Rangkuman Materi Usaha dan Energi
Oke, kali ini yang akan kita pelajari yaitu seputar pengertian usaha dan energy dan bagaimana penerapannya dalam kehidupan dalam sehari – hari. Pada rangkuman kali ini juga telah tersedia contoh soal dan pembahasan usaha dan energi jadi langsung saja ya..USAHA
Usaha terjadi ketika energi dipindahkan dari satu sistem ke sistem lainnya. Diartikan sebagai gaya (F) yang dilakukan untuk memindahkan benda sejauh perpindahannya (s). Usaha dapat ditulis sebagai berikut.
W = F.s
Keterangan:
W = Usaha
F = Gaya
s = perpindahan
Usaha adalah besaran skalar yang diperoleh dari hasil kali titik antara vektor gaya F dan vektor perpindahan s
W = Fx . s = F.s cos
Keterangan :
W = usaha (joule )
F =gaya (N)
s = perpindahan (m)
θ = sudut antara gaya F dan perpindahan s
Energi
Energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Contoh energi : energi panas, energi kinetik ,dan energi potensial, energi listrik.
Energi Kinetik
Energi Kinetik adalah energi gerak, energi yang dimiliki benda atau objek karena geraknya. Energi kinetik berasal dari kata Yunani kinetikos yang artinya bergerak. Jadi, kamu pasti tahu kan kalau setiap benda yang bergerak maka benda tersebut memiliki energi kinetik.
Rumus Energi Kinetik dinotasikan dengan:
EK = ½ mv2
Dimana,
EK = Energi Kinetik benda (Joule)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s2)
Usaha merupakan besarnya energi. Pada konteks ini, usaha merupakan perubahan energi. Hubungan usaha dengan Energi Kinetik dinotasikan dengan:
W = EK2 – EK1
Dimana,
W = Usaha yang dilakukan benda (Joule)
EK = perubahan Energi Kinetik (Joule)
V12- V22 = perubahan kecepatan (m/s2)
Energi Potensial
Saat benda bergerak, dapat dikatakan benda memiliki energi kinetik. Akan tetapi, benda juga kemungkinan memiliki Energi Potensial. Energi Potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya atau bentuk maupun susunannya.
Salah satu contoh energi potensial adalah energi potensial gravitasi atau selanjutnya kita sebut Energi Potensial. Energi Potensial disebabkan adanya gaya gravitasi. Suatu benda memiliki energi potensial yang besar jika massanya semakin besar dan 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 dengan Energi Potensial dinotasikan dengan:
EM = EP 1 – EP2
Energi Mekanik
Energi Mekanik merupakan bentuk energi yang berkaitan dengan gerak. Nah, kedua tipe energi diatas yakni Energi Kinetik dan Energi Potensial merupakan bagian dari Energi Mekanik.
Persamaan Energi Mekanik dinotasikan dengan:
EM = Ep + Ek
Energi Mekanik yang dimiliki suatu benda nilainya selalu konstan/tetap pada setiap titik lintasan benda, inilah yang disebut sebagai Hukum Kekekalan Energi. Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Maka persamaan Hukum kekekalan energi dinotasikan dengan:
EM1 = EM2 = Konstan
Ek1 + Ek2 = Ep1 + Ep2
Dimana,
EM = Energi Mekanik benda (Joule)
EM1= energi mekanik di posisi 1
EM2= energi mekanik di posisi 2
Daya
Daya didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Dinyatakan sebagai berikut
P = w/t
Keterangan :
P = daya (watt)
W = usaha yang dilakukan
T = waktu (s)
Efisiensi atau daya guna mesin
Yaitu hasil bagi daya keluaran dengan daya masukan, dinyatakan dengan rumusan sebagai berikut:
Daya keluar / Daya Masuk x 100%
Contoh soal dan pembahasan usaha dan energi
Soal No. 1
Balok bermassa 2 kg berada di atas permukaan yang licin dipercepat dari kondisi diam hingga bergerak dengan percepatan 2 m/s2.
Tentukan usaha yang dilakukan terhadap balok selama 5 sekon!
Pembahasan
Terlebih dahulu dicari kecepatan balok saat 5 sekon, kemudian dicari selisih energi kinetik dari kondisi awak dan akhirnya:
Soal No. 2
Benda 10 kg hendak digeser melalui permukaan bidang miring yang licin seperti gambar berikut!
Tentukan usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut!
Pembahasan
Mencari usaha dengan selisih energi potensial :
Soal No.3
Sebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F= 15 N pada bidang miring seperti gambar
Anggap percepatan gravitasi (g) 10 ms-2 dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah …
Pembahasan
Diketahui
m= 1,5 kg
F = 15 N
g = 10 m/s2
Resultan gaya
∑F = F – w sin θ
∑F = F – m g sin 30
∑F = 15 – 7,5
∑F = 7, 5 N
