Usaha dan Energi – Blog Ilmu Pengetahuan

Daftar Isi

Usaha

Usaha adalah besarnya energi untuk mengganti posisi yg diberikan gaya pada benda atau objek. Usaha yg dijalankan sebuah objek didefinisikan selaku perkalian antara jarak yg ditempuh dgn gaya yg searah dgn perpindahannya.

Agar ananda mampu memahami materi Usaha & Energi dgn baik, ananda harus mengerti apalagi dahulu materi:

Gerak Lurus (GLB & GLBB)

Hukum Newton

Gaya Gravitasi

Usaha dinotasikan dgn W yg merupakan akronim bahasa Inggris dr Work yg berarti kerja. Satuan perjuangan yakni Joule yg didefinisikan sebagai besarnya energi yg diperlukan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Oleh alasannya adalah itu, 1 Joule sama dgn 1 Newton meter (N.m).

Rumus Usaha dinotasikan dengan:

$W = F \cdot x$

Dimana,

$W$ = Usaha yg dilaksanakan (Joule)

$F$ = Gaya yg diberikan (N)

$x$ = jarak perpindahan objek (m)

Agar ananda mampu mengetahui konsep 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 dibuat gaya kepada perpindahan.

Nilai usaha dapat berbentukpositif atau negatif tergantung arah gaya terhadap perpindahannya. Jika gaya yg diberikan pada objek berlawanan arah dgn perpindahannya, maka perjuangan yg diberikan bernilai negatif. Jika gaya yg diberikan searah dgn perpindahan, maka objek tersebut melakukan usaha positif.

Usaha pula mampu bernilai nol (0) atau objek tak melakukan perjuangan bila,

Diberikan gaya tetapi tak terjadi perpindahan.

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

Energi

Energi merupakan salah satu rancangan paling penting dlm ilmu wawasan. Energi tak dapat didefinisikan dengan-cara ringkas saja. Akan tetapi pada materi kali ini karena energi berhubungan dgn usaha, maka energi dapat didefinisikan selaku kemampuan untuk melakukan usaha.

Lihat pula materi Wargamasyarakat.org yang lain:

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 niscaya 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, usaha merupakan perubahan 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 dikerjakan benda (Joule)

$EK$ = perubahan Energi Kinetik (Joule)

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

Energi Potensial

Saat benda bergerak, dapat dikatakan benda mempunyai energi kinetik. Akan tetapi, benda pula kemungkinan mempunyai Energi Potensial. Energi Potensial yaitu energi yg dimiliki benda karena posisinya atau bentuk maupun susunannya. Salah satu teladan energi potensial yaitu energi berpeluang gravitasi atau selanjutnya kita sebut Energi Potensial. Energi Potensial disebabkan adanya gaya gravitasi. Suatu benda mempunyai energi berpeluang yg besar kalau massanya kian besar & ketinggiannya makin 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,

$h_2 - h_1$ = perubahan ketinggian (m)

Lihat pula materi Wargamasyarakat.org yang lain:

Hukum Dasar Kimia

Pengertian Puisi

Simple Past Tense

Energi Mekanik

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

Persamaan Energi Mekanik dinotasikan dengan:

$EM = Ek + Ep$

Energi Mekanik yg dimiliki sebuah benda nilainya selalu konstan/tetap pada setiap titik lintasan benda, inilah yg disebut sebagai Hukum Kekekalan Energi. Energi tak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi cuma mampu berubah bentuk dr satu bentuk ke bentuk yang lain. 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 bagian atas terbuka bergerak sepanjang bidang datar tanpa gesekan dgn kecepatan v₁. Benda dgn massa M dijatuhkan dr atas & masuk ke dlm kotak, sementara kotak tetap bergerak dgn laju v₂. Beberapa ketika kemudian, benda dgn massa M dijatuhkan dr atas & masuk ke dlm kotak & kotak terus bergerak dgn kecepatan v₃. Dari kasus ini, pernyataan yg BENAR ialah …. (Fisika Simak UI 2013)

(1) v₂ = v_i

(2) v₂ = v_i

(3) v₃ = v_i

(4) v₃ = v₂

SOLUSI:

Dalam penyelesaian ini menggunakan prinsip aturan kekekalan energi [∆E= 0]. Karena kotak tak mengalami perpindahan ketinggian, maka tak ada gaya berpeluang yg terjadi sehingga perubahan energi yg terjadi hanya energi kinetik.

Diketahui,

m₁ = M.

m₂ = 5/4M.

m₃ = 2M.

Kita cari semua komponen yg ditanyakan dgn memakai 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 Wargamasyarakat.org yang lain:

Kapasitor

Listrik Statis

Hukum Hooke

Pemantulan Cahaya: Pemahaman, Aturan, Macam, Rumus, Dan Pola Soal