310 likes | 619 Views
U SAHA dan ENERGI. KELAS XI SEMESTER 1. U SAHA dan ENERGI. KELAS XI SEMESTER 1. Usaha dan energi. STANDAR KOMPETENSI 1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik. KOMPETENSI DASAR:
E N D
USAHA dan ENERGI KELAS XI SEMESTER 1
USAHA dan ENERGI KELAS XI SEMESTER 1 Usaha dan energi
STANDAR KOMPETENSI 1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik KOMPETENSI DASAR: 1.5 Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan hukum kekekalan energi mekanik INDIKATOR 1. Menguraikan hubungan antara usaha, gaya, dan perpindahan 2. Menghitung besar energi potensial (gravitasi dan pegas) dan energi kinetik 3. Menerapkan hubungan antara usaha dan energi kinetik 4. Menerapkan hubungan antara usaha dengan energi potensial 5. Menganalisis bentuk hukum kekekalan energi mekanik Usaha dan energi
Mengapa mobil jeep ini mampu menarik sebuah beban yang sangat berat ??? karena adanya usaha. Apa yang dimaksud dengan usaha ?
DEFINISI Usaha adalahhasil kali antaragayakonstan F denganperpindahan s. Keterangan : F = gaya (N) s = perpindahan yang dilakukan (m) = sudut yang dibentukolehgayadanperpindahan.(0) Satuan SI darikerja: newton.meter = joule (J)
Kebanyakanorangmengharapkanhasilketikaiamelakukankerja. TetapidalamFisika, hasildiperolehketikaresultangayamelakukankerjapadasuatubenda. Hasiltersebutmerupakanperubahanenergikinetikdaribendatersebut.
ENERGI KINETIK Definisi Energikinetikdarisuatubendadenganmassamdanlajuv, diberikanoleh: Satuan SI dariEnergiKinetikadalah: joule (J)
TEOREMA USAHA-ENERGI Ketikaresultangayamelakukankerja W padasuatubenda, energikinetikdaribendatersebutberubahdarikeadaanawal EK0kekeadaanakhirKEf, Perbedaanantarakeduanilaiinisamadengankerja yang dilakukan:
ENERGI POTENSIAL GRAVITASI Definisi EnergiPotensialGravitasi (EP) adalahenergi yang dipunyaiolehbendadenganmassam yang bergantungpadaposisirelatifterhadappermukaanbumi. Posisibendatersebutdiukurpadaketinggianh yang relatifterhadapsuatutitikacuan:
Konsepdarikerjadanteoremakerja-energitelahmemberikankesimpulanbahwasuatubendadapatmempunyaiduajenisenergi: energikinetikdanenergipotensialgravitasi. Jumlahandarikeduajenisenergiinidikenaldenganenergimekanik total E, sehingga: E = EK + EP Teoremakerja-energidapatdituliskandalambentukenergimekanik total: Wnc = Ef – E0 ENERGI MEKANIK TOTAL
KekekalanEnergiMekanik Jikatidakadakerja yang dilakukanolehgaya non-konservatif, atauWnc = 0, maka Ef = E0 (½mvf2 + mghf) = (½mv02 + mgh0) Atauenergimekanik total bernilaikonstansepanjanglintasanantaratitikawaldanakhir, atautidakadaperubahandarinilaiawalnyaE0.
Contoh: Roller Coaster Raksasa Satudari yang tercepatdiantara roller coaster diduniaadalah Magnum XL-200 di Cedar Point Park in Sandusky, Ohio (sepertigambar). Keretaseakan-akanjatuhdariketinggian 59,4 m. Asumsikanbahwa coaster inimemilikikecepatan yang mendekatinolketikaberadadipuncak. Abaikangesekandantentukankecepatankeretatepatketikaberadadibawah.
PENYELESAIAN Gaya normal tegaklurusarahgeraksehinggatidakadakerja yang dilakukan. Gesekandiabaikan, sehinggaWnc = 0 J. Gunakanhukumkekekalanenergimekanik, sehingga:
DAYA Definisi Daya rata-rata adalah rata-rata perubahan dari kerja W yang dilakukan dan diperoleh dengan membagi W dengan waktu yang diperlukan untuk melakukan kerja tersebut. Satuan SI untuk Daya adalah joule/detik = watt (W)
BENTUK LAIN DARI DAYA Daya dapat pula didefinisikan sebagai perubahan dari energi dibagi dengan waktu. Karena kerja, energi dan waktu merupakan besaran skalar, maka daya juga merupakan besaran skalar. Karena W = Fs maka daya rata-rata juga dapat dituliskan sebagai berikut:
LATIHAN SOAL 1. Usaha yang dilakukanolehgayasebesar 50 N sewaktumenarikbebansepertigambarpadasudut 45ºsejauh 10 m adalah … (J) • 100 • 150√2 • 200 √2 • 250 √2 • 500
JAWABAN : BENAR Penyelesaian : D W = F x s cosθ = 50 x 15 cos 450 = 250 √2 SOAL SELANJUTNYA …
JAWABAN : SALAH Silakan coba lagi…
2. ANGKAT BEBAN Atletangkatberatsedangmengangkatbarbeldenganberat 710 N. Padagambarbiamengangkatbebansejauh 0,65 m diatasdadanya. Padagambarciamenurunkannyadednganjarak yang sama. Bebandinaikkandanditurunkandengankecepatan yang sama. Besarusaha yang dilakukanpadabarbelketikadiangkatadalah … • 460 J • - 460 J • 300 J • -350 J • 280 J
Penyelesaian : A Barbeldiangkatdanditurunkandengankecepatan yang sama, sehinggakondisinyaadalahsetimbang. Konsekwensinya, gayaF yang dikerjakanolehatletharuslahseim-bang denganberatdaribarbeltersebut, sehinggaF = 710 N Kerjaketikabebandinaikkan: JAWABAN : BENAR
JAWABAN : SALAH Silakan coba lagi…
3. Berdasarkan soal no. 2 besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika diangkat adalah … • 460 J • - 460 J • 300 J • -350 J • 280 J
Penyelesaian : B Barbeldiangkatdanditurunkandengankecepatan yang sama, sehinggakondisinyaadalahsetimbang. Konsekwensinya, gayaF yang dikerjakanolehatletharuslahseim-bang denganberatdaribarbeltersebut, sehinggaF = 710 N Kerjaketikabebanditurunkanadalah … JAWABAN : BENAR
JAWABAN : SALAH Silakan coba lagi…
REFERENSI 1. Ekowati, Evelyn. 2007. Fisikauntuk SMA kelas XI Program IlmuAlam. Surakarta : Penerbit CV. Haka MJ. 2. Kanginan, Martin. 2007. Fisikauntuk SMA Kelas XI Semester 1. Jakarta : PenerbitErlangga 3. Kanginan, Martin. 2007. Seribu Pena untuk SMA Kelas XI. Jakarta : PenerbitErlangga 4. http://www.google.co.id/imglanding?q=gambar usahadanenergi.
PENYUSUN Nama : Novita Pratama, s. Pd Instansi : Sma Negeri 2 arga makmur Website : www. Sman2arma.com EDITOR Nama : Nur Samsudin, S. Pd.Fis. Email : samfispbg@yahoo.com