4.1. Usaha
Merupakan hasil sebuah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut dapat mengalami pepindahan tempat, maka pada usaha harus mengalami perpindahan. besar usaha dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:
W = F. ∆S
W = usaha ( Joule )
F = gaya ( Newton )
∆S = perpindahan ( m )
Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap bidang datar, maka persamaan berlaku ;
W = F cos θ. ∆S
W = usaha ( Joule )
F = gaya ( Newton )
∆S = perpindahan ( m )
Θ = sudut
Contoh:
Sebuah balok kayu ditarik tegak lurus terhadap bidang horizontal oleh seseorang dengan gaya 50 N, sehingga belok mengalami perpindahan sejauh 10 m. berapakah usaha yang dilakukan tersebut ?
Jawab
Diketahui ; F = 50 N
S = 10 m
Ditanya : W = ?
Penyelesaian:
Rumus ;
W = F. ∆S
W = 50 N. 10 m
W = 500 Joule
W = 5 x 102 Joule
Contoh:
Sebuah balok kayu ditarik dengan tali yang membentuk sudut 45 terhadap bidang horizontal oleh seseorang dengan gaya 50 N, sehingga belok mengalami perpindahan sejauh 10 m. berapakah usaha yang dilakukan tersebut ?
Jawab
Diketahui ; F = 50 N
S = 10 m
θ = 45Ο
Ditanya : W = ?
Penyelesaian:
Rumus ;
W = F. ∆S
W = 50 N cos 45Ο. 10 m
W = 50 N½√2. 10 m
W = 250√2 Joule
4.2. Energi
Merupakan kemampuan untuk melakukan usaha ( perubahan ) kemampuan untuk melakukan usaha tersebut bisa terjadi benda yang diam maupun benda yang sedang bergerak, maka dalam fisika dibedakan menjadi:
Energi Kinetik yaitu energy yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak ( Benda yang memiliki kecepatan ) berlaku persamaan:
Ek =½mv2
Ek = Energi Kinetik ( Joule )
m = massa benda yang gerak ( kg )
v = kecepatan benda ( m/s )
Contoh;
Sebuah mobil massanya 2000 kg bergerak dengan kecepatan tetap 72 km/jam, berapakah energy kinetic yang dimilki oleh mobil tersebut ?
Jawab:
Diketahui; m = 2000 kg
v = 72 km/jam = 20 m/s
ditanya; Ek = ?
Penyelesaian :
Rumus:
Ek =½mv2
Ek =½.2000 kg ( 20 m/s )2
Ek =1000 kg . 400 m2/s2
Ek =400000 kg m2/s2
Ek =4 x 105 kg m2/s2
Ek =4 x 105 Joule
Contoh;
Sebuah mobil massanya 2000 kg bergerak ketika memiliki energy kinetic 4 x 105 Joule berapakah kecepatan mobil tersebut ?
Jawab:
Diketahui; m = 2000 kg
Ek = 4 x 105 Joule
ditanya; v = ?
Penyelesaian :
Rumus:
Ek =½mv2
4 x 105 Joule =½.2000 kg .v2
4 x 105 Joule =1000 kg .v2
4 x 105 Joule =103 kg .v2
4 x 105 Joule : 103 kg = v2
4 x 102 Joule / kg = v2
4 x 102 m2/s2 = v2
√4 x 102 m2/s2 = v
2 x 10 m/s = v
20 m/s = v
Energi Potensial yaitu energy yang dimiliki oleh benda yang sedang berada pada kedudukannya sehingga dipengaruhi oleh gravitasi, berlaku persamaan :
Ep = mgh
Ep = Energy Potensial ( Joule )
m = massa benda yang gerak ( kg )
h = ketinggian benda ( m )
Contoh:
Hitunglah energy potensial yang dimiliki oleh sebuah kelapa yang berada di pohonnya dengan ketinggian 10 m dari permukaan tanah, setalah buah kelapa tersebut jatuh dan ditimbang ternyata massanya 5 kg !
Jawab ;
Diketahui : h = 10 m
m = 5 kg
g = 10 m/s2
Ditanya : Ep = ?
Penyelesaian :
Rumus :
Ep = mgh
Ep = 5 kg.10 m/s2 .10 m
Ep = 500 Joule
Ep = 5 x 102 Joule
Contoh :
Jika sebuah bola memiliki massa 5 kg pada ketinggian berapakah bola tersebut agar memiliki energy potensial 5 x 102 Joule ?
Jawab ;
Diketahui : m = 5 kg
Ep = 5 x 102 Joule
g = 10 m/s2
Ditanya : h = ?
Penyelesaian :
Rumus :
Ep = mgh
5 x 102 Joule = 5 kg.10 m/s2 .h
5 x 102 Joule = 50 kgm/s2 .h
5 x 102 Joule : 50 kg = h
10 m = h
4.3. Daya
Daya merupakan besarnya usaha yang dilakukan setiap satu satuan waktu, dapat ditulis persamaannya sebagai berikut :
P = W/t
P = daya ( watt )
W = usaha ( Joule )
t = waktu ( sekon )
Contoh:
Sebuah mobil setiap 10 sekon membutuhkan usaha sebesar 3000 joule untuk melakukan perjalanan, berapakah daya digunakan mobil tersebut ?
Jawab :
Diketahui : t = 10 sekon
W = 3000 joule
Ditanya : P = ?
Penyelesaian :
Rumus :
P = W/t
P = 3000 J/10 s
P = 300 watt
P = 3 x 102 watt
Tidak ada komentar:
Posting Komentar