LEMBAR KERJA SISWA

Kelompok :……………………………………………………

Ketua : …………………………………………………...

Anggota : …………………………………………………...

USAHA DAN ENERGIRINGKASAN MATERI

A. USAHA

Pengertian usaha dalam bidang fisika berbeda dengan pengertian usaha dalam kehidupan sehari – hari. Dalam kehidupan sehari – hari, usaha diartikan sebagai segala sesuatu yang dikerjakan manusia. Sedangkan dalam bidang fisika, usaha didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berpindah. Besarnya usaha yang dilakukan dirumuskan sebagai :

W=F ∙S

Dimana F = Gaya (N) S = Perpindahan (m)

W= Usaha ( Joule )

Usaha merupakan besaran skalar, meskipun gaya (F) dan perpindahan (S) merupakan besaran vektor.

Pada gambar diatas, tampak seorang anak sedang menarik mobil – mobilan dengan membentuk sudutα terhadap arah horizontal. Maka, secara matematis usaha yang dilakukan oleh anak tersebut adalah :

W=F Scosα

Usaha total oleh berbagai gaya yang bekerja pada suatu benda diperoleh dengan cara menjumlahkan aljabar biasa.

W total=W 1+W 2+W 3+…

B. ENERGIDi bangku SMP telah dijelaskan bahwa energi adalah sesuatu yang

dibutuhkan oleh benda agar benda tersebut dapat melakukan usaha.Di sana juga dijaelaskan bahwa energi dapat berubah bentuk. Dalam bahasan energi, kita tentang energi kinetic. Energi kinetic adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya.

Kita tahu bahwa besarnya energi kinetic bergantung pada massa dan kelajuan benda. Secara matematis, energi kinetic dinyatakan dengan rumusan :

EK=12mv2

Jadi, energi kinetik (EK) sebanding dengan massa benda m dan kuadrat kecepatannya (v2¿.

C. TEOREMA USAHA - ENERGI

Telah dipelajari pada subbab sebelumnya bahwa usaha dapat terjadi pada gaya konstan ataupun gaya yang berubah – ubah. Kedua jenis usaha tersebut memiliki persamaan yaitu adanya gaya yang bekerja pada benda sehingga benda tersebut bergerak, lajunya konstan, atau memiliki percepatan.

Pada resultan gaya F konstan, menurut hukum II Newton, besarnya

percepatan adalah : a=Fm

. Adapun besarnya persamaan perpindahannya adalah :

S= 12a

(v t2−v02 ). Maka usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah :

W=F ∙S=m ∙a ∙ S

W=ma( 12a

(v t2−v02 ))

W=12v t

2−12v0

2

W=∆ EK

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya resultan yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik yang dialami oleh benda itu, yaitu energi kinetik akhir dikurangi energi kinetik awal. Hal ini kita kenal sebagai teorema Usaha – Energi.

TUGAS 1

Dengan menggunakan buku – buku teks, Koran, majalah, atau internet, buatlah tulisan tentang pemanfaatan energi matahari untuk menghasilkan listrik atau dikenal dengan istilah

PLTS (Pembangkit Listrik Tenaga Surya).

Jawaban

A. PILIHAN GANDA

Pilihlah jawaban yang tepat dengan cara member tanda silang (x) pada huruf a, b,c,d, atau

e !

1. Dibawah ini yang bukan termasuk satuan usaha atau energy adalah…

a. Watt

b. Watt jam

c. Kilowatt jam (kWh)

d. Newton meter

e. Joule

2. Rumus dimensi dari usaha adalah…

a. MLT−2d. MLT

b. ML2T−2e. MLT

−1

c. ML−1T−2

3. Jika m = massa, v = kecepatan, rumus dimensi energy kinetiknya adalah

a. ML2T−2d. ML

−2T

b. ML2T−1e. ML

−2T−3

c. MLT−2

4. Sebuah mobil bermassa 2 ton melaju dengan kecepatan 72 km/jam. Besar energy kinetic

mobil adalah……joule

a. 2 .105d. 5 .105

b. 3 .105e. 6 .105

c. 4 .105

5. Sebuah benda bermassa 2 kg bergerak dengan kecepatan v memiliki energy kinetic 400 J.

besar kecepatan v adalah ….m/s

a. 8 d. 35

b. 20 e. 37

c. 31

6. Energy kinetic yang dimiliki oleh benda bergerak sebanding dengan…

a. Percepatan gravitasi

b. Kuadrat kecepatan

c. Akar kecepatan

d. Kecepatan

e. Akar massa

7. Sebuah mesin selama 4 sekon melekukan usaha 800 Joule. Jika mesin tersebut

melakukan usaha sebesar 0,6 kW, lamanya mesin tersebut telah bekerja adalah….

a. 3 jam d.

32

b.

52 jam e. 1 jam

c. 2 jam

8. Sebuah mangga bermassa 0,2 kg jatuh dari dahannya pada ketinggian 5 meter. Jika

percepatan gravitasi bumi 10 m/s2, besar energy kinetic mangga saat mengenai tanah

adalah….

a. 16 joule d. 7 joule

b. 15 joule e. 5 joule

c. 10 joule

9. Sebuah peluru bermassa 200 gram ditembakkan dengan sudut elevasi 30 °dan kecepatan

awalnya 10 m/s. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s, energy potensial peluru pada titik

tertingginya adalah…

a. 3,5 joule

b. 3,0 joule

c. 2,75 joule

d. 2,5 joule

e. 1,5 joule

10. Sebuah balok bermassa 4 kg mula- mula bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Agar balok

bias berhenti pada jarak 5 meter dari tempat semula, besar gaya penahan 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. Di bawah ini yang merupakan satuan energy, kecuali….

a. kgm−2 s2 d. Nm

b. kWh e. erg

c. joule

12. 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

adalah…

a. 25 joule d. 22 joule

b. 24 joule e. 21 joule

c. 23 joule

13. Sebuah benda dilemparkan dengan sudut elevasi 60 ° . Jika energy kinetic awal benda

adalah EK, pada kedudukan tertinggi energy kinetic benda tersebut adalah…

a. 0 d. 0,60 Ek

b. 0,25Ek e. 0,80 Ek

c. 0,50Ek

14. Jika hokum kekekalan energy mekanik berlaku untuk satu system, maka….

a. Energy kinetic system tidak berubah

b. Energy potensial system tidak berubah

c. Jumlah energy kinetic dan energy potensial selalu bertambah

d. Jumlah energy kinetic dan energy potensial selalu berkurang

e. Jumlah energy kinetic dan energy potensial selalu tetap

15. Sebuah bola bermassa 400 gram dilempar vertical ke atas hingga mencapai ketinggian 8

m. perubahan energy potensial ketika berada di ketinggian 4 m adalah…..(g=10 m/s)

a. 12 J d. -16 J

b. -12 J e. -32 J

c. 16 J

B. URAIAN

1. Sebuah benda dilempar dengan sudut 60 ° . Bila massa benda 100 gram, tentukan

energy kinetic benda saat di puncak parabola ! ( g=10m /s2,v0=20 m /s )

2. Tentukan besar energy kinetic awal yang harus diberikan pada sebuah benda yang

bermassa 1 kg, agar benda dapat mencapai ketinggian maksimum 20 cm!(g=10m /s2)

3. Benda bermassa2 kg berada 40 m diatas tanah (g=10m /s2). Tentukan energy

potensial benda !

4. Tentukan kecepatan yang harus diberikan pada sebuah benda yang bermassa 2 kg

agar memiliki energy kinetic 100 joule !

5. Sebuah mobil bermassa 2.000 kg bergerak dengan kecepatan 72 km / jam. Hitunglah

energy kinetic yang dimiliki oleh mobil tersebut !