Usaha dan Energi -

Daftar Isi

Usaha

Usaha adalah besarnya energi untuk merubah posisi yg diberikan gaya pada benda atau objek. Usaha yg dilakukan sebuah objek didefinisikan sebagai perkalian antara jarak yg ditempuh dgn gaya yg searah dgn perpindahannya.

Agar ananda bisa memahami materi Usaha & Energi dgn baik, ananda harus mengerti terlebih dahulu materi:

Gerak Lurus (GLB & GLBB)

Hukum Newton

Gaya Gravitasi

Usaha dinotasikan dgn W yg merupakan abreviasi bahasa Inggris dr Work yg mempunyai arti kerja. Satuan usaha adalah Joule yg didefinisikan sebagai besarnya energi yg diharapkan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Oleh sebab itu, 1 Joule sama dgn 1 Newton meter (N.m).

Rumus Usaha dinotasikan dengan:

$W = F \cdot x$

Dimana,

$W$ = Usaha yg dikerjakan (Joule)

$F$ = Gaya yg diberikan (N)

$x$ = jarak perpindahan objek (m)

Agar ananda dapat mengetahui desain Usaha dgn baik, perhatikan gambar lintasan Usaha & komponennya di bawah ini.

rumus usaha [Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005]

Jika gaya yg diberikan pada objek membentuk sudut maka persamaannya menjadi:

$W = F \cos \theta \cdot s$

Dimana,

$\theta$ = sudut yg dibentuk gaya kepada perpindahan.

Nilai perjuangan dapat berupa positif atau negatif tergantung arah gaya kepada perpindahannya. Jika gaya yg diberikan pada objek bertentangan arah dgn perpindahannya, maka usaha yg diberikan bernilai negatif. Jika gaya yg diberikan searah dgn perpindahan, maka objek tersebut melaksanakan perjuangan positif.

Usaha pula dapat bernilai nol (0) atau objek tak melakukan usaha jika,

Diberikan gaya tetapi tak terjadi perpindahan.

Gaya yg diberikan tegak lurus dgn perpindahan ( $\cos 90^ \circ =0$ )

Energi

Energi merupakan salah satu konsep paling penting dlm ilmu pengetahuan. Energi tak dapat didefinisikan dengan-cara ringkas saja. Akan tetapi pada materi kali ini karena energi berafiliasi dgn perjuangan, maka energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melaksanakan perjuangan.

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Mollusca

Narrative Text

Pertidaksamaan Logaritma

Energi Kinetik

Energi Kinetik adalah energi gerak, energi yg dimiliki benda atau objek karena geraknya. Energi kinetik berasal dr kata Yunani kinetikos yg artinya bergerak. Makara, ananda pasti tahu kan kalau setiap benda yg bergerak maka benda tersebut memiliki energi kinetik.

Rumus Energi Kinetik dinotasikan dengan:

$EK = \frac 1 2 m \cdot v^2$

Dimana,

$EK$ = Energi Kinetik benda (Joule)

$m$ = massa benda (kg)

$v$ = kecepatan benda (m/s²)

Usaha merupakan besarnya energi. Pada konteks ini, perjuangan merupakan pergeseran energi. Hubungan perjuangan dgn Energi Kinetik dinotasikan dengan:

$W = \Delta EK = \frac 1 2 m (v_2^2 - v_1^2)$

Dimana,

$W$ = Usaha yg dilaksanakan benda (Joule)

$EK$ = pergantian Energi Kinetik (Joule)

$(v_2^2 - v_1^2)$ = pergantian kecepatan (m/s²)

Energi Potensial

Saat benda bergerak, mampu dikatakan benda mempunyai energi kinetik. Akan tetapi, benda pula kemungkinan memiliki Energi Potensial. Energi Potensial ialah energi yg dimiliki benda karena posisinya atau bentuk maupun susunannya. Salah satu contoh energi memiliki potensi yakni energi potensial gravitasi atau berikutnya kita sebut Energi Potensial. Energi Potensial disebabkan adanya gaya gravitasi. Suatu benda memiliki energi berpeluang yg besar kalau massanya semakin besar & ketinggiannya semakin tinggi.

Rumus Energi Potensial dinotasikan dengan:

$EP = mgh$

Dimana,

$EP$ = Energi Potensial benda (Joule)

$g$ = kecepatan gravitasi (9,8 m/s²)

$h$ = ketinggian benda (m)

Hubungan usaha dgn Energi Potensial dinotasikan dengan:

$W = \Delta EP = mg(h_2 - h_1)$

Dimana,

$h_2 - h_1$ = pergantian ketinggian (m)

Lihat pula materi Sosiologiku.com lainnya:

Hukum Dasar Kimia

Pengertian Puisi

Simple Past Tense

Energi Mekanik

Energi Mekanik merupakan bentuk energi yg berhubungan dgn gerak. Nah, kedua tipe energi diatas yakni Energi Kinetik & Energi Potensial merupakan pecahan dr Energi Mekanik.

Persamaan Energi Mekanik dinotasikan dengan:

$EM = Ek + Ep$

Energi Mekanik yg dimiliki suatu benda nilainya selalu konstan/tetap pada setiap titik lintasan benda, inilah yg disebut selaku Hukum Kekekalan Energi. Energi tak mampu diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk dr satu bentuk ke bentuk lainnya. Maka persamaan Hukum kekekalan energi dinotasikan dengan:

$\Delta = 0$

$EM_1 = EM_2 = konstan$

$Ek_1 + Ep_1 = Ek_2 + Ep_2$

Dimana,

$EM$ = Energi Mekanik benda (Joule)

$EM_1$ = energi mekanik di posisi 1

$EM_2$ = energi mekanik di posisi 2

Contoh Soal Usaha & Energi

rumus energi kinetik potensial

Kotak bermassa M dgn potongan atas terbuka bergerak sepanjang bidang datar tanpa tabrakan dgn kecepatan v₁. Benda dgn massa M dijatuhkan dr atas & masuk ke dlm kotak, sementara kotak tetap bergerak dgn laju v₂. Beberapa dikala kemudian, benda dgn massa M dijatuhkan dr atas & masuk ke dlm kotak & kotak terus bergerak dgn kecepatan v₃. Dari masalah ini, pernyataan yg BENAR adalah …. (Fisika Simak UI 2013)

(1) v₂ = v_i

(2) v₂ = v_i

(3) v₃ = v_i

(4) v₃ = v₂

SOLUSI:

Dalam solusi ini menggunakan prinsip hukum kekekalan energi [∆E= 0]. Karena kotak tak mengalami perpindahan ketinggian, maka tak ada gaya berpotensi yg terjadi sehingga pergeseran energi yg terjadi hanya energi kinetik.

Diketahui,

m₁ = M.

m₂ = 5/4M.

m₃ = 2M.

Kita cari semua komponen yg ditanyakan dgn menggunakan Persamaan Hukum Kekekalan Energi:

((1) BENAR & (2) SALAH)

((4) SALAH)

((3) BENAR)

Jawaban: B

(B) Jika (1) & (3) yg benar

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S21 Departemen Teknik Mesin FTUI

Materi Sosiologiku.com lainnya:

Kapasitor

Listrik Statis

Hukum Hooke

Gaya Gesek