*Usaha
Usaha:
suatu proses perubahan energi atau gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga
benda itu mengalami perpindahan atau hasil kali komponen gaya searah
perpindahan dengan besar perpindahan.
Rumusnya:
W = Fs . s
|
Keterangan:
W
= usaha yang dilakukan pada benda (Nm=Joule)
Fs
= gaya yang searah dengan perpindahan (N)
s
= perpindahan benda (m)
Example:
Sebuah
benda berada pada bidang datar, pada benda tersebut bekerja sebuah gaya
mendatar sebesar 20 N, sehingga benda berpindah sejauh 0,5 m, usaha yang
dilakukan oleh gaya tersebut adalah...
Penyelesaian:
Diketahui:
F = 20 N
s = 0,5 m
Ditanyakan:
W ?
Jawab:
W = F.s
= (20) (0,5)
= 10 Joule
*Energi
Energi:
kemampuan melakukan usaha.
-
Energi Kinetik: energi yang dimiliki benda karena
gerakannya atau kecepatannya.
Ek = ½ m v2
|
Keterangan:
Ek =
energi kinetik (Joule)
m
= massa benda (kg)
v
= kecepatan (m/s)
Adapun
hubungan usaha dengan energi kinetik
W = Ek2 – Ek1
|
W = ½ m v22 - ½ m v12
|
Example:
Sebuah
benda bermassa 4 kg, mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan
6 m/s, maka usaha yang diubah menjadi energi kinetik adalah...
Penyelesaian:
Diketahui: m = 4 kg
V1 = 0 (diam)
V2 = 6 m/s
Ditanyakan:
W ?
Jawab:
W = Ek2 – Ek1
= ½ m v22 - ½ m v12
= (½)(4)(62) - (½)(4)(0)
= 72 – 0
= 72 Joule
-Energi
Potensial: energi yang dimiliki oleh benda karena
kedudukannya atau posisinya.
Ep = m.g.h
|
Keterangan:
Ep =
energi potensial (Joule)
m
= massa benda (kg)
g
= percepatan gravitasi (m/s2)
h
= tinggi benda (m)
Adapun
hubungan usaha dengan energi potensial
W =F.s
|
W = mg (h1-h2)
|
W = mgh1 - mgh2
|
W = Ep1- Ep2
|
Example:
Sebuah
benda massanya 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m dari atas tanah, dengan
gravitasi 10 m/s2, maka usaha yang dilakukan gaya berat pada saat
ketinggian benda 10 m adalah...
Penyelesaian:
Diketahui: m = 2 kg
h1 = 20 m
h2 = 10 m
g = 10 m/s2
Ditanyakan:
W ?
Jawab:
W = mg (h1-h2)
= (2)(10)(20-10)
= (20)(10)
= 200 Joule
*Daya
Daya:
kelajuan melakukan usaha atau usaha persatuan waktu.
P = W
t
|
P = W = F.s = F (
s ) = F.v
t
t
t
|
P = W = m.g.h
t t
|
Keterangan:
P
= daya (Watt)
W =
usaha (Joule)
t
= waktu (m/s)
Example:
Seorang
yang massanya 60 kd menaiki tangga yang tingginya 20 m dalam selang waktu 120
s, bila g= 10 m/s2, maka daya yang dikeluarkan oleh orang tersebut
adalah...
Penyelesaian:
Diketahui: m = 60 kg
h = 20 m
t = 120 s
g = 10 m/s2
Ditanyakan:
P ?
Jawab: P = W
t
= m.g.h
t
= (60)(10)(20)
120
= 12000
120
= 100
Watt
