BU

Bungee jumping merupakan olahraga yang ditujukan untuk orang-orang pemberani.

Kaki diikat dengan tali bungee, kemudian dari ketinggian tertentu, melompat dan jatuh ke

bawah. Dengan menggunakan hukum kekelan energi mekanik, kamu dapat menghitung

lajunya ketika hampir menyentuh tanah.

BAB

3

Usaha dan Energi

Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini kamu diharapkan dapat :

1. Memahami konsep usaha dan energi dalam

kehidupan sehari-hari.

2. Mencari hubungan antar usaha, perubahan energi,

dan hukum kekelan energi mekanik dalam

kehidupan sehari-hari.

Peta Konsep

Usaha dan Energi

Usaha

Usaha oleh Gaya Konstan

Usaha oleh Gaya

Berubah

Energi

Energi Potensial

Energi Kinetik

Energi Mekanik

Daya Gaya Konservatif

Daya

Energi kinetik

Energi mekanik

Energi potensial

Hukum kekekalan enregi

Usaha

Kata Kunci

Perhatikan anak panah yang lepas dari

busurnya! Peristiwa itu melibatkan bebrapa

konsep fisika. Gaya tarik dikerjakan oleh tangan

atlet pada tali untuk melesatkan anak panah

dari busurnya.

Ketika gaya berinteraksi dengan benda

itu mengalami perpindahan, maka gaya itu

dikatakan melakukan usaha pada benda.

Apakah yang dimaksud dengan usaha itu?

Samakah dengan pengertian usaha dalam

istilah sehari-hari?

A.Pengertian Usaha

Dalam keseharian, istilah usaha dapat diartikan sebagai segala daya upaya atau

kegiatan yang dilakukan manusia untuk

mencapai tujuan tertentu. Sebagai contoh

untuk meraih tujuan berupa pengetahuan,

seseorang melakukan usaha berupa kegiatan

belajar. Lalu bagaimanakah usaha dalam fisika?

Dalam fisika, usaha selalu melibatkan

gaya dan perpindahan. Usaha hanya akan

terjadi jika gaya yang bekerja pada suatu benda

menghasilkan perpindahan pada benda itu.

Jadi, meskipun pada benda bekerja gaya yang

sangat besar, tetapi jika benda tidak mengalami

perpindahan, berarti tidak ada usaha pada

benda itu.

Usaha yang dilakukan oleh gaya tetap F

sama dengan hasil kali titik (dot product) antara

gaya dan perpindahan s,

W = F . s [3.1]

Dalam SI, satuan usaha adalah joule disingkat

J. Dengan mengingat bahwa satuan gaya adalah

newton dan satuan perpindahan adalah meter, maka

satu joule sama dengan satu newton meter (Nm).

1 joule = 1 newton meter = 107 erg

Dari hubungan di atas, dapat dikatakan

bahwa:

1.Usaha dari Gaya Tetap

Usaha yang dilakukan oleh gaya F pada gambar 3.4

merupakan hasil kali antara komponen gaya yang searah

gerak dengan perpindahannya.

Secara sistematis,

W = (F cos ) (s) [3.2]

Dengan adalah sudut antara arah gaya dan

perpindahan.

Nilai cos dapat berharga positif,negatif atau nol

sehingga W dapat juga berharga positif,negatif, atau nol.

Satu joule adalah besar usaha yang dilakukan oleh gaya satu newton untuk memindahkan suatu benda searah gaya sejauh satu meter.

Jika kamu sekolah menggunakan tas

punggung/ransel,apakah kamu melakukan

usahaterhadap tas saat berjalan?

Jawablah!

Catatan

Usaha sering dikatakan sebagai kerja

Usaha bernilai positif berarti melakukan kerja

Usaha bernilai negatif berarati menerima kerja

Usaha bernilai positf jika gaya yang menyebabkan

perpindahan searah dengan arah. Usaha bernilai negatif jika

resultan gaya yang menyebabkan perpindahan berlawanan

arah dengan arah perpindahan. Jika arah gaya tegak lurus

arah perpindahan, usahanya bernilai nol.

2.Usaha oleh Beberapa Gaya

Usaha merupakan besaran skalar. Apabila

pada suatu benda bekerja beberapa gaya yang

masing-masing melakuakan usaha sebesar W1,W2,W3,

..., Wn; maka usaha total yang dilakukan gaya-gaya

tersebut sama dengan jumlah saklar semua usaha

yang dilakukan oleh masing-masing gaya, yaitu:

W = W1 + W2 + W3 + Wn [3.3]

Untuk sistem seperti pada Gambar 3.5, gaya-

gaya yang menimbulkan usaha adalah F dan fk

sehingga usaha totalnya adalah:

W = (F fk).s [3.4]

Gambar 3.7 menunjukka grafik hubungan

antara gaya konstan F yang bekerja pada benda

sehingga benda perpindahan sejauh s. Usaha yang

dilakukan oleh gaya sama dengan luas daerah di

bawah grafik, yaitu Fs.

1. Sebuah benda bermassa 2 kg terletak di lantai datar licin. Benda mendapatkan

gaya 40 N dalam arah 60 terhadap arah horizontal. Jika perpindahan yang terjadi

5 m, tentukan usaha oleh gaya tersebut!

Jawab:

W = (F cos ) (s)

Contoh 3.1

= (40 N) (cos 60 ) (5 m)

= 100 joule

Jadi, usaha yang dilakukan gaya pada benda adalah 100 joule.

2. Sebuah benda berada pada bidang miring yang membentuk sudut 45 terhadap

horizontal. Benda itu terletak pada ketinggian h = 4 m. Koefisien gesekan kinetik

antara benda dan bidang adalah 0,4. Jika massa benda 4 kg dan g = 10 m/s2,

hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya beratnya!

Jawab:

fk = k.N

= k. cos 45

= (0,4) (4 kg) (10 m / s2)(

)

= 8 newton

Sin 45 =

s = h / sin 45 = 4 meter

W = s

= ( - fk)s

= (mg sin 45 - fk)s

= {(40 kg)(

) (8 N)} (4 m)

= 96 joule

Jadi, usaha yang dilakukan pada benda adalah 96 joule.

3. Sebuah gaya F = (-10i + 4j) newton, bekerja pada sebuah benda sehingga

mengalami perpindahan s = (4i + 6j) m. Tentukan usaha yang dilakukan gaya

tersebut!

Jawab:

W = F.s

= (-10i + 4j) . (4i + 6j)

= (-40 + 24)

= -16 joule

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya pada benda adalah sebesar 16 joule

berlawanan dengan arah gaya.

B.Energi

Energi merupakan kemampuan untuk

melakukan usaha. Kita akan mempelajari 2

bentuk energi, yaitu energi potensial dan energi

kinetik. Energi potensial yang akan kita pelajrin

di sini adalah energi potensial gravitasi.

1.Energi Potensial Gravitasi

Energi Potensial Gravitasi merupakan

energi yang tersimpan di dalam suatu benda

(materi) karena kedudukannya. Energi potensial

gravitasi dengan massa m dan ketinggian h

meter di atas permukaan bumi dapat dihitung

dengan persamaan.

Ep = mgh [3.5]

Keterangan:

Ep = energi potensial (joule)

m = massa (kg)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian (meter)

2.Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh

benda yang bergerak. Energi kinetik dari suatu benda

dengan massa m yang bergerak pada kecepatan v

dirumuskan dengan:

Ek = 1/2mv2 [3.6]

1. Sebuah gaya horizontal 100 N digunakan untuk mendorong sebuah peti 20 kg yang

berada di lantai kasar. Peti bergerak dengan kecepatan tetap dan berpindah sejauh 10

m. Berapakah usaha yang dilakukan gaya tersebut?

2. Sebuah benda bermassa 4 kg berada pada bidang datar licin. Jika gaya tarik sebesar 60

newton membentuk sudut 60 terhadap horizontal bekerja pada benda itu selam 2

sekon, tentukan usaha yang dilakaukan oleh gaya tersebut!

s

BLJJK

LATIHAN 3.1

Keterangan:

Ek = energi kinetik (joule)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan gerak (m/s)

1. Sebuah mangga bermassa 50o g pada ketinggian 7 m di atas tanah (g=10 m/s2).

Hitunglah energi potensial yang tersimpan pada mangga tersebut!

Jawab:

Ep = mgh

= (0,5 kg) (10 m/s2) (7 m)

= 35 joule

Jadi, energi potensial yang tersimpan pada mangga itu adalah 35 joule.

2. Sebuah mobil bermassa 200 kg bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Hitunglah

energi kinetik yang dimiliki mobil itu!

Jawab:

v =72 km/jam = 20 m/s

EK =

mv2

=(1/2) (2.000 kg) (20 m/s)2

= 4 x 105 joule

Energi kinetik yang dimiliki oleh mobil adalah 4 x 105 joule.

Contoh 3.2

3.Hubungan anatara Usaha dan Energi Kinetik

Sebuah benda bermassa m bergerak dengan kecepatan awal v0. Pada benda tersebut bekerja gaya sebesar F sehingga

kecepetannya menjadi v. Menurut hukum II Newton,

percepatan yang dialami benda adalah

a =

Berdasarkan rumus GLBB,

v = v0 + at

v v0 =

t

t =

[3.7]

Berdasarkan Gambar 3.10, diperoleh

s = v0 t +

at2

Dengan mengingat persamaan [3.7],diperoleh

F.s =

m (v2 v0

2) [3.8]

Ruas kiri Persamaan tidak lain merupkan usaha

yang dilakukan oleh gaya F sehingga dapat pula dinyatakan

sebagai

W =

mv2

mv0

2 [3.9]

Dari persamaan [3,9] tampak bahwa usaha yang

dilakukan oleh suatu gaya perubahan energi kinetik benda itu.

Secara matematis.

W = K [3.10]

Catatan

Jika W bernilai positif, artinya energy kinetiknya bertambah

Jika W bernilai negative, artinya kekurangan energy kinetik

Sebuah balok es bermassa 10 kg di atas permukaan lantai dengan kecepatan awal 3

m/s. Balok tersebut berhenti setelah menempuh jarak 9 meter. Tentukan besar gaya

penghambat yang bekerja pada balok es!

Jawab:

V0 = 3 m/s; v = 0; s = 9 m

W = K

Fs =

m (v2 v0

2)

(F)(9) =

(10 kg) {(0 m/s)2 (3 m/s)2}

(9F) m = 5(-9) kg.m2 / s2

= -45 kg.m2 / s2

F = -5 newton

Jadi, gaya penghambat balok es adalah sebesar 5 newton.

4.Gaya Konservatif

Ketika kita melempar bola vertikal ke atas, energi

kinetik bola akan semakin kecil (berkurang), sedangkan

energi potensialnya akan besar (bertambah). Energi kinetik

bola berangsur-angsur akan berubah menjadi potensial.

Ketika bola mencapai kedudukan tertinggi, energi kinetik

akan sama dengan nol dan energi potensialnya bernilai

maksimum. lSebaliknya, ketika bola bergerak ke bawah,

energi kinetik bola akan semakin besar (bertambah),

sedangkan energi potensialnya akan semakin kecil

(berkurang). Pada gerakan ke bawah energi potensial bola

berangsur-angsur berubah menjadi kinetik.

Dalam kasus di atas, gaya yang bekerja pada bola

adalah gaya gravitasi. Gaya gravitasi merupakan gaya

konservatif. Jika suatu sistem hanya dipengaruhi oleh gaya

Contoh 3.3

Catatan

Gaya konservatif merupakan gaya yang

dipengaruhi oleh kedudukan awal dan akhir

saja.

konservatif, pada sistem itu akan berlaku hukum kekelan

energi mekanik.

5.Hukum Kekelan Energi Mekanik

Jika tidak ada gaya-gaya luar yang bekerja pada benda,

akan berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Hukum

kekekalan energi mekanik menyatakan bahawa dalam

suatu sistem yang terisolasi, besar energi mekanik, yaitu

jumlah dari energi potensial dan energi kinetik, tidak

berubah.

Gambar 3.11 menunjukkan sebuah benda yang berada

pada ketinggian hA dan sedang bergerak ke bawah dengan

kecepatan va. Jika energi kinetik pada posisi Adan B

berturut-turut adalah EkA dan EkB besarnya usaha yang

dilakukan untuk memindahkan benda dari posisi A ke posisi

B adalah

WAB = k = EkB EkA [3.11]

Akan tetapi,

WAB = - p = -(EpB + EpA) = EpA EpB [3.12]

Dengan demikian,

EkB EkA = EpA EpB EkA + EpA = EkB + EpB

atau =

mv2A + mghA =

mv2B + mghB [3.13]

Sebuah benda bermassa 1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Bila g= 10 m/s2, tentukan besar energi kinetiknya, pada ketinggian 20 m!

Jawab:

m = 1 kg; v1 = 40 m/s; h1 = 0; h2 = 20 m

Ek1 + Ep1 =Ek2 + Ep2

Ek2 = Ek1 + Ep1 Ep2

Contoh 3.4

=

mv1

2 + mg(h1 h2)

= (

(1 kg)(40 m/s)2 + (1 kg) (10 m/s)2 (0 20 m)

= 800 J 200 J

= 800 J 200 J

= 600 J

C.Daya

Daya merupakan usaha W yang dilakukan tiap satuan waktu t atau sering disebut laju perubahan nergi. Secara matematis,

P =

[3.14]

Dalam SI, satuan daya adalah watt. Satuan ini diturunkan dari

satuan usaha dan satuan waktu, yaitu J/s. Jadi,

1 watt = 1 J/s

Untuk keperluan praktis, daya kadang dinyatakan dalam satuan

hp (horse power) atau energi kuda; dengan

1 hp = 764 watt.

1. Sebuah kelapa jatuh dari pohonnya setinggi 10 m dari tanah (g = 10 m/s2 ). Jika

massa kelapa 2 kg, tentukan energi potensial kelapa saat 4 meter di atas tanah!

2. Sebuah batu dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s (g = 10

m/s2). Jika massa batu 0,5 kg, hitunglah energi potensial batu pada titik tertinggi

yang dicapainya!

3. Sebutir kelereng meluncur tanpa gesekan pada bidang seperempat lingkaran

yang jari-jarinya 1 m. Jika kelereng bergerak dari keadaan diam, tentukan

kecepatan kelereng di titik B (g = 10 m/s2)!

LATIHAN 3.2

Sebuah mobil memperoleh gaya dorongan sebesar 2.000 N dari mesin. Jika mobil itu mampu melaju dengan kecepatan 72 km/jam, tentukan daya yang dihasilkan oleh mesin mobil itu!

Jawab:

F = 2.000 N

V = 72 km/jam = 20 m/s

P =

=

P = Fv

= (2.000 N) (20 m/s)

= 40.000 watt = 4 kW

Jadi, gaya yang dihasilkan mesin mobil adalah 4x104 watt.

1. Seorang bermassa 25 kg mampu menaiki tangga setinggi 4 m dalam waktu 15

sekon. Jika g = 10 m/s2, berapakah daya anak itu?

2. Seorang pelari mengerah gaya rata-rata 200 W ketika menempuh jarak 100 m

dalam waktu 80 sekon. Berapakah gaya rata-rata yang diperlukan?

3. Sebuah air terjun yang berada pada ketinggian 100 m mengalirkan 100.000 kg air

setiap detiknya. Jika g = 10 m/s2, berapakah gaya yang dimiliki oleh air terjun itu?

LATIHAN 3.3

Contoh 3.5

Tara Kalor Listrik

Sebuah bentuk energi dapat dikonversi menjadi bentuk lain. Konversi energi terjadi

ketika energi mekanik berubah menjadi energi panas atau sebaliknya. Konversi energi

terjadi juga saat energi listrik berubah menjadi energi panas dan sebaliknya. Sejumlah

energi yang setara akan muncul dalam konversi itu.

Dalam lembar aktivitas ini, kita akan menggunakan tata kalor listrik untuk menentukan

kalor jenis air.

Alat: 1.Kalorimeter listrik 5.Timbangan 2.Termometer 6. Power Supply 3.Voltmeter dan Amperemeter 7. Resistor 4.Stopwatch 8. Air

Cara Kerja:

1. Timbanglah kalorimeter dan batang pengaduknya dalam keadaan kosong.

2. Timbanglah kalorimeter dan pengaduknya ketika sejumlah air sudah ditambahkan.

3. Susunlah peralatan seperti gambar berikut. a. Aktifkan rangkaian dan aturlah power

supply hingga menghasilkan tegangan volt. Catatlah arus listrik yang ditimbulkannya.

b. Gunakan stopwatch. Catatlah waktu dan suhu dalam interval tertentu (misal setiap 30 detik) dalam tabel data.

c. Biarkan temperatur air meningkat sebesar 10 C.

d. Non-aktifkan rangkaian peralatan.

Tabel data

Massa air (kg) : ..... Arus (ampere) : ..... Tegangan (volt) : .....

AKTIVITAS

\S

Tabel temperatur dan waktu

Waktu (s)

Temperatur

( ...... ......

...... ......

...... ......

...... ......

Petunjuk Analisis

1. Buatlah grafik Temperatur (T, sumbu vertikal) versus Waktu (t, sumbu horizontal0. Hasilnya akan berupa sebuah kurva linear (garis lurus). Hitunglah kemiringan (slope) kurva. Gunakan rumus: slope garis = = ..... derajat per sekon.

2. Kalor yang memasuki air berasal dari resistor, sehingga berlaku: Daya resistor = Daya yang masuk ke air.

3. Kita tahu rumus Q = mc ; jika kedua ruas persamaan dibagi waktu t, diperoleh: Daya masukan = Q/t = mc = (mc)(slope). Dengan demikian kita peroleh

VI = (mc)(slope) 4. Sekarang kita tentukan nilai c, kalor spesifikasi air. Hasil yang diperoleh harusnya

sekitar 4.186 J/kg. .

Pertanyaan

1. Berapakah nilai c berdasarkan pengukuranmu? Jelaskan akurasinya! 2. Dapatkah eksperimen ini digunakan untuk menentukan kalor jenis zat lain?

Kamu tentu pernah melihat permainan tenis atau bahkan pernah memainkannya. Setiap aku melakukan servis, sorang pemain tenis akan memantulkan bolanya terlebih dahulu ke tanah. Apa maksudnya?

Pemantulan bola tenis dari ketinggian tertentu akan menghasilkan nilai energi potensial dan energi kinetik tertentu. Saat pantulan semakin rendah, nilai energi potensialnya kecil. Sebaliknya, energi kinetiknya besar. Inilah yang dimanfaatkan untuk memperoleh gerak bola tenis yang cepat. Jadi, permainan bola tenis menerapkan prinsip energi mekanik.

KAMU PERLU TAHU

Pemanfaatan energi

Sebagian besar energi di bum berasal dari matahari. Pada saat mencapai bumi, energi matahari berubah menjadi berbagai macam bentuk energi, seperti energi panas. Energi panas yang tidak merata menyebabkan perbedaan tekanan antara daerah yang satu dengan daerah lainnya sehingga udara bergerak dan menimbulkan angin.

Salah satu contoh pemanfaatan energi angin adalah untuk pembangkit listrik tenaga angin. Di California, USA, ratusan kincir angin dipasang di atas tanah lapang. Energi angin akan menggerakkan baling-baling kincir. Baling-baling kincir kemudian dihubungkan dengan generator kecil. Energi listrik dihasilkan oleh gabungan kincir angin yang dihubungkan dengan generator. Hasilnya energi listrik ini dapat dimanfaatkan untuk keperluan rumah tangga dan industri.

Bahan diskusi:

1. Sebutkan bentuk- bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari yang berasal dari energi matahari. Jelaskan mekanisme perubahan energi-energi tersebut.

2. Sebutkan beberapa contoh pemanfaatan energi matahari dalam kehidupan sehari-hari.

STUDI KASUS

TOKOH

James Prescott Joule

James Prescott Joule lahir 1818 di Salford, Inggris. Ia melakukan percobaan yang amat teliti dalam mengukur panas.

Ayah James Prescott Joule adalah pembuat bir kaya dan ketika pensiun anaknya berusia 20-an, membantu mengelola pabrik bir tersebut. Akan tetapi, Joule selalu punya waktu untuk bereksperimen. Dia tidak memperoleh pendidikan cukup, tetapi dia dapat mencari tahu tentang segala hal yang ingin diketahuinya dengan belajar sendiri.

Joule terpesona atas fenomena panas dan sebagai remaja dia membuat eksperimen mengukur jumlah panas yang dihasilkan oleh motor listrik. Dalam bulan madunya, Joule mengukur dengan teliti suhu air di atas dan di bawah jeram.

Dia mengukur jumlah panas yang diproduksi oleh setiap proses yang dapat dipikirkannya.Dia memompa air melalui lubang-lubang kecil dan mengukur seberapa banyak panas yang terjadi karena gesekanair tersebut.Dia memperhatikan bahwa kerja selalu mengeluarkan panas. Kerja itu dapat dilakukan dengan bor yang melubangi selem

-bar logam atau dengan air yang mendorong roda berputar. Dia membuktikan bahwa sejumlah tertentu kerja selalu menghasilkan sejumlah panas.

Joule menulis tentang sesuatu yang disebut energi dan menjelaskan bahwa energi tidak pernah hancur, hanya berubah bentuk. Ia meninggal pada tahun 1889 pada usia 70 tahun.

Rangkuman

1. Usahakan merupakan hasil kali antara gaya dan perpindahan sesuai rumus, W = F.s.

Usaha merupakan besaran skalar dengan satuan joule.

2. Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya sama dengan luas daerah di bawah grafik gaya

terhadap perpindahan.

3. Energi adalah kemampuan untuk melakukan suatu usaha.

4. Energi potensial gravitasi merupakan energi yang tersimpan di dalam suatu benda

karena kedudukannya, EP= mgh.

5. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak, Ek = mv2

6. Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya pada benda sama dengan perubahan energi

kinetik benda tersebut, W = k.

7. Gaya konservatif adalah gaya yang menyebabkan energi mekanik, yaitu energi kinetik

ditambah energi potensial, selalu tetap.

8. Hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa dalam suatu sitem yang terisolasi;

jumlah energi potensial dan energo kinetik selalu tetap:

mvA

2 + mghA =

mvB

2 + mghB

9. Daya merupakan usaha yang dilakukan tiap satuan waktu atau sebagai laju

perubahan energi: P =

.

Pilihlah satu jawaban yang benar!

1. usaha atau energi adalah ....

a. Watt

b. Watt jam

c. Kilowatt jam (kWh)

d. Newton meter

e. joule

2. Dimensi usaha adalah .....

a. MLT-2 d. MLT

b. ML2T-2 e. MLT-1

c. MLT-2

3. Dimensi energi kinetik adalah ....

a. ML2T-2 d. ML-2T

b. ML2T-1 e. ML2T-3

c. MLT-2

4. Sebuah mobil bermassa 2 ton

melajudengan kecepatan 72

km/jam. Besar energi kinetik mobil

itu adalah ... joule.

a. 2 x 105 d. 5 x 105

b. 3 x 105 e. 6 x 105

c. 4 x 105

5. Sebuah benda bermassa 2kg yang

bergerak dengan kecepatan v

memiliki energi kinetik 400 J. Nilai

v adalah ... m/s.

a. 8 d. 35

b. 20 e. 37

c. 31

6. Selama 4 sekon sebuah mesin

melakukan usaha sebesar 800

joule. Jika daya mesin itu sebesar

0,6 kW, lamanya mesin tersebut

bekerja adalah ....

a. 3 jam d. 11/3 sekon

b. 2,5 menit e. 11/4 sekon

c. 2 sekon

7. Energi kinetik yang dimiliki oleh

benda bergerak sebanding dengan

...

a. Percepatan gravitasi

b. Kuadrat kecepatan

c. Akar kecepatan

d. Kecepatan

e. Akar massa

8. Sebuah mangga bermassa 0,2 kg

jatuh dari dahannya pada

ketinggian 5 meter. Jika

percepatan gravitasi bumi 10 m/s2,

besar energi kinetik mangga saat

mengenai tanah adalah ...

a. 16 J d. 7 J

b. 15 J e. 5 J

c. 14 J

9. Sebuah peluru bermassa 200 gram

ditembakkan dengan sudut elevasi

30 dan kecepatan awalnya 10

m/s. Jika percepatan gravitasi

bumi 10 m/s2, energi potensial

pada peluru pada titik tertingginya

adalah ...

a. 3,5 J d. 2,5 J

Evaluasi Bab 3

A

...

Pilihan Ganda

b. 3,0 J e. 1,5 J

c. 2,75 J

10. Sebuah balok bermassa 4 kg mula-

mula bergerak dengan kecepatan 2

m/s. Agar balok bisa berhenti pada

jarak 5 meter dari tempat semula,

besar gaya gesekan yang harus

diberikan adalah ...

a. 1,2 N d. 1,8 N

b. 1,4 N e. 2,0 N

c. 1,6 N

11. Berikut ini adalah satuan energi,

kecuali ...

a. Kg.m-2. s2 d. N.m

b. kWh e. erg

c. joule

12. Berikut ini adalah satuan daya,

kecuali ...

a. kWh d. kW

b. watt e. hp

c. J/s

13. Sebuah lift bermuatan memiliki

massa 2.000 kg. Daya yang

diperlukan untuk menaikkan lift

setinggi 50 meter dalam waktu 20

detik adalah ...

a. 1.000 kW

b. 200 kW

c. 100 kW

d. 50 kW

e. 40 kW

14. Sebuah benda bermassa 2 kg

bergerak dengan kecepatan 2 m/s.

Beberapa saat kemudian benda

bergerak dengan kecepatan 5 m/s.

Usaha total yang dilakukan pada

benda itu adalah ...

a. 25 J d. 22 J

b. 24 J e. 21 J

c. 23 J

15. Mesin pesawat terbang mampu

menggerakkan pesawat dengan

gaya sebesar 15.000 newton.

ketika pesawat tersebut bergerak

dengan laju tetap 300 m/s, maka

besarnya daya yang dihasilkan oleh

mesin tersebut adalah ...

a. 4.500.000 kW

b. 450.000 kW

c. 450.000 W

d. 4.500 kW

e. 4.500 W

16. Sebuah benda dilemparkan

dengan sedut elevasi 60 . Jika

energi kinetik awal benda adalah

Ek, pada kedudukan tertinggi

energi kinetik benda tersebut

adalah ...

a. 0

b. 0,25 Ek

c. 0,50 Ek

d. 0,60 Ek

e. 0,80 Ek

17. Debuah bola bermassa 400 gram

dilempar vertikal ke atas hingga

mencapai ketingggian 8 m.

Perubahan energi potensial ketika

berada di ketinggian 8 m.

Perubahan energi potensial ketika

berada di ketinggian 4 m adalah ...

(g = 10 m/s)

a. 12 J d. -16

b. -12 J e. -32 J

c. 16 J

18. Sebuah benda beratnya 1 N tepat

jatuh di atas sebuah pegas yang

berjarak h = 2 m dari ujung atas

pegas sehingga pegas tertekan 10

cm. Konstanta gaya pegasnya

adalah ...

a. 200 N/m

b. 210 N/m

c. 400 N/m

d. 450 N/m

e. 500 N/m

19. Jika hukum kekelan energi

mekanik berlaku untuk satu

sistem, maka ...

a. Energi kinetik sistem tidssk

berubah

b. Energi potensial sistem tidak

berubah

c. Jumlah energi kinetik dan

energi potensial selalu

bertambah

d. Jumlah energi kinetik dan

energi potensial selalu tetap

20. Sebuah mobil dengan kecepatan

tetap 72 km/jam. Jika mesin mobil

tersebut memberikan gaya 1.600

N, daya mesin mobil tersebut

adalah ...

a. 30 kW

b. 32 kW

c. 36 kW

d. 40 kW

e. 42 kW

Silvika Tri Novia

XI Bilingual B