Usaha dan energi Tujuan mempelajari bab ini 1

Usaha dan energi

Tujuan mempelajari bab ini 1. Siswa dapat menunjukkan bentuk-bentuk energi dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari 2. Mengaplikasikan konsep energi dan perubahannya dalam kehidupan sehari-hari 3. Membedakan konsep energi kinetik dan energi potensial pada suatu benda yang bergerak 4. Mengenalkan hukum kekekalan energi melalui contoh dalam kehidupan sehari-hari 5. Menjelaskan kaitan antara energi dan usaha 6. Menunjukkan penerapan daya dalam kehidupan sehari-hari.

Apa itu energi. . . ? Energi adalah kemampuan utnuk melakukan usaha/kerja Sumber energi adalah segala sesuatu yang menghasilkan energi contohnya matahari sebagai sumber utama energi, dan yang lainnya adalah, sumber energi yang dapat diperbarui (air, tanah, hutan, dan sumber energi hewani), dan juga yang tidak dapat diperbarui (minyak bumi, batu bara, dan gas alam)

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda yang bergerak Secara matematis dirumuskan

Contoh soal Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan 5 m/s. hitunglah besar energi kinetik yang dimiliki benda itu penyelesaian Diketahui m = 4 kg V = 5 m/s Ditanya Ek =. . . ? Jawab Ek = ½. m. V 2. Ek = ½. 4. 52 = 50 J

Soal 1. Sebuah peluru dengan massa 0, 5 kg melesat dari senapan dengan kelajuan 400 m/s. berapa besar energi kinetik peluru tersebut? 2. Berapa besar massa sebuah benda, jika energi kinetik benda 48 J, dan bergerak dengan kecepatan 4 m/s? 3. Energi kinetik yang dimiliki oleh sebuah mobil 160 KJ dengan massa 200 kg, berapa kecepatan mobil tersebut?

Energi Potensial adalah energi yang tersimpan pada suatu benda karena kedudukan atau keadaannya. Energi potensial bisa berupa energi potensial gravitasi maupun energi potensial pegas. Energi Potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya terhadap bumi Secara matematis energi potensial gravitasi dirumuskan

Contoh soal Sebuah benda berada 2 meter diatas permukaan tanah. Bila massa benda 1 kg percepatan gravitasi bumi 9, 8 m/s 2, berapa besar energi potensial benda? Penyelesaian Diketahui h=2 m m = 1 kg g = 9, 8 m/s 2 Ditanya Ep. . . ? Jawab Ep = m. g. h Ep = 1. 9, 8. 2 = 19, 6 J

Soal 1. Buah kelapa berada pada ketinggian 3 m, massa kelapa 1, 5 kg, berapa energi kinetik buah kelapa? (g = 10 m/s 2) 2. 2 kg bola berada diatas tebing, bola tersebut menyimpan energi potensial sebesar 100 J, berapa ketinggian tebing jika g = 10 m/s 2? 3. Percepatan gravitasi di bumi ini besarnya berbeda-beda, jika massa sebuah benda 6 kg berada pada ketinggian 9 meter menghasilkan energi potensial sebesar 507, 6 J, berapa percepatan gravitasi bumi ditempat itu

Energi Mekanik adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial gravitasi Secara matematis rumusnya

Contoh soal Sebuah pesawat terbang, massanya 1. 500 kg melaju dengan kecepatan 200 m/s pada ketinggian 500 meter. Bila percepatan gravitasi bumi 10 m/s 2. hitunglah: a. Energi kinetik pesawat b. Energi potensial pesawat c. Energi mekanik pesawat Diketahui m = 1. 500 kg h = 500 m V = 200 m/s G = 10 m/s 2 Ditanya Ek , E p , E m. . . ? Penyelesaian Ek = ½. m. V 2 Ek = ½. 1. 500. 2002 Ek = 30. 000 J = 30. 000 KJ Ep = m. g. h Ep = 1. 500. 10. 500 Ep = 7. 500. 000 J = 7. 500 KJ Em = Ek + Ep Ep = 30. 000 KJ + 7. 500 KJ Ep = 37. 500 KJ

Perubahan bentuk energi 1. 2. 3. 4. 5. 6. Energi kimia menjadi listrik Energi listrik menjadi energi gerak Energi listrik menjadi energi kalor Energi listrik menjadi cahaya Energi listrik menjadi bunyi Energi gerak menjadi bunyi

Usaha adalah gaya/resultan gaya yang bekerja pada benda yang mengakibatkan benda berpindah dari posisi awal 1. Usaha dapat bernilai positif, jika arah gaya yang bekrja searah dengan perpindahan benda 2. Usaha dikatakan bernilai negatif, jika arah gaya yang bekrja berlawanan arah dengan perpindahn benda 3. Usaha dikatakan bernilai nol, jika gaya yang bekerja tegak lurus dengan arah perpindahan benda atau selama gaya yang bekerja benda tidak mengalami perpindahan.

Secara matematis usaha dirumuskan Contoh soal Anto mendorong meja diatas lantai yang licin dengan gaya sebesar 100 N, sehingga meja berpindah sejauh 40 m. berapa besar usaha yang dilakukan Anto Diketahui F = 100 N S = 40 m Ditanya W. . . ? Jawab W=F. S W = 100. 40 = 4000 J = 4 KJ

Joko mendorong balok dengan gaya 80 N ke kanan, sedangkan toni juga mendorong balok itu dengan gaya 40 N ke kiri, ternyata balok berpindah sejauh 10 m ke kanan, hitunglah usaha yang dilakukan oleh: a. Joko b. Toni c. Joko dan Toni Penyelesaian Diketahui Fjoko = 80 N ke kanan Ftoni = 40 N ke kiri Ditanya Wjoko Wtoni Wjoko dan toni Jawab Wjoko = Fjoko. S = 80. 10 = 800 J Wtoni = FToni. S = 40. -10 = -400 J Wjoko dan toni = Wjoko + Wtoni = 800 J + (-400 J) = 400 J

Soal 1. Sebuah mobil didorong oleh 2 orang dengan gaya total 70 N, mengakibatkan mobil bergeser sejauh 5 meter dari tempat awal, berapa besar usaha yang dilakukan kedua orang tersebut? Gerobak di dorong dengan gaya 40 N dan menghasilkan usaha sebesar 120 J, berapa meter gerobak berpindah dari tempat awal? Usaha sebesar 200 J dapat memindahkan sebuah mobil sejauh 25 meter, berapa besar gaya yang diberikan? Perhatikan gambar! 2. 3. 4. F 3 F 1 F 4 F 5 F 2 Jika gaya di F 1 = 30 N, F 2 = 50 N, F 3 = 10 N, F 4 = 3 N, dan F 5 = 5 N, mengakibatkan benda berpindah sejauh 10 meter, tentukan a. Resultan gaya b. Besar usaha c. Arah perpindahan

Daya adalah kecepatan untuk melakukan usaha atau usha yang dihasilkan setiap satuan waktu Secara matematis dirumuskan

Contoh soal Sebuah mobil didorong dengan gaya 45 N dan berpindah sejauh 10 meter dalam waktu 5 detik, berapa besar daya yang digunakan? Penyelesaian Diketahui F = 45 N s = 10 m t=5 s Ditanya P. . . ? Jawab

Soal 1. Energi yang dikeluarkan oleh mesin mobil sebesar 200 J dalam waktu 25 sekon, berapa besar daya mobil tersebut? 2. Jika dalam waktu 9 detik sebuah mesin menghasilkan daya sebesar 80 watt, berapa besar energi yang dibutuhkan? 3. Energi pesawat yang dikeluarkan sebesar 72 J menghasilkan daya sebesar 8 watt, berapa waktu yang dibutuhkan? 4. Gerobak sampah didorong dengan gaya 80 N, mengakibatkan gerobak bergerak dengan kecepatan konstan sebesar 7 m/s, berapa besar daya dari peristiwa di atas?