USAHA DAN ENERGI

1. USAHA DAN ENERGI

2. F F a a s USAHA Dalam fisika, seseorang dikatakan melakukan usaha (kerja) jika ia memberi gaya F pada sebuah benda sehingga benda tersebut berpindah posisi sejauh s. Pada saat itu benda dikatakan mendapat usaha.

4. F F a a s Besaran usaha atau kerja dilambangkan dengan huruf W.Secara vektor dapat dituliskan sebagai :W = F. sYang besarnya adalah :W = F s cos aSudut a adalah sudut antara vektor gaya F dan vektor perpindahan s.

12. Bentuk Energi Chemical Sound Radiant Electrical Mechanical Magnetic Thermal Nuclear

13. ENERGI KINETIK Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda yang sedang bergerak. Benda yang bermassa m dan sedang bergerak dengan kecepatan v, memiliki energi kinetik Ek sebesar : EK = ½ m v2 v m

14. ENERGI KINETIK DAN USAHA V1 V2 F F s W = F s W = (m a) s Ingat: v22 = v12 + 2as → as = ½ v22 – ½ v12 W = m ( ½ v22 – ½ v12 ) W = ½ m v22 – ½ m v12 W = Ek2 – Ek1 Usaha yang diterima benda = perubahan energi kinetiknya. W = ∆ Ek

19. ENERGI POTENSIAL Ketika sebuah benda bermassa m jatuh ke bawah, berarti padanya ada gaya sebesar mg sehingga benda berpindah sejauh h, maka usaha yang dilakukan gaya pada benda adalah : W = F s W = (mg) h Dengan demikian pada ketinggian h, benda mempunyai kemampuan melakukan usaha sebesar `mgh`, atau dikatakan benda tersebut mempunyai energi potensial gravitasi sebesar : Ep = m g h relatif terhadap tanah. mg h

23. Hukum konsenvatif Energi

24. Jenis Gaya • Gaya Konservatif Contoh : Gaya Gravitasi, Gaya Pegas, dll • Gaya non Konservatif Contoh : Gaya Gesek, dll

25. W2 ò W=F.dr = - PE W1 W2 W1 Usaha yang dilakukan oleh Gaya Konservatif Tidak dibergantung kepada lintasan yang diambil W1 = W2 WNET = W1 - W2 = 0 Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif sebanding dengan negatif perubahan energi potensialnya PE = PE2 - PE1 = - W

26. m mg j s  y m Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi • Wg = F∆s= mgscos  = mgy Wg= mgy hanya bergantung pada y !

27. r1 r2 j r r3 Wg = mg y rn Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi Bergantung hanya pada y, bukan pada lintasan yang diambil ! W = W1 + W2 +. . .+ Wn = Fr1+ Fr2+ . . . + Frn = F(r1+ r2+ . . .+ rn) m mg =Fr =F y y

28. Usaha yang dilakukan pada Pegas Pada pegas akan bekerja gaya sbb: F(x) x1 x2 x Posisi awal -kx F= - k x1 F= - k x2

29. F(x) x1 x2 x Ws Pegas (lanjutan…) -kx Energi Potensial Pegas

30. Hukum Kekekalan Energi Mekanik S Energiawal = S Energiakhir . • Berlaku pada sistem yang terisolasi • Proses pengereman ada energi yang berubah menjadi panas (hilang) • Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan • Hanya bentuk energi yang berubah • Contoh: Energi potensial  Energi Kinetik (benda jatuh bebas)

31. m h1 h2 v Gerak Bandul Fisis Pada kasus ini dapat terlihat perubahan antara energi kinetik (KE) dan energi potensial (PE) pada bandul. KE2 + PE2 = KE1 + PE1

32. Jet Coaster KE2 + PE2 = KE1 + PE1 N v v R mg

33. B Lintasan 1 Lintasan 2 A Ff = -kmg D Usaha oleh Gaya Non-Konservatif Bergantung kepada lintasan yang diambil Wlintasan 2 > Wlintasan1. Contoh: Gaya gesek adalah gaya non-konservatif Wf= Ff • D = -kmgD.

34. k d x Gerak pada permukaan kasar Hitunglah x!

35. Hukum Kekekalan Energi Umum Dimana WNCadalah usaha yang dilakukan oleh gaya non konservatif WNC = KE + PE = E E TOT = KE + PE + Eint = 0 Dimana DEintadalah perubahan yang terjadi pada energi internal benda ( perubahan energi panas) dan DEint = -WNC

36. Diagram Energi Potensial F m x U m m x x F x x 0 U U F = -dPE/dx = - {slope} x x 0 0

37. U unstabil netral Stabil x 0 Keseimbangan Kita meletakan suatu balok pada permukan kurva energi potensial: • Jika posisi awal pada titik stabil maka balok tersebut akan bergerak bolak-balik pada posis awalnya • Jika posisi awal pada titik unstabil maka balok tidak akan pernah kembali keadaan semulanya • Jika posisi awal pada titik netral maka balok tersebut akan bergerak jika ada gaya yang bekerja padanya