Usaha dan Energi1.5 Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan hukum kekekalan energi mekanik
INDIKATOR
1. Mendeskripsikan hubungan antara usaha, gaya, dan perpindahan
2. Menghitung besar energi potensial (gravitasi dan pegas) dan energi kinetik
3. Menganalisis hubungan antara usaha dan energi kinetik
4. Menganalisis hubungan antara usaha dengan energi potensial
5. Merumuskan bentuk hukum kekekalan energi mekanik
STANDAR KOMPETENSI
1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik
Muh. Ilham munir
Menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi usaha.
Menjelaskan teorema usaha-energi.
Muh. Ilham munir
Dalam keseharian, usaha diartikan sebagai segala sesuatu yang dikerjakan oleh manusia.
Contoh :
Yanto berusaha keras mempelajari meteri fisika untuk ujian besok
Hilda berusaha sekuat tenaga mendorong mobil temannya yang mogok tetapi mobil tidak bergerak
“Usaha” dalam fisika memiliki pengertian yang khas, usaha dalam fisika hanya dilakukan oleh gaya yang bekerja pada benda, dan suatu gaya dikatakan melakukan usaha hanya jika gaya tersebut menyebabkan benda berpindah.
Muh. Ilham munir
Contoh (lihat gambar di atas)
Hilda menggerakkan gaya ototnya untuk mendorong mobil temannya tetapi mobil tidak bergerak. Disini gaya otot Hilda dikatakan tidak melakukan usaha pada mobil. Ini karena gaya otot hilda tidak menyebabkan mobil berpindah.
Atlet mengerahkan gaya ototnya untuk mengangkat berbel dari lantai ke atas kepalanya, kemudian menahan barbel itu sejenak di atas kepalanya.
(Di sini gaya otot atlet dikatakan melakukan usaha ketika mengangkat barbel dari lantai ke atas kepalanya. Ini karena gaya otot atlet memindahkan posisi barbel dari lantai ke atas kepala.
Muh. Ilham munir
W = Fx x
Untuk gaya F membentuk sudut terhadap perpindahan x, Fx = F cos , maka
W = Fx cos
F
s
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
TUJUAN
Diskusi
Perhatikan rumus usaha W = Fx cos . Diskusikan dengan teman Kelompok anda. Ada kondisi dimana gaya yang bekerja pada suatu benda tidak melakukan usaha pada benda. Berikan contoh dalam kehidupan sehari-hari untuk tiap kondisi tersebut. Kemudian presentasikan di depan kelas.
Kemampuan mengamati dan menerapkan konsep.
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
TUJUAN
Ayu akan memindahkan balok dari bawah ke atas menenmpuh lintasan seperti tampak pada gambar berikut.
4 m
2 m
2 m
2 m
Jika pada bidang dianggap tidak ada gesekan, manakah yang melakukan usaha paling besar : a, b, atau c. Jelaskan jawaban anda...!
a
b
c
Luas raster
= panjang x lebar
Muh. Ilham munir
Usaha dari Berbagai Gaya
Usaha total oleh berbagai gaya yang bekerja pada suatu benda diperoleh dengan cara menjumlahkan secara aljabar biasa.
Misalkan usaha yang dilakukan oleh gaya F1 adalah W1, oleh gaya F2 adalah W2, Oleh gaya F3 adalah W3, dan seterusnya, maka Usaha total adalah :
Wtotal = W1 + W2 + W3 + ....
Bentuk dan Sumber Energi
Energi adalah suatu yang dibutuhkan oleh benda agar benda dapat melakukan usaha. Energi dapat hadir dalam berbagai bentuk, yaitu energi mekanik, energi kalor, energi kimia, energi elektromagnetik dan energi nuklir.
Ada berbagai Sumber energi : Energi Matahari, Energi Fosil, energi angin, Energi air, Energi Gelombang, Energi panas Bumi, dan energi Nuklir.
Sumber energi di dibagi atas 2 yaitu sumber energi tak terbaharui dan sumber energi terbarui.
Muh. Ilham munir
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya atau kecepatannya.
Posisi awal
Teorema Usaha dan Energi
Usaha yang dilakukan oleh gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik yang dialami benda itu. Yaitu energi kinetik akhir dikurang energi kinetik awal.
Muh. Ilham munir
LATIHAN SOAL
1. Usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 50 N sewaktu menarik beban seperti gambar pada sudut 45ºsejauh 10 m adalah … (J)
100
= 50 x 15 cos 450
= 250 √2
SOAL SELANJUTNYA …
2. ANGKAT BEBAN
Atlet angkat berat sedang mengangkat barbel dengan berat 710 N. Pada gambar b ia mengangkat beban sejauh 0,65 m di atas dadanya. Pada gambar c ia menurunkannya dengan jarak yang sama. Beban dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan yang sama. Besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika diangkat adalah …
460 J
- 460 J
300 J
-350 J
280 J
Barbel diangkat dan diturunkan dengan kecepatan yang sama, sehingga kondisinya adalah setimbang. Konsekwensinya, gaya F yang dikerjakan oleh atlet haruslah seim-bang dengan berat dari barbel tersebut, sehingga F = 710 N
Kerja ketika beban dinaikkan:
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
TUJUAN
3. Berdasarkan soal no. 2 besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika diangkat adalah …
460 J
- 460 J
300 J
-350 J
280 J
Barbel diangkat dan diturunkan dengan kecepatan yang sama, sehingga kondisinya adalah setimbang. Konsekwensinya, gaya F yang dikerjakan oleh atlet haruslah seim-bang dengan berat dari barbel tersebut, sehingga F = 710 N
Kerja ketika beban diturunkan adalah …
JAWABAN : BENAR
Hartanto, Hendri. 2012. Menguasai FISIKA SMA. Yogyakarta: KAWAH Media
Kanginan, Marthenn. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI Semester 1. Jakarta : Penerbit Erlangga
Muh. Ilham munir