02/10/2013

1

KERJA DAN ENERGI

TIM FISIKA FTP

Kerja (Usaha)

Kerja : hasil kali besar perpindahan dengan

komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan

Jika suatu gaya F menyebabkan perpindahan sejauh

S, maka gaya F melakukan usaha sebesar W, yaitu:

S

02/10/2013

2

Contoh 1: Usaha

Seseorang sedang menarik sebuah vacuum cleaner di

atas lantai dengan gaya sebesar 50N pada sudut 30 dari

horizontal. Hitunglah berapa usaha yang dilakukan jika

vacuum cleaner tersebut bergerak sejauh 3m ke kanan.

Usaha oleh Lebih dari Sebuah Gaya

Jika terdapat lebih dari satu buah gaya,

maka haruslah dilakukan penjumlahan yang

searah dengan perpindahan gaya.

F1x

= F1

cos1

dan F2x

= F2

cos 2.

02/10/2013

3

Contoh

Perhatikan gambar di samping!

Jika besarnya F1= 100 N dan F2= 40 N dan

perpindahan kotak terjadi sejauh 20 m, berapa

usaha yang telah dilakukan?

Kerja yang Dilakukan oleh

Gaya yang Bervariasi

Kerja adalah

besarnya luasan

yang ada di

bawah kurva

02/10/2013

4

Contoh

Perhatikanlah gambar di atas!

Hituglah berapa besarnya kerja yang dilakukan

oleh suatu partikel yang bergerak dari titik x=0

hingga x=6

Energi

Kemampuan untuk melakukan kerja

Energi diukur dalam Joule (1 J = 1 Nm)

02/10/2013

5

Energi Kinetik

EK = Energi yang dipunyai oleh suatu

benda karena adanya gerakan

EK= mv2

Contoh soal

1. Berapa kerja yang diperlukan untuk

mempercepat sebuah mobil dengan massa

1000 kg dari 20 m/s sampai 30 m/s?

02/10/2013

6

Energi PotensialEnergi yang tersimpan di dalam benda, baik karena

posisinya maupun susunannya di alam sistem.

WG = FG d cos = mgh cos 180

WG = - mgh = - mg (y2 y1)

Contoh soalSebuah roller coaster dengan massa 1.000 kg

bergerak ke titik A ke titik B dan kemudian ke

titik C.

a) Berapa energi potensial gravitasi pada B

dan C relatif terhadap A? dengan

menentukan y = 0 pada titik A.

b) Berapa perubahan energi potensial

perpindahan dari B ke C?

c) Ulangi pertanyaan (a) dan (b), tetapi ambil

titik acuan (y=0) pada titik C

02/10/2013

7

EnergiPotensial

(EP)

EP Gravitasi EP Pegas

EPgrav= m.g.h Fpegas=- kx

EP pegas= kx2

Contoh

Suatu benda yang beratnya 0.55 kg

digantung pada suatu pegas. Pegas

tersebut bertambah panjang 2 cm

dibanding ketika belum diberi beban.

a. Berapakah konstanta dari pegas

tsb?

b. Berapa usaha yang telah

dilakukan oleh pegas?

02/10/2013

8

KONSERVASI ENERGY

Total energi sebelum dan setelah proses

besarnya adalah sama.

Energi dapat ditransfer dari satu sistem ke

sistem yang lain melalui: kerja, pindah panas,

gelombang, transfer massa, transmisi elektrik

dan radiasi.

Jika jumlah energi dalam suatu sistem

berkurang, pastilah karena sebagian atau

keseluruhan energi dari sistem tersebut telah

ditransfer ke luar sistem melalui satu atau

beberapa cara transfer energi tersebut

02/10/2013

9

Hukum Kekekalan Energi

Energi dapat diubah dari satu jenis ke

jenis lainnya, tetapi energi total tetap

konstan.

Hukum ini berlaku bahkan jika ada

gesekan, karena panas yang

dihasilkan dapat dianggap sebagai

bentuk energi

Energi mekanik total :

EK + EP = konstan

E = EK + EP = mv2 + mgy

Energi mekanik tot pada titik 1

= energi mekanik tot pada titik

2 :

02/10/2013

10

Contoh 1

Perkirakan energi kinetik dan laju yang

diperlukan agar seorang pelompat galah

dengan massa 70 kg bisa melewati sedikit di

atas palang dengan ketinggian 5,0 m. anggap

pusat massa pelompat pada awalnya 0,9 m di

atas tanah dan mencapai maksimumnya pada

ketinggian palang itu sendiri.

Contoh: Energi Mekanik

EM=EK+EP

EM1=EM2

Suatu senapan mempunyai

pegas di dalamnya. Sebelum

ditembakkan, pegas ditekan

sebesar 12 cm. Peluru

kemudian dimasukkan dengan

massa 35gram. Ketika peluru

ditembakkan vertikal, peluru

dapat mencapai ketinggian 20

m. Tentukan:

a. Konstanta pegas

b. Kecepatan peluru saat

ditembakkan

02/10/2013

11

Daya

Daya= besarnya energi yang dikeluarkan

oleh suatu benda tiap satuan waktu atau

kecepatan perubahan energi

Satuan yang digunakan adalah watt

(1 W = 1J/s)

Satuan lain adalah daya kuda (horse

power) yang besarnya adalah 735.5 (metric

HP) watt atau terkadang 746 watt

(mechanical HP)

P= E/t

Contoh 1

Seseorang dengan massa 70 kg sedang

jogging berlari menaiki tangga yang panjang

dalam waktu 4.0 s. Ketinggian vertikal dari

tangga tersebut adalah 4,5 m

a) Perkirakan daya pelari itu dalam watt dan

hp.

b) Berapa besar energi yang dibutuhkan?