Download - dinamika 2
-
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?