Afdal Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 1

  • Slides: 67
Download presentation
Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 1

Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 1

Hanya akan dijelaskan bentuk mekanik dari energi (Akan diperkenalkan konsep energi kinetik dan potensial)

Hanya akan dijelaskan bentuk mekanik dari energi (Akan diperkenalkan konsep energi kinetik dan potensial) Penggunaan prinsip kerja dan energi untuk pemecahan masalah (menggantikan Hukum Newton). Menunjukkan bahwa pada kasus tertentu, pendekatan energi dapat lebih simpel dalam analisis daripada penerapan Hukum Newton secara langsung dalam situasi yang kompleks. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 2

Konsep Energi Pengertian energi sehari-hari 1. 2. 3. 4. 5. Untuk beraktivitas diperlukan energi

Konsep Energi Pengertian energi sehari-hari 1. 2. 3. 4. 5. Untuk beraktivitas diperlukan energi ---> berjalan, bekerja, … Krisis Energi ---> Krisis minyak, krisis listrik … Minuman Energi? Sumber Energi? ---> Makanan, Angin, Matahari … Energi Alternatif? ---> Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 3

Radian / EM Thermal Afdal, Jurusan Fisika Unand Bunyi Listrik kimia Nuklir Mekanik Fisika

Radian / EM Thermal Afdal, Jurusan Fisika Unand Bunyi Listrik kimia Nuklir Mekanik Fisika Dasar I Magnetik 4

Nonrenewable Renewable Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 5

Nonrenewable Renewable Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 5

Energi Radian disebut juga energi elektromagnetik (e. m. ). Energi Radian adalah pergerakan foton.

Energi Radian disebut juga energi elektromagnetik (e. m. ). Energi Radian adalah pergerakan foton. Semua kehidupan di bumi bergantung pada energi e. m. dari matahari. Contoh energi e. m. adalah gelombang radio (AM, FM, TV), gelombang mikro, sinar- X. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 6

Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam ikatan atom-atom dan molekul-molekul. Energi kimia berada

Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam ikatan atom-atom dan molekul-molekul. Energi kimia berada dalam bentuk energi potensial sampai ikatan tersebut putus. Energi fosil dan biomassa menyimpan energi kimia. Produk-produk yang menyimpan energi kimia: TNT, baking soda, dan korek api. Biomass, minyak bumi, gas alam, batubara adalah contoh energi kimia yang tersimpan. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 7

Energi listrik adalah pergerakan elektron. Petir dan kelistrikan statis lainnya adalah contoh energi listrik

Energi listrik adalah pergerakan elektron. Petir dan kelistrikan statis lainnya adalah contoh energi listrik yang terjadi secara alamiah. Manusia telah menggunakan sumber energi yang bermacam-macam untuk menghasilkan energi listrik menggunakan generator dan turbin. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 8

Energi nuklir adalah anergi yang tersimapan di dalam inti atom. Energi nuklir dapat mengeluarkan

Energi nuklir adalah anergi yang tersimapan di dalam inti atom. Energi nuklir dapat mengeluarkan energi dalam bentuk cahaya atau panas. Kapal selam, PLTN, detektor asap, menggunakan energi nuklir. PLTN menggunakan uranium, suatu unsur radio aktif, untuk menghasilkan listrik. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 9

Nuclear energy provides 7. 6% of the US energy needs. The primary sources that

Nuclear energy provides 7. 6% of the US energy needs. The primary sources that are used to produce a nuclear reaction are Uranium-235 and Plutonium-239. Nuclear energy is generated by the splitting of the nucleus of an atom, called nuclear fission. When the nucleus divides energy is released in the form of heat and light. Nuclear fission provides a vast amount of energy, that when released slowly, can be harnessed to produce electricity. The fission of an atom of uranium liberates about 10 million times as much energy as the combustion of an atom of carbon from coal. Disadvantages: Some of the disadvantages to nuclear power plants are that they are relatively expensive to construct and maintain, they produce hazardous nuclear waste, and there is the potential for enormous nuclear disasters. The waste produced from a nuclear reaction is highly toxic and can not be recycled. It has to be stored in a secured location where it will not effect the environment. The largest concern about nuclear energy, however, is the possibility of a nuclear disaster. One such disaster occurred at the Chernobyl nuclear power plant in the former USSR. On April 26 th, 1986, the Chernobyl nuclear power plant's number four reactor exploded, sending a radioactive cloud across much of Europe. Following the explosion, radioactivity with an intensity equivalent to 500 of the bombs that destroyed Hiroshima at the end of World War II was measured in the atmosphere. According to unofficial statistics, at least 15, 000 people have died as a direct result of the explosion. The power station is still seen by critics as a time bomb, and work has been carried out ever since to try and make the site safe. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 10

Energi termal adalah energi internal di dalam bahan (getaran dan pergerakan atom dan molekul

Energi termal adalah energi internal di dalam bahan (getaran dan pergerakan atom dan molekul dalam bahan). Energi termal dihasilkan dalam pergerakan atom. Air yang mendidih, menggosokkan tangan dengan cepat, dan geotermal adalah contoh energi panas. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 11

Energi bunyi adalah pergerakan molekul-molekul dalam udara yang menghasilkan getaran. Alarm, musik, pidato dan

Energi bunyi adalah pergerakan molekul-molekul dalam udara yang menghasilkan getaran. Alarm, musik, pidato dan peralatan medis ultrasound menggunakan energi bunyi. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 12

Energi mekanik adalah pergerakan bagian mesin. Energi mekanik adalah juga jumlah total energi kinetik

Energi mekanik adalah pergerakan bagian mesin. Energi mekanik adalah juga jumlah total energi kinetik dan potensial dalam suatu sistem. Mainan dan jam tangan per adalah contoh energi mekanik. PLT Angin menggunakan energi mekanik untuk menghasilkan listrik. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 13

Energi magnetik adalah tarikan benda-benda yang terbuat dari magnet. Peralatan medis, kompas, kulkas magnet

Energi magnetik adalah tarikan benda-benda yang terbuat dari magnet. Peralatan medis, kompas, kulkas magnet adalah contoh energi magnetik. Semua bentuk sumber energi yang mengunakan generator untuk menghasilkan listrik menggunakan energi magnetik. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 14

Biomass energy is organic matter, many of which are waste products, that are used

Biomass energy is organic matter, many of which are waste products, that are used as fuel sources. There are many different types of sources of biomass energy that can be used such as: wood, plants, residue from agriculture or forestry, and the organic component of municipal and industrial wastes. Many biomass energy sources can be converted directly into liquid fuels for our transportation needs. Today, wood is still are largest biomass energy resource. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 15

Transformasi & Transfer Energi Transformasi energi adalah perubahan bentuk energi. Transfer energi adalah perpindahan

Transformasi & Transfer Energi Transformasi energi adalah perubahan bentuk energi. Transfer energi adalah perpindahan energi dari satu sistem ke sistem yang lain. Energi e. m (matahari) Afdal, Jurusan Fisika Unand Energi kimia (tanaman) Energi kimia (batubara) Fisika Dasar I Energi listrik (PLTU) 16

Energi panas (hair dryer) Energi e. m (matahari) Afdal, Jurusan Fisika Unand Energi kimia

Energi panas (hair dryer) Energi e. m (matahari) Afdal, Jurusan Fisika Unand Energi kimia (sel surya) Energi listrik Fisika Dasar I Energi mekanik (kipas angin) 17

Jelaskanlah proses transformasi dan transfer energi apa saja yang terjadi dalam sistem-sistem berikut: Afdal,

Jelaskanlah proses transformasi dan transfer energi apa saja yang terjadi dalam sistem-sistem berikut: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 18

Kekekalan Energi Dalam transformasi energi maka jumlah total energi haruslah sama. Dalam sistem tertutup,

Kekekalan Energi Dalam transformasi energi maka jumlah total energi haruslah sama. Dalam sistem tertutup, apabila ada bagian yang kehilangan energi dan maka ada bagian lain yang mendapat tambahan energi. Misalkan mobil sebagai suatu sistem, saat minyaknya berkurang dalam pembakaran (energi kimia mobil berkurang), tetapi mobil bergerak (energi mekaniknya bertambah). Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 19

KERJA Defenisi Kerja Apakah yang dimaksud dengan kerja (= usaha = work)? Pekerjaan? Sesuatu

KERJA Defenisi Kerja Apakah yang dimaksud dengan kerja (= usaha = work)? Pekerjaan? Sesuatu yang menghasilkan uang? Main bola! Apakah main atau bekerja? Seseorang yang menahan tas, melakukan kerja atau tidak? Ada banyak defenisi kerja dalam keseharian. Dalam fisika harus ada defenisi yang pasti dan sama untuk semua orang. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 20

Secara umum, dalam transfer energi antar sistem akan menghasilkan gerak dan panas. § Dalam

Secara umum, dalam transfer energi antar sistem akan menghasilkan gerak dan panas. § Dalam mobil, saat transfer energi dari bahan bakar ke mesin mobil dihasilkan gerak mobil dan pada saat yang sama mesinnya juga panas. § Saat pemakaian kipas angin dihasilkan gerak dan juga panas. Perpindahan energi dalam bentuk gerak disebut kerja mekanik (selanjutnya disebut kerja saja). Perpindahan energi dalam bentuk panas disebut kalor (heat). Dalam bab ini dianggap tidak ada energi yang hilang sebagai panas, jadi semua energi yang pindah berubah menjadi kerja. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 21

Kerja adalah perpindahan energi dalam bentuk gerak (yang menghasilkan perpindahan) Kegiatan orang yang mana

Kerja adalah perpindahan energi dalam bentuk gerak (yang menghasilkan perpindahan) Kegiatan orang yang mana yang melakukan kerja? # Tidak ada kerja yang dilakukan bila tidak ada perpindahan Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 22

Menghitung Kerja Untuk melakukan kerja diperlukan energi. Makin banyak kerja yang akan dilakukan makin

Menghitung Kerja Untuk melakukan kerja diperlukan energi. Makin banyak kerja yang akan dilakukan makin banyak energi yang diperlukan. Jadi kerja setara dengan energi. Untuk itu sebagai ilustrasi, jumlah kerja yang dilakukan dapat dihitung dari energi yang dihabiskan (bahan bakar yang dikonsumsi). Gaya Massa / Beban Perpindahan Energi / Kerja 1 mobil 1 ton 10 km 1 Liter 1 mobil 1 ton 20 km 2 Liter 2 mobil 2 ton 10 km 2 Liter Ada dua faktor yang menentukan besar kerja yang dilakukan: gaya dan perpindahan. Kerja berbanding lurus dengan gaya dan perpindahan Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 23

Kerja oleh Satu Gaya Konstan Contoh: Suatu gaya F = 10 N mendorong balok

Kerja oleh Satu Gaya Konstan Contoh: Suatu gaya F = 10 N mendorong balok sepanjang lantai tak-bergesekan sejauh x = 5 m. Hitung kerja pada balok. Seseorang mendorong balok dengan gaya dalam arah horizontal dan balok berpindah sejauh dalam arah yang sama dengan arah gaya. Maka kerja yang dilakukan orang pada balok adalah W, di mana: W = Fx = 10 N * 5 m = 50 Nm = 50 J W = Fx F adalah besar gaya yang bekerja x adalah besar perpindahan Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 24

Kerja oleh Gaya Yang Membentuk Sudut Suatu benda mengalami perpindahan sepanjang garis lurus karena

Kerja oleh Gaya Yang Membentuk Sudut Suatu benda mengalami perpindahan sepanjang garis lurus karena gaya konstan yang membuat sudut θ terhadap . Kerja yang dilakukukan oleh gaya konstan didefenisikan sebagai perkalian komponen gaya dalam arah perpindahan ( Fcosθ ) dengan besar perpindahan ( x ). Dapat dilihat bahwa, bila x = 0 (tidak ada perpindahan) maka W = 0 (tidak ada kerja yang dilakukan). Bila θ = 90 o (arah gerak tegak lurus arah perpindahan) maka W = 0 karena cos(90 o) = 0 Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 25

Perkalian Skalar Antara Dua Vektor Perkalian skalar antara dua vektor dan ditulis , θ

Perkalian Skalar Antara Dua Vektor Perkalian skalar antara dua vektor dan ditulis , θ adalah sudut antara A and B Hasil perkalian titik antara dua vektor adalah sebuah besaran skalar. Perkalian skalar disebut juga perkalian titik (dot product) Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 26

 • Perkalian skalar bersifat komutatif: * • Perkalian skalar mengikuti hukum distribusi perkalian:

• Perkalian skalar bersifat komutatif: * • Perkalian skalar mengikuti hukum distribusi perkalian: * Perkalian Titik Vektor Satuan Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 27

Perkalian Titik dan Kerja adalah perkalian titik antara vektor gaya dengan vektor perpindahan. Kerja

Perkalian Titik dan Kerja adalah perkalian titik antara vektor gaya dengan vektor perpindahan. Kerja merupakan besaran skalar (bukan vektor) Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 28

Satuan Kerja = Gaya x Perpindahan (Newton) x (Meter) (kg. m 2/s 2) Joule

Satuan Kerja = Gaya x Perpindahan (Newton) x (Meter) (kg. m 2/s 2) Joule Satuan kerja adalah JOULE 1 Joule = 1 Newton. Meter = 1 Nm Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 29

Contoh: Seseorang mendorong mobil dengan gaya 500 N sejajar jalan. Berapa kerja yang dilakukan

Contoh: Seseorang mendorong mobil dengan gaya 500 N sejajar jalan. Berapa kerja yang dilakukan orang tersebut pada mobil bila mobil pindah sejauh 10 meter? Afdal, Jurusan Fisika Unand Seseorang menarik koper dengan gaya 20 N membentuk sudut 60 o terhadap arah datar sejauh 15 m. Berapa kerja yang dilakukan orang tersebut pada koper? Fisika Dasar I 30

Uji Pemahaman Konsep Empat buah gaya masing-masing memberikan dorongan pada buku dengan massa yang

Uji Pemahaman Konsep Empat buah gaya masing-masing memberikan dorongan pada buku dengan massa yang sama. Keempat gaya mempunyai besar yang sama (20 N). Jarak yang ditempuh (x) juga sama yaitu 5 m. Hitunglah kerja yang dilakukan oleh masing-masing gaya pada buku. (b) (a) 300 Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 31

(c) (d) 300 Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 32

(c) (d) 300 Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 32

Sebuah bola dengan massa m dilempar ke atas dengan kelajuan v. Hitung kerja oleh

Sebuah bola dengan massa m dilempar ke atas dengan kelajuan v. Hitung kerja oleh gaya gravitasi bumi pada bola saat bola pindah dari posisi (1) ke (2). Sebuah bola dengan massa m jatuh bebas dari suatu ketinggian. Hitung kerja oleh gaya gravitasi bumi pada bola saat bola pindah dari posisi (1) ke (2) (1) (2) Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 33

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 34

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 34

Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 35

Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 35

Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 36

Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 36

Kerja oleh Beberapa Gaya Konstan Apabila pada suatu benda bekerja beberapa gaya sehingga benda

Kerja oleh Beberapa Gaya Konstan Apabila pada suatu benda bekerja beberapa gaya sehingga benda tersebut berpindah tempat, maka kerja total pada benda tersebut adalah jumlah dari kerja oleh masing-masing gaya. W 1 = kerja oleh gaya F 1 W 2 = kerja oleh gaya F 2 W 3 = kerja oleh gaya F 3 WN = kerja oleh gaya FN Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 37

Sebuah balok dengan massa 15 kg ditarik ke kanan di atas meja yang tidak

Sebuah balok dengan massa 15 kg ditarik ke kanan di atas meja yang tidak licin dengan gaya sebesar 80 N yang membentuk sudut 300 terhadap arah datar. Balok bergerak ke kanan sejauh 5 m. Koefisien gesek kinetik balok dengan lantai 0, 1. (a) Gaya apa saja yang bekerja pada peti? (b) Hitunglah kerja oleh masing-masing gaya (c) Hitunglah kerja total pada balok. Kerja oleh gaya F Kerja oleh gaya Normal (N) Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 38

Kerja oleh gaya gesek Kerja oleh gaya gravitasi Kerja total pada balok Afdal, Jurusan

Kerja oleh gaya gesek Kerja oleh gaya gravitasi Kerja total pada balok Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 39

Kerja Positif dan Kerja Negatif Dari contoh di atas dapat dilihat bahwa kerja dapat

Kerja Positif dan Kerja Negatif Dari contoh di atas dapat dilihat bahwa kerja dapat bernilai positif ataupun negatif. Kerja Positif Ada komponen gaya yang searah dengan arah gerak. Gaya yang menghasilkan kerja posistif mempercepat gerak benda. Kerja Negatif Tidak ada komponen gaya yang searah dengan arah gerak Gaya yang menghasilkan kerja negatif memperlambat gerak benda. Kerja nol Gaya tegak lurus perpindahan Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 40

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 41

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 41

Kerja oleh Gaya Berubah Sudah diketahui bahwa kerja oleh gaya konstan dinyatakan oleh: Tetapi

Kerja oleh Gaya Berubah Sudah diketahui bahwa kerja oleh gaya konstan dinyatakan oleh: Tetapi bila gaya tidak konstan, maka persamaan tersebut tidak dapat digunakan. Akan digunakan pendekatan yang mirip dengan yang digunakan untuk menentukan perpindahan dari kecepatan yang berubah dengan waktu. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 42

Suatu gaya konstan (F = 20 N) bekerja pada sebuah benda sepanjang lintasan lurus

Suatu gaya konstan (F = 20 N) bekerja pada sebuah benda sepanjang lintasan lurus (x). F(N) Kerja yang dilakukannya pada benda dari x = 1 sampai x = 5 adalah 20 W = Fx = 20*4 = 80 J A 10 x (m) 1 2 3 4 5 Luas di bawah kurva F(x) dari x = 1 sampai x = 5 adalah A = 80 luas di bawah kurva gaya (F) terhadap posisi (x) = Kerja yang dilakukan oleh gaya Hal ini juga dapat diterapkan pada gaya yang tidak konstan. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 43

Perhatikan suatu gaya dalam arah-x yang besarnya berubah terhadap posisi. Daerah di bawah kurva

Perhatikan suatu gaya dalam arah-x yang besarnya berubah terhadap posisi. Daerah di bawah kurva dapat dibagi menjadi pita-pita perpindahan kecil dengan lebar Δx Untuk perpindahan kecil ini maka gaya dapat dianggap konstan. Sehingga kerja untuk perpindahan kecil (Δx) pertama adalah Dan kerja untuk perpindahan kecil (Δx) ke-i adalah Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 44

Ini berlaku untuk semua interval, sehingga kerja pada seluruh interval perpindahan adalah: Ambil limit

Ini berlaku untuk semua interval, sehingga kerja pada seluruh interval perpindahan adalah: Ambil limit Kerja = Luas daerah di bawah kurva gaya terhadap perpindahan Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 45

Kerja oleh Pegas Gaya oleh pegas Gaya pegas adalah contoh gaya tidak konstan, (berubah

Kerja oleh Pegas Gaya oleh pegas Gaya pegas adalah contoh gaya tidak konstan, (berubah terhadap posisi) Kerja oleh pegas dari posisi awal xi ke posisi akhir xf adalah Bila xi = 0 dan xf = x, maka kerja oleh pegas adalah Tanda negatif berarti energi disimpan dalam pegas. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 46

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 47

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 47

Energi Kinetik & Teorema Kerja Energi Sesuatu yang memiliki energi mampu melakukan kerja. Kerja

Energi Kinetik & Teorema Kerja Energi Sesuatu yang memiliki energi mampu melakukan kerja. Kerja ada bila ada perpindahahan. Jadi, apakah sesuatu itu memiliki energi atau tidak dapat dilihat dari apakah dia mampu membuat benda lain berpindah tempat. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 48

Energi Kinetik A B Diam Bergerak Bola A bergerak dan menumbuk bola B. Bola

Energi Kinetik A B Diam Bergerak Bola A bergerak dan menumbuk bola B. Bola B yang awalnya diam menjadi bergerak (karena tumbukan dari bola A). Jadi, bola A mampu melakukan kerja (memiliki energi). Bola A memiliki energi karena geraknya (kecepatannya) ---> energi kinetik. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya (kecepatannya) Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 49

Teorema Kerja Energi Kinetik {Teorema Kerja Energi Kinetik} Besaran ½ mv 2 disebut energi

Teorema Kerja Energi Kinetik {Teorema Kerja Energi Kinetik} Besaran ½ mv 2 disebut energi kinetik (EK). Kerja Total = Perubahan EK Karena EK = ½ mv 2, maka EK suatu benda ditentukan oleh massa (m) dan kecepatannya (v). Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 50

Suatu benda akan memperoleh atau kehilangan energi kinetik saat berinteraksi dengan benda yang lain.

Suatu benda akan memperoleh atau kehilangan energi kinetik saat berinteraksi dengan benda yang lain. A B Bola bergerak dengan kelajuan awal v. A, bertumbukan dengan bola B yang awalnya diam (v. B = 0). Setelah tumbukan kecepatan bola A turun menjadi v. A’ di mana v. A’ < v. A (Jadi, EKA berkurang). Sementara, kecepatan bola B naik (EKB bertambah). Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 51

Contoh: Suatu mobil 1400 kg didorong dengan gaya konstan 4500 N. Mobil mulai begerak

Contoh: Suatu mobil 1400 kg didorong dengan gaya konstan 4500 N. Mobil mulai begerak dari posisi diam dan bergerak melewati jalan datar licin. Berapa energi kinetik dan kecepatan mobil setelah berpindah 100 m? Gaya yang bekerja: Gaya dorong, gaya berat dan gaya normal. Kerja oleh gaya berat dan gaya normal adalah nol karena arah gayanya tegak lurus perpindahan. Kerja hanya dilakukan oleh gaya dorong. vi = 0 Afdal, Jurusan Fisika Unand 100 m vf Fisika Dasar I 52

Seorang skater dengan massa 60 kg mempunayi kecepatan awal 12 m/s. Dia meluncur pada

Seorang skater dengan massa 60 kg mempunayi kecepatan awal 12 m/s. Dia meluncur pada jalan di mana gaya gesek adalah 36 N. Berapa jauh skater akan melunjur sebelum berhenti? Saat meluncur gaya yang bekerja adalah gaya berat dan gaya normal dan gaya gesek, tetapi hanya gaya gesek yang melakukan kerja. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 53

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 54

Soal-Soal Latihan: Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 54

Energi Potensial Gravitasi Harus dilakukan kerja saat mengangkat hammer ke atas (Kita mengeluarkan energi

Energi Potensial Gravitasi Harus dilakukan kerja saat mengangkat hammer ke atas (Kita mengeluarkan energi dan tersimpan pada hammer). Energi ini kemudian dapat diubah menjadi energi kinetik saat hammer dijatuhkan (hammer melakukan kerja pada pile). Ini adalah contoh energi yang berhubungan dengan posisi benda. Energi ini merupakan ukuran potensi dari kerja yang dapat dilakukan. Energi yang berhubungan dengan posisi disebut energi potensial Energi potensial yang berhubungan dengan berat benda dan ketinggiannya dari permukaan bumi disebut energi potensial gravitasi. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 55

Kerja yang dilakukan gaya berat pada sebuah benda yang jatuh dari ketinggian yi ke

Kerja yang dilakukan gaya berat pada sebuah benda yang jatuh dari ketinggian yi ke ketinggian yf. Besaran mgy disebut energi potensial gravitasi (EP) Tanda negatif berarti, bila benda bergerak ke atas (yf > yi) maka kerja oleh gaya gravitasi negatif dan energi potensial gravitasi naik (ΔEP > 0), dan sebaliknya Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 56

Gaya Konservatif dan Nonkonservatif Kerja oleh gaya gravitasi pada saat balok dipindahkan dari posisi

Gaya Konservatif dan Nonkonservatif Kerja oleh gaya gravitasi pada saat balok dipindahkan dari posisi (R) ke (Q). (R) h α (P) (Q) Kerja oleh gaya gravitasi pada saat balok dipindahkan dari posisi (Q) ke (R). Afdal, Jurusan Fisika Unand Kerja oleh gaya gravitasi pada saat balok dipindahkan dari posisi (P) ke (Q). Fisika Dasar I 57

Kerja oleh gaya gravitasi pada balok saat dipindahkan dari posisi (P) ke (R). Kerja

Kerja oleh gaya gravitasi pada balok saat dipindahkan dari posisi (P) ke (R). Kerja yang dilakukan tidak bergantung lintasan yang ditempuh, hanya bergantung pada posisi awal dan akhir saja. Kerja dalam lintasan tertutup: P R Q P Kerja dalam lintasan tertutup adalah nol Gaya yang sifat kerja yang dilakukannya memenuhi sifat seperti ini disebut gaya konservatif. Dari uraian di atas dapat dilihat bahwa: Contoh Gaya konservatif: -Gaya Gravitasi -Gaya Coulomb -Gaya Pegas Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 58

Gaya Nonkonservatif Kerja oleh gaya gesek pada buku untuk dua lintasan yang berbeda dengan

Gaya Nonkonservatif Kerja oleh gaya gesek pada buku untuk dua lintasan yang berbeda dengan posisi awal dan akhir sama, yaitu AB dan ADCB. Kerja yang dilakukan bergantung pada lintasan yang ditempuh. Kerja berbeda untuk lintasan yang berbeda walaupun posisi awal dan akhir sama. Kerja oleh gaya gesek pada buku untuk lintasan tertutup ADCBA. Kerja dalam lintasan tertutup ≠ nol Gaya yang sifat kerja yang dilakukannya memenuhi sifat seperti ini disebut gaya non-konservatif Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 59

Kekekalan Energi Mekanik (Untuk Gaya Gravitasi) Suatu benda bergerak di bawah gaya gravitasi (merupakan

Kekekalan Energi Mekanik (Untuk Gaya Gravitasi) Suatu benda bergerak di bawah gaya gravitasi (merupakan gaya konservatif). Dari teorema Kerja – Energi Kinetik: {EM : Energi Mekanik} Kerja oleh gaya gravitasi pada benda: Hukum kekekalan energi mekanik Dari kedua persamaan di atas dapat diperoleh: Afdal, Jurusan Fisika Unand Hukum Kekekalan Energi Mekanik (HKEM) hanya berlaku apabila gaya yang bekerja pada sistem bersifat konservatif Fisika Dasar I 60

Pesenam di atas Trampoline Seorang pesenam terpantul vertikal ke atas dari sebuah trampoline. Pesenam

Pesenam di atas Trampoline Seorang pesenam terpantul vertikal ke atas dari sebuah trampoline. Pesenam tersebut meninggalkan trampoline pada ketinggian 1, 20 m dan mencapai ketinggian maksimum 4, 80 m sebelum turun kembali. Semua ketinggian dihitung terhadap tanah. Abaikan gesekan udara, tentukan kelajuan awal v 0 saat pesenam meninggalkan trampoline. Gesekan udara diabaikan, gaya yang bekerja hanya gaya gravitasi (konservatif). Jadi, HKEM dapat digunakan. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 61

Suatu roller coaster tanpa-gesekan bergerak dengan kelajuan awal vo = 10 m/s, pada ketinggian

Suatu roller coaster tanpa-gesekan bergerak dengan kelajuan awal vo = 10 m/s, pada ketinggian awal h = 100 m, mempunyai massa m = 1000 kg (a) Berapa kelajuan dititik A? (b) Berapa kelajuan dititik B? (c) Berapa ketinggian dicapai pada bukit terakhir? Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 62

Suatu balok 0. 50 kg diam di atas bidang datar tanpa gesekan, seperti gambar;

Suatu balok 0. 50 kg diam di atas bidang datar tanpa gesekan, seperti gambar; balok ditekan terhadap pegas ringan dengan konstanta pegas k = 800 N/m, dengan tekanan sejauh 2 cm. a. Berapa ketinggian (h) yang dapat dicapai balok pada bidang miring. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 63

Suatu pegas ditekan 50 cm dan digunakan untuk meluncurkan siswa 100 kg. Lintasan tanpa-gesekan

Suatu pegas ditekan 50 cm dan digunakan untuk meluncurkan siswa 100 kg. Lintasan tanpa-gesekan sampai ke bidang miring. Koefisien gesek siswa dengan bidang miring 30 o adalah 0, 15 Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 64

Suatu balok 10 kg dilepas dari titik A seperti dalam Gambar P 4. Seluruh

Suatu balok 10 kg dilepas dari titik A seperti dalam Gambar P 4. Seluruh lintasan adalah tanpa gesekan kecuali antara B dan C. Balok menuruni lintasan, mengenai pegas dengan tetapan k = 2250 N/m, dan menekan pegas 0, 3 m dari posisi kesetimbangannya sebelum dipantulkan kembali oleh pegas. Jelaskanlah proses transformasi (perubahan bentuk) dan transfer (perpidahan) energi apa saja yang terjadi dalam kasus ini Tentukan koefisien gesek kinetik antara balok dan permukaan kasar antara B dan C. Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 65

Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 66

Afdal, Jurusan Fisika Unand Fisika Dasar I 66

Daya Satuan Daya adalah kerja yang dilakukan tiap satuan waktu. Daya rata-rata: 1 joule

Daya Satuan Daya adalah kerja yang dilakukan tiap satuan waktu. Daya rata-rata: 1 joule / sekon = 1 Watt Daya sesaat: Afdal, Jurusan Fisika Unand Satuan lain dari daya adalah horsepower (hp) atau tenaga kuda (pk) 1 hp = 746 W Fisika Dasar I 67