memiliki energi jika benda tersebut dapat melakukan usaha.

1. ENERGI KINETIK

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya.

Energi kinetik suatu benda besarnya berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatannya. Secara matematika ditulis sebagai berikut:

dengan,

m = massa benda (kg)v = kecepatan benda (m/s)

Ek = Energi kinetik (joule)

2..2

1vmEk

Berdasarkan Hukum II Newton, diketahui bahwa percepatan berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa. Maka usaha yang dilakukan pada benda adalah

jika

dengan,F = gaya (N)s = perpindahan (m)

m = massa benda (kg)

maka

a = percepatan benda (m/s2)

W = F . s F= m.a W = m . a . S

Jika gaya F bekerja pada benda, benda tersebut akan bergerak berubah beraturan (GLBB), sehingga berlaku

atau

dengan,

V0 = kecepatan awal benda (m/s)Vt = kecepatan akhir benda (m/s)a = percepatan benda (m/s2)s = perpindahan (m)

Sehingga persamaan usaha pada benda menjadi

Dengan demikian, didapat hubungan usaha dan energi kinetik, yaitu

2. Energi PotensialEnergi potensial merupakan energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya atau keberadaannya.

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh tempat kedudukannya (ketinggian).

a. Energi Potensial Gravitasi

dengan,m = massa benda (kg)g = percepatan gravitasi (m/s2)h = tinggi benda (m)

Ep = energi potensial gravitasi (Joule)

h

b. Energi Potensial PegasEnergi potensial yang dimiliki pegas atau benda elastis besarnya berbanding lurus dengan konstanta pegas k dan kuadrat simpangannya. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan berikut

dengan,

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = simpangan (m)

Ep = energi potensial pegas (Joule)

Hukum Kekekalan Energi

HUKUM KEKEKALAN ENERGI : ” Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”.

Usaha yang dilakukan pada benda sama dengan negatif perubahan energi potensial

Usaha yang dilakukan pada benda sama dengan perubahan energi kinetik

Dari kedua persamaan di atas, diperoleh:

atau dapat ditulis sebagai berikut:

Jumlah energi potensial dengan energi kinetik disebut energi mekanik (Em). Oleh karena itu, persamaan di atas dinamakan hukum kekekalan energi mekanik (Em)

Dari rumus tersebut didapat bahwa jumlah energi kinetik dan energi potensial suatu benda bernilai tetap jika gaya-gaya yang bekerja pada benda bersifat konservatif.

TERIMA KASIH

Created by :LUQMANUL HAKIM

10007096