PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

RA

STANDAR KOMPETENSI :Memahami konsep dan perananusaha,gaya, dan energi dalamkehidupan sehari – hari.

KOMPETENSI DASAR :Menjelaskan hubungan bentuk energidan perubahannya prinsipUsaha danEnergi” serta penerapannya dalamkehidupan sehari – hari.

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Coba kita cermati gambar dibawah ini, seseorang tersebut sedang melakukanapa?

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Jika mobil bergerak maka orang tersebutdikatakan melakukan usaha, tetapi jika mobiltetap diam, maka usaha yang dilalukanbernilai nol.Kenapa yang bergerak dikatakan usaha?Karena dalam fisika, usaha berkaitan dengansuatu perubahan. Seperti kita ketahui gayadapat menghasilkan perubahan. Apabila gayabekerja pada benda yang diam bendatersebutbisa berubah posisinya. Sedangkan bila gayabekerja pada benda yang bergerak, bendatersebut bisa berubah kecepatannnya.

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

PLAY

F

sPosisiawal

Posisiakhir

Pengertian UsahaUsaha yang dilakukan oleh suatu gaya adalahhasil kali antara komponen gaya yang searah dengan perpindahan dengan besarperpindahannya”.

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Jika ada sebuah benda yang diberi gaya F dengan besar sudut α dan perpindah sejauhs seperti pada gambar dibawah ini

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

maka usahanya adalah, W =F . s , karena Fx = F. Cos α, makaW = (F. Cos α) .sAtau W =F.s cos α

Dimana : W= usahaF = Gayas = besar perpindahanα = besar sudut

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Bensin

Bensin merupakan sumber energi untuk motor. Ketikabensin habis maka motor tidak akan dapat untukmelaju lagi. Dari ilustrasi di atas dapat dikatakanbahwa benda yang memiliki energi dapat melakukankerja. Dengan kata lain energi adalah kemampuanuntuk melakukan kerja (usaha).

KUIS

play

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Macam – macam energi, yaitu :

1. Energi Potensial2. Energi Kinetik3. Energi Mekanik

KUIS

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA ENERGI POTENSIAL

•Energy potensialEnergi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karenaketinggian(kedudukannya) terhadap suatubidang tertentu.

mg

h

KUIS

ENERGI

POTENSIAL

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Gambar ilustrasi tersebut menunjukkan

sebuah benda bermassa m yang

bergerak ke bawah sepanjang sumbu y. Gaya-

gaya yang bekerja pada

benda adalah beratnya sendiri yang besarnya

w =m.g dan gaya lain

yang resultannnya sama dengan F.Kita akan

menentukan usaha yang

dilakukan oleh gaya berat benda jika benda

tersebut jatuh dari

ketinggian h1 ke h2.

ENERGI POTENSIAL

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Dengan demikian pada ketinggian h benda memiliki energi potensialgravitasi, yaitukemampuan untuk melakukan usahasebesar w =m.g. Jadi energipotensial gravitasi dapatdirumuskan:Ep =m.g.h dengan:Ep = energi potensial gravitasi (J)m = massa benda (kg)h = ketinggian benda dari bidang acuan (m)g = percepatan gravitasi = 10 m/s2

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

W = F.sW = w.(h1 –h2)W = m.g.( h1 –h2)W = m.g.h1 – m.g h2W = Ep = Ep1 – Ep2Usaha = perubahan energi potensial

Apabila benda tsb ditarik ke atas olehgaya F dari ketinggian awal h1 sampaimencapaiketinggian h2, maka usaha yang dilakukanoleh gaya F adalah:

W = EpW = EpEp1W = m.g. h2 - m.g. h1

ENERGI POTENSIAL

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

W = EpW = Ep2 –Ep1W = m.g. h2 - m.g. h1

Note: Energi potensial tergantung tinggi bendadari permukaan bumi. Bila jarak benda jauhlebih kecil dari jari-jari bumi, maka permukaanbumi sebagai acuan pengukuran. Bila jarakbenda jauh lebih besar atau sama dengan jari-jari bumi, make pusat bumi sebagai acuan.

ENERGI POTENSIAL

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda yang sedang bergerak. Benda yang bermassa m dan sedang bergerak dengan kecepatan v, memiliki energi kinetik Ek sebesar :

EK = ½ m v2

v

m

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

F F

s

V1V2

W = F sW = (m a) sIngat: v2

2 = v12 + 2as → as = ½ v2

2 – ½ v12

W = m ( ½ v22 – ½ v1

2 )

W = ½ m v22 – ½ m v1

2

W = Ek2 – Ek1Usaha yang diterima benda = perubahan energi kinetiknya.

W = ∆ Ek

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Hukum Kekekalan Energi MekanikEnergi mekanik adalah hasil penjumlahan energikinetik dan energi potensial yang dimiliki olehsuatu bendapada posisi tertentu. Persamaan energi mekanik dapatditurunkan sebagai berikut:Misalkan pada suatu benda hanya bekerja gayagravitasi yaitu berat benda. Benda tersebut kemudian jatuhbebas tanpa adanya gesekan udara. Andaikankelajuan bendapada ketinggian h1 adalah v1 dan kelajuan bendapadaketinggian h2 adalah v2.

ENERGI MEKANIK

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Berdasarkan Teorema usaha-energi bahwausaha total yang dikerjakan sama denganperubahan energi kinetik benda.Jadi: Wtot= EkWtot= Ek2 – Ek1Karena usaha ini adalah juga usaha usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi, maka:Wtot=Ep1 – Ep2Sehingga dapat kita tuliskan:Ek2 – Ek1 = Ep1 – Ep2Ek2+ Ep2 = Ek1 + Ep1

atau:Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2½ mv12 + mgh1 = ½ mv22 + mgh2EM1 =EM2

ENERGI MEKANIK

PENDAHULUAN

USAHA

ENERGI

EVALUASI

RA

Persamaan tersebut menunjukkan bahwaenergi mekanik yang dimiliki oleh suatubendaadalah tetap. Pernyataan ini disebut Hukumkekekalan energi mekanik. Perlu diingatbahwa persamaan tersebut hanya berlakujika gaya yang bekerja pada suatu bendahanyagaya gravitasiatau dengan kata lain jika tidak ada energi yang hilang misalnya karenagesekan udara maupun gesekan antara duabidang yang bersentuhan.

KUIS

ENERGI MEKANIK

Wassalamu’alaikum