- 1. MUHAMMAD CHARIS MUHAMMAD IKSIR ANA SRI ZUNIFA SARI
2. USAHA DAN ENERGI ENERGI Energi (disebut juga tenaga) adalah
kemampuan untuk melakukan usaha. USAHA Usaha (Work) adalah gaya
yang bekerja pada suatu benda atau objrk tertentu. 3. Bentuk-Bentuk
Energi a)Energi Mekanik b) Energi Bunyi c) Energi kalor d) Energi
Cahaya e) Energi Listrik f) Energi Nuklir g) Energi Kinetik h)
Energi Potensial 4. ENERGI KINETIK Energi kinetik adalah energi
yang dimiliki benda karena geraknya atau kelajuannya. Energi
kinetik dirumuskan : m = massa (Kg) v = kecepatan (m/s) 1 kg m2/s2
= 1 N /m s2 . m2/s2 = 1 N m = 1 J Ek = 2 . m . v2 5. ENERGI
POTENSIAL Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda
karena posisinya. Energi potensial dapat dirumuskan : m = massa
(kg), g = percepatan gravitasi (m/s2), = 10 m/s2 h = ketinggian
benda dari acuan (m). Ep =m . g . h 6. ENERGI MEKANIK Energi
mekanik adalah energi yang berkaitan dengan gerak atau kemampuan
untuk bergerak. Energi Mekanik dapat dirumuskan : EM : Energi
Mekanik Ek : Energi Kinetik Ep : Energi Potensial Nilai EM selalu
tetap/sama pada setiap titik di dalam lintasan suatu benda. EM = Ek
+ Ep 7. KEKEKALAN ENERGI Energi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk
energi lain. Contoh : Ebensin > Ekimia >Egerak 8. DAYA Daya
adalah hasil bagi antara usaha yang dilakukan dengan selang waktu
usaha tersebut dilakukan. Dapat dirumuskan : P = Daya (J/s) W =
Usaha yang dilakukan (KW) t = Waktu (s) P = W/t 9. USAHA W = Usaha
(joule = J) F = gaya (N) s = perpindahan (m) W = F.s 10. USAHA OLEH
GAYA YANG MEMBENTUK SUDUT Persamaan diatas (W = F.s) itu hanya
berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan
perpindahan W = Usaha (joule = J) F = gaya (N) s = perpindahan (m)
= sudut antara F dan s (derajat atau radian) W = Fx . s = (F cos )
. s = Fs cos 11. Gambar yang menunjukkan usaha oleh gaya F yang
membentuk sudut 12. USAHA BERNILAI NOL (TIDAK MELAKUKAN USAHA)
Tidak semua gaya yang sudah bekerja dikatakan melalukan usaha atau
semua benda yang berpindah telah dikenai usaha. Penyebabnya antara
lain : Gaya penyebab ada tetapi tidak ada perpindahan Gaya penyebab
tidak ada tetapi terjadi perpindahan Gaya dan perpindahan membentuk
sudut 90 derajat 13. HUBUNGAN USAHA DAN ENERGI Usaha yang dilakukan
suatu gaya dapat mengubah energi kinetik benda. Catatan : Benda
bergerak pada bidang datar atau ketinggian benda tetap. W = . EK =
m . vakhir - m . vawal 14. GERAK HARMONIK Gerak harmonic adalah
gerak periodic yang memiliki persamaan gerak sebagi fungsi waktu
berbentuk sinusoidal. Gerak harmonic sederhana didefinisikan
sebagai gerak harmonic yangdipengaruhi oleh gaya yang arahnya
selalu menuju ke titik seimbang dan besarnya sebanding dengan
simpangannya. 15. PERIODE DAN FREKUENSI Periode menyatakan waktu
yang diperlukan untuk melakukan satu siklus gerak harmonic,
sedangkan frekuensi menyatakan jumlah siklus gerak harmonic yang
terjadi tiap satuan waktu. k = m . w2 Mengingat bahwa w = 2/T k = m
(2/T)2 Dan diketahui bahwa T = 2 m/k F = 2 k/m RUMUS 16. KONSEP
USAHA DAN ENERGI Usaha oleh Beberapa Gaya Apabila usaha yang
dilakukan oleh orang pertama dan orang kedua untuk memindahkan
suatu benda ke kanan sejauh s adalah resultan dua gaya searah
adalah F =F1 + F2, sehingga Dengan memasukkan F1 s = W1 dan F2 s
=W2, maka diperoleh Secara umum dapat disimpulkan sebagai berikut :
Usaha yang dilakukan oleh resultan gaya-gaya searah dan berlawanan
arah, yang menyebabkan benda berpindah sejauh s, sama dengan jumlah
usaha oleh tiap-tiap gaya W1 = F1 s dan W2 = F2 s W = F s, W = (F1
+ F2) s W = W1 + W2 17. MOMENTUM , IMPULS DAN HUKUM KEKEKALAN
MOMENTUM MOMENTUM DAN IMPULS 1. Momentum Linier (p) 2. Momentum
Anguler (L) 3. Impuls (I) 18. Momentum Linier (p) Momentum Linier
adalah hasil kali massa benda dengan kecepatan gerak benda
tersebut. Jadi setiap benda yang memiliki kecepatan pasti memiliki
momentum. RUMUS : Keterangan : p = momentum (kg.m/s = N/s) m =
massa (kg) v = kecepatan (m/s) p = m . v Catatan : Momentum
merupakan besaran vektor, dengan arah p = arah v 19. Momentum
Anguler (L) Momentum Anguler adalah hasil kali (cross product)
momentum linier dengan jari jari R. Jadi setiap benda yang bergerak
melingkar pasti memiliki momentum anguler. Rumus : Catatan :
Momentum anguler merupakan besaran vektor dimana arah L tegak lurus
arah R sedangkan besarnya tetap. L = m . v . R L = p . R Keterangan
: L = Momentum Anguler (kg.m2/s) m = massa (kg) v = kecepatan (m/s)
p = momentum linear (kg.m/s atau N/s) R = jari-jari lingkaran (m).
20. Impuls (I) Impuls merupakan perubahan momentum. Jika pada benda
bekerja gaya F tetap selama waktu t, maka impuls I dari gaya itu
adalah: Rumus : atau sehingga dapat ditulis : I = Perubahan
momentum I = m . vakhir - m . vawal I = F . t F . t = m . vakhir -
m . vawal 21. HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM Hukum kekekalan momentum
diterapkan pada proses tumbukan semua jenis, dimana prinsip impuls
mendasari proses tumbukan dua benda, yaitu I1 = -I2. Jika dua benda
A dan B dengan massa masing- masing MA dan MB serta kecepatannya
masing-masing VA dan VB saling bertumbukan, maka : keterangan : VA
dan VB = kecepatan benda A dan B pada saat tumbukan VA' dan VB' =
kecepatan benda A den B setelah tumbukan. MA . VA + MB . VB = MA .
VA' + MB . VB' Catatan: vektor ke kanan dianggap positif, sedangkan
ke kiri dianggap negatif. 22. TUMBUKAN a. Elastis Sempurna : e = 1
Disini berlaku hukum kekekalan energi (energi sebelum dan sesudah
adalah sama) dan kekekalan momentum. e = koefisien restitusi. b.
Elastis Sebagian : 0 < e < 1 Disini hanya berlaku hukum
kekekalan momentum. Khusus untuk benda yang jatuh ke tanah dan
memantul ke atas lagi maka koefisien restitusinya adalah: h =
tinggi benda mula-mula h' = tinggi pantulan benda e = (- VA' -
VB')/(VA - VB) e = h'/h 23. c. Tidak Elastis : e = 0 Setelah
tumbukan, benda melakukan gerak yang sama dengan satu kecepatan v'.
Disini hanya berlaku hukum kekekalan momentum. v' = kecepatan
setelah tumbukan MA . VA + MB . VB = (MA + MB) . v' 24. PENERAPAN
KONSEP IMPULS DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI Beberapa contoh penerapan
konsep impuls dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :
1. Sarung Tinju 2. Palu atau pemukul 3. Helm 25. ELASTISITAS
TEGANGAN (STRESS) Tegangan adalah Perbandingan antara gaya tarik
yang bekerja terhadap luas penampang benda . Tegangan dinotasikan
dengan (sigma), satunnya N/m2. Secara matematika konsep Tegangan
dituliskan : Contoh gambar : Setelah diberi gaya A 26. Contoh
penggunaan konsep Tegangan (Stress): Sebuah kawat yang panjangnya
2m dan luas penampang 5mm2 ditarik gaya 10N. Tentukan besar
tegangan yang terjadi pada kawat. Pembahasan: Diketahui : A = 5mm2
= 5.10-4 m2 F = 10N Ditanyakan : ? Jawab : = = = 2.104Nm-2 27.
REGANGAN (STRAIN) Regangan adalah Perbandingan antara pertambahan
panjang L terhadap panjang mula-mula(Lo) Regangan dinotasikan
dengan e dan tidak mempunyai satuan. 1. Keadaan awal benda yang
panjangnya Lo diberi gaya (F) pada bidang A 2. Keadaan bertambah
panjang sebanyak Secara matematika konsep Regangan (Strain)
dituliskan 28. Sebuah kawat panjangnya 100 cm ditarik dengan gaya
12N, sehingga panjang kawat menjadi 112 cm. Tentukan regangan yang
dihasilkan kawat. Diketahui : Lo = 100 cm L = 112 cm L = 112 cm -
100 cm = 12cm Ditanyakan : e Jawab : e = e = e = 0,12 29.
ELASTISITAS DAN PLASTISITAS Teori Elastisitas adalah Hubungan
antara setiap jenis tegangan dengan regangan yang bersangkutan
penting peranannnya dalam cabang fisika diagram tegangan - regangan
suatu logam kenyal yang menderita tarikan. Regangan-tegangan akan
berbeda perolehannya bergantung pada bahannya (Logam atau Karet
yang di vulkanisir) 30. MODULUS ELASTIK Modulus Elastik disebut
Tegangan yang diperlukan untuk menghasilkan suatu regangan tertentu
bergantung pada sifat bahan yang menderita tegangan itu.
Perbandingan tegangan terhadap regangan, atau tegangan per satuan
regangan. Perbandingan tegangan kompresi terhadap regangan kompresi
disebut modulus regangan, atau modulus young, bahan yang
bersangkutan dan dilambangkan dengan Y 31. Modulus Elastik (harga
pendekatan) Modulus Young, Y Modulus Luncur, L Modulus Bulk, B 1012
dyn cm-2 106 lb in-2 1012 dyn cm-2 106 lb in-2 1012 dyn cm-2 106 lb
in-2 Alumunium 0,70 10 0,24 3,4 0,70 10 Kuningan 0,91 3 0,36 5,1
0,61 8,5 Tembaga 1,1 16 0,42 6 1,4 20 Gelas 0,55 7,8 0,23 3,3 0,37
512 Besi 0,91 13 0,70 10 1,0 14 Timah 0,16 2,3 0,056 0,8 0,077 1,1
Nikel 2,1 30 0,77 11 2,6 34 Baja 2,0 29 0,84 12 1,6 23 32. Modulus
luncur L suatu bahan, dalam daerah hukum Hooke, didefinisikan
sebagai perbandingan tegangan luncurdegan regangan luncur Definisi
modulus luncur yang umum lagi ialah: 33. Kompresibilitas Zat Cair,
K Zat Cair (Nm-2)-1 (lb in-2)-1 atm-1 Karbon Disulfida 64 x 10-11
45 x 10-7 66 x 10-6 Etil Alkohol 110 78 115 Gliserin 21 15 22 Raksa
3,7 2,6 3,8 Air 49 34 50 34. KONSTANTA GAYA bila YA/lo diganti
dengan satu konstanta k dan perpanjangan Dl kita sebut x Fn = kx
Dengan perkataan lain, besar tambahan panjang sebuah benda yang
mengalami tarikan dihitung dari panjang awalnya sebandaing dengan
besar gaya yang meregangkannya. Hukum Hooke mulanya diungkapkan
dalam bentuk ini, jadi tidak atas dasar pengertian tegangan dan
regangan. 35. CONTOH SOAL 1. Dalam suatu percobaan untuk mengukur
modulus Young, sebuah beban 1000 lb yang digantungkan pada kawat
baja yang panjangnya 8 ft dan penampangnya 0,025 in2, ternyata
meregangkan kawat itu sebesar 0,010 ft melebihi panjangnya sebelum
diberi beban. Berapa tegangan, regangan, dan harga modulus Young
bahan baja kawat itu??? 36. 2. Umpamakan benda pada gambar 11-6
sebuah pelat kuningan seluas 2 ft-2 dan tebalnya in. Berapa gaya F
harus dikerjakan terhadap tiap tepinya jika perubahan x ialah 0,01
in? Modulus luncur kuningan itu 5 x 106 lb in-2. Tegangan luncur
pada tiap sisi ialah: F = 12.500 lb
