Download
menerapkan konsep usaha daya dan energi n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
MENERAPKAN KONSEP USAHA / DAYA DAN ENERGI PowerPoint Presentation
Download Presentation
MENERAPKAN KONSEP USAHA / DAYA DAN ENERGI

MENERAPKAN KONSEP USAHA / DAYA DAN ENERGI

1229 Views Download Presentation
Download Presentation

MENERAPKAN KONSEP USAHA / DAYA DAN ENERGI

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. MENERAPKANKONSEP USAHA /DAYA DAN ENERGI

  2. Menguasai Konsep Usaha/Daya dan Energi Indikator : • 1. Konsep usaha sebagai hasil kali gaya dan perpindahan dibuktikan melalui persamaan matematis.

  3. Menguasai Konsep Usaha/Daya dan Energi Indikator : 2. Usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi kinetik pada benda dihitung dengan menggunakan rumus.

  4. Menguasai Konsep Usaha/Daya dan Energi Indikator : 3. Energipotensialgravitasidanenergipotensiallistrikdibandingkansecarakuantitatif.

  5. USAHA Dalam fisika, kata usaha memiliki pengertian yang berbeda dengan pengertian dalam kehidupan sehari-hari. Dalamkehidupansehari-hari, usahadiartikansebagaisegalasesuatu yang dikerjakanmanusia.

  6. Sedangkan dalam fisika, usaha didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu benda yang menyebabkan benda tersebut berpindah.

  7. 1. Usaha oleh Gaya yang Searah dengan Perpindahannya PadaGambar 4.1, terlihatseseorangsedangmenarikkotakdengangayakonstan F yang menyebabkankotakberpindahsejauh s.

  8. Secaramatematis, usaha yang dilakukanorangtersebutadalah : dengan F = gaya (N) (m) s = perpindahan (N.m = joule) W = usaha

  9. Contoh soal : Sebuahbendadenganmassa 10 kg beradadiataslantai yang licin. Benda ditarikolehsebuahmobilderekdengangayasebesar F= 25 N, sehinggabendabergesersejauh 4m. Berapakahbesarnyausaha yang dilakukangaya F padabenda?

  10. m = Diketahui: 10 kg 25 N F = s = 4m Ditanya: W = …? Jawab: W = F . s = 25 N . 4 m = 100 N.m W = 100 Joule

  11. Latihan 1. Sebuah troli dengan massa 4 kg berada diatas lantai yang licin. Troli ditarik dengan gaya sebesar F= 16 N sehingga bergeser sejauh 5 m. Berapakah besarnya usaha yang dilakukan gaya F pada benda? 2. Seoranganakmendorongmobil-mobilan yang dinaikitemannyasejauh 20 m dengankecepatan 0,6 m/s. Jikamassamobil-mobilan 15 kg danmassaanak yang menaikinya 20 kg, tentukanusahaanak yang mendorongmobil-mobilantersebut.

  12. 2. Usaha oleh Gaya yang MembentukSudutterhadapPerpindahan Pada Gambar 4.2, terlihat seseorang sedang menarik koper dengan membentuk sudut θterhadap arah horizontal.

  13. Secaramatematis, usaha yang dilakukanorangtersebutadalah : dengan F = gaya (N) s = Perpindahan (m) θ = sudut antara gaya dengan perpindahan W = usaha (N.m = joule)

  14. Contoh soal: Untuk menarik sebuah koper beserta isinya seperti pada Gambar 4.3 diperlukan gaya sebesar 22 N. Berapakah usaha yang diberikan oleh gaya itu, jika sudut antara gaya dengan perpindahan 60o dan balok bergeser sejauh 3 m?

  15. Jawaban: F = Diketahui: 22 N 60o θ = s = 3 m Ditanya: W = …? Jawab: W = F s cosθ = 22 N . 3 m . Cos 60o = 66 . 0,5 N.m W = = 33 Joule 33 N.m

  16. Latihan 1. Seorang anak menarik mobil mainan menggunakan tali dengan gaya sebesar 20 N. Tali tersebut membentuk sudut 60o terhadap permukaan tanah dan besar gaya gesekan tanah dengan roda mobil mainan adalah 2 N. Jika mobil mainan berpindah sejauh 10 meter, berapakah usaha total?

  17. 2. Untuk menarik sebuah koper beserta isinya seperti pada Gambar diperlukan gaya sebesar 22 N. Berapakah sudut yang harus diberikan agar balok bergeser sejauh 3 m jika usaha yang diberikan oleh gaya itu sebesar 33 joule?

  18. TEOREMA USAHA DAN ENERGI Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Suatu benda dikatakan memiliki energi jika benda tersebut dapat melakukan usaha. Misalnyakendaraandapatmengangkatbarangkarenamemilikienergi yang diperolehdaribahanbakar.

  19. Keberadaan energi bersifat kekal, sesuai dengan pernyataan Hukum Kekekalan Energi yang berbunyi : “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan” Energi hanya mengalami perubahan bentuk dari bentuk satu menjadi bentuk lain. Misalnya, energi bahan bakar berubah menjadi energi kinetik yang dimiliki kendaraan.

  20. 1. Energi Kinetik Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya. Jadihanyabendabergerak yang memilikienergikinetik.

  21. Energi kinetik suatu benda besarnya berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatannya. Secara matematika ditulis sebagai berikut: dengan, m = massa benda (kg) v = kecepatan benda (m/s) Ek = Energi kinetik (joule)

  22. Berdasarkan Hukum II Newton, diketahui bahwa percepatan berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa. Makausaha yang dilakukanpadabendaadalah jika maka dengan, F = gaya (N) s =perpindahan (m) m = massa benda (kg) a= percepatan benda (m/s2) W= Usaha (joule)

  23. Jika gaya F bekerja pada benda, benda tersebut akan bergerak berubah beraturan (GLBB), sehingga berlaku atau dengan, V0 = kecepatan awal benda (m/s) Vt = kecepatan akhir benda (m/s) a= percepatan benda (m/s2) s =perpindahan (m)

  24. Sehinggapersamaanusahapadabendamenjadi Dengandemikian, didapathubunganusahadanenergikinetik, yaitu

  25. Contoh soal: Berapausaha yang diperlukanseorangpelaricepatdengan massa 74 kg untukmencapaikecepatan 2,2 m/s darikeadaandiam? Diketahui: m = 74 kg 2,2 m/s Vt = V0 = 0 Ditanya: W = …? Jawab:

  26. Latihan Sebuah truk bergerak dengan kecepatan 30 m/s dan memiliki energi kinetik 18.105 Joule. Tentukan : a. massa truk b. jika kecepatannya diubah menjadi dua kalinya, menjadi berapa kalikah energi kinetiknya?

  27. Jadi, usaha yang dilakukanolehgayapadabendasamadenganperubahanenergikinetikpartikel. Persamaandiatasdikenaldenganteorema Usaha-Energi.

  28. 2. Energi Potensial Energi potensial merupakan energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya atau keberadaannya. Benda yang memilikikedudukandiataspermukaanbumi, dikatakanbahwabendatersebutmemilikienergipotensialgravitasi. Jikasuatubenda yang ditegangkan, ditekanatauditarikmakabendaituakanmemilikienergipotensialpegas.

  29. a. Energi Potensial Gravitasi Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh tempat kedudukannya (ketinggian). dengan, m = massa benda (kg) g= percepatan gravitasi (m/s2) h = tinggi benda (m) Ep= energi potensial gravitasi (Joule)

  30. Misalnya, usaha untuk mendarat sebuah Helikopter dari suatu ketinggian sampai ke permukaan tanah adalah…

  31. Energi potensial dinyatakan dengan Dengan demikian, didapat hubungan usaha dan energi potensial sbb: Jadi, perlakuan oleh gaya pada benda sama dengan perubahan energi potensial.

  32. dengan, F = gaya (N) s = perpindahan (m) m = massa benda (kg) g= percepatan gravitasi (m/s2) ht = tinggi akhir benda (m) h0 = tinggi awal benda (m) Ep= energi potensial gravitasi (Joule) W = usaha (Joule)

  33. g m h Contoh soal: Benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m di atas tanah. Tentukan usaha yang dilakukan gaya berat benda tersebut pada saat mencapai tanah.

  34. m = Diketahui: 2 kg 0 h0 = ht = 20 m g = 10 m/s2 Ditanya: W = …? Jawab: W = m . g . (ht – h0) = 2 . 10 . (20 – 0) = 20 . 20 W = 400 joule

  35. A 20 m B 4 m Latihan Sebuah benda A massa 5 kg berada di atas sebuah gedung dengan ketinggian 20 m diatas tanah, sedangkan benda B berada 4 m dibawahnya tampak seperti pada gambar. Jika massa benda A adalah 0,5 kali massa B, maka tentukanlah besarnya selisih energi potensial dari kedua benda itu.

  36. b. Energi Potensial Pegas Ketika bahan elastis diberi regangan maka pada bahan tersebut akan timbul energi potensial. Misalnya, karet atau pegas yang direntangkan akan memiliki energi potensial. Jika gaya yang diberikan dihilangkan, energi potensial pegas akan berubah menjadi energi kinetik. Sifat pegas ini dimanfaatkan dalam shockbreaker dan busur panah.

  37. Energi potensial yang dimiliki pegas atau benda elastis besarnya berbanding lurus dengan konstanta pegas k dan kuadrat simpangannya. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan berikut dengan, k = konstanta pegas (N/m) Δx = simpangan (m) Ep = energi potensial pegas (Joule)

  38. Persamaan di atas diperoleh dari hasil penurunan persamaan gaya pegas yang dirumuskan oleh Hooke. Besarnya usaha yang diperlukan untuk meregangkan pegas adalah sama dengan keadaan energi potensial akhir dikurangi keadaan energi potensial awal dari pegas Atau…

  39. Untuk keadaan awal Δx1 = 0, energi potensial awal Epawal = 0, sehingga usaha untuk meregangkan pegas dari keadaan awal adalah

  40. Contoh soal: Sebuah pegas memiliki konstanta pegas 2.102 N/m. Jika pegas tersebut ditarik hingga bertambah panjang 20 mm, berapa besar energi potensial pegas sebelum dilepaskan?

  41. K = Diketahui: 2.102 N/m 20 mm = 2.10-2 m Δx = Ditanya: Ep = …? Jawab:

  42. Latihan • Sebuahpegasdiberigaya 20 N sehinggamengalamipertambahanpanjang 10 cm. Tentukan : • Konstantapegas. • Energipotensial yang dimilikipegasjikadiberigaya 30 N

  43. Menguasai Hukum Kekekalan Energi Indikator • Hukumkekekalanenergimekanikpadagerakbendadibawahmedangayakonservatifdirumuskansecaramatematis. • Penerapan konservasi energi diuraikan secara kuantitatif dan kualitatif.

  44. Hukum Kekekalan Energi Mekanik Sebelumnya sudah dikemukakan bahwa energi di alam ini tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diciptakan. Akantetapi, energihanyaberubahbentuk. Jikagaya-gaya yang bekerjapadasebuahbendabersifatkonservatifmaka total usaha yang dilakukansampaikembalikekedudukansemula (satusiklus) adalahnol, atauenergi yang dimilikibendatetap.

  45. Sebuahbendamassanya m bergerakvertikalkeatas, padaketinggianbendah1kecepatannyav1, setelahketinggianbendamencapaih2kecepatannyav2. Jikagayagesekanbendadenganudaradiabaikan, akanmemenuhihukumkekekalanenergimekanik.

  46. Usaha yang dilakukanpadabendasamadengannegatifperubahanenergipotensial Usaha yang dilakukanpadabendasamadenganperubahanenergikinetik

  47. Dari keduapersamaandiatas, diperoleh: atau dapatditulissebagaiberikut:

  48. Jumlahenergipotensialdenganenergikinetikdisebutenergimekanik (Em). Olehkarenaitu, persamaandiatasdinamakanhukumkekekalanenergimekanik (Em) Dari rumustersebutdidapatbahwajumlahenergikinetikdanenergipotensialsuatubendabernilaitetapjikagaya-gaya yang bekerjapadabendabersifatkonservatif.

  49. Contoh soal: SebuahbendameluncurtanpagesekanpadalintasansepertipadaGambar. Benda tersebutdilepaspadaketinggian h=4R, dengan R=1 m. Berapakecepatannyapadatitik A?

  50. hB = 4R, Jika R=1 makahB= 4 Diketahui: hA= 2R = 2 mA= mA = m VB= 0 g = 10 m/s2 Ditanya: VA = …? Jawab: