1 / 87

USAHA DAN ENERGI

BAB 8. USAHA DAN ENERGI. F 3. F 1. . . F 1 .cos . F 3 .cos . F 2. USAHA. Usaha yang dilakukan oleh resultan gaya Hasil kali resultan komponen gaya searah dengan perpindahan dengan besar perpindahan yang dihasilkannya. W = ∑ F.d W = ( F 1 .cos  - F 2 - F 3 .cos  ). d.

dexter-bennett
Download Presentation

USAHA DAN ENERGI

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BAB 8 USAHA DAN ENERGI

  2. F3 F1   F1.cos  F3.cos  F2 USAHA • Usaha yang dilakukan oleh resultan gaya • Hasil kali resultan komponen gaya searah dengan perpindahan dengan besar perpindahan yang dihasilkannya. W = ∑F.d W = ( F1.cos  -F2 - F3.cos  ).d d (c)Arif

  3. F1  F1.cos  F2 USAHA • Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan • Hasil kali resultan komponen gaya searah dengan perpindahan dengan besar perpindahan yang dihasilkannya. W = ∑F.d W = ( F1.cos  -F2 ).d d (c)Arif

  4. F  F.cos USAHA • Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan • Hasil kali komponen gaya searah dengan perpindahan dengan besar perpindahan yang dihasilkannya. W = F.d.cos  d (c)Arif

  5. sin  = h/d F1 F2  w.sin  F1.cos  • Usaha yang dilakukan oleh gaya pada bidang miring licin. W = ∑F.d W = ( F1.cos  +F2 - w.sin  ).d d h  (c)Arif

  6. Gaya tidak melakukan usaha • Gaya yang tidak menghasilkan perpin-dahan, tidak melakukan usaha. • Gaya yang searah Normal ( tegak lurus ) terhadap perpindahan, tidak melakukan usaha. F F d d = 0 (c)Arif

  7. F = 1 N Satu joule • Satu joule ( 1 J ) : besar usaha yang dilakukan oleh gaya satu newton untuk memindahkan suatu benda searah gaya sejauh satu meter. d = 1 m (c)Arif

  8. Bentuk-bentuk Energi 1. Energi Matahari (c)Arif

  9. Bentuk-bentuk Energi 2. Energi Cahaya (c)Arif

  10. Bentuk-bentuk Energi 3. Energi Kalor (c)Arif

  11. Bentuk-bentuk Energi 4. Energi Listrik (c)Arif

  12. Bentuk-bentuk Energi 5. Energi Kimia (c)Arif

  13. Bentuk-bentuk Energi 6. Energi Gelombang (c)Arif

  14. Bentuk-bentuk Energi 7. Energi Angin (c)Arif

  15. Bentuk-bentuk Energi 8. Energi Nuklir (c)Arif

  16. Bentuk-bentuk Energi 9. Energi Bunyi (c)Arif

  17. Bentuk-bentuk Energi 10. Energi Potensial (c)Arif

  18. Bentuk-bentuk Energi 11. Energi Kinetik (c)Arif

  19. Bentuk-bentuk Energi 12. Energi Mekanik (c)Arif

  20. Energi Potensial Gravitasi • Energi yang dimiliki benda karena kedudukannya. Ep = m.g.h Ep = energi potensial ( joule ) m = massa benda ( kg ) g = percepatan gravitasi ( 9,8 m/s² ) h = ketinggian benda dari acuan ( m ) m g h Acuan (c)Arif

  21. Perubahan Energi Potensial Gravitasi • Perubahan energi potensial benda di dua kedudukan yang berbeda. ∆Ep = m.g.h2 – m.g.h1 ∆Ep = energi potensial ( joule ) m = massa benda ( kg ) g = percepatan gravitasi ( m/s² ) h = ketinggian benda dari acuan ( m ) h2 h1 Acuan (c)Arif

  22. v Energi Kinetik • Energi yang dimiliki benda karena gerakannya. Ek = ½ m.v² Ek = energi kinetik ( joule ) m = massa benda ( kg ) v = kecepatan benda ( m/s ) (c)Arif

  23. N F fg w Gaya gesek kinetik balok terhadap bidang • Berat balok  w = m.g • Gaya normal  N = w = m.g • Gaya gesek kinetik  fg = k.N = k.m.g m (c)Arif

  24. v1 v2 F m fg d Usaha=Perubahan Energi Kinetik • Usaha yang dilakukan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik. W = ∑F.d W = ∆Ek = Ek2 - Ek1 = ½ m(v2²-v1²) (c)Arif

  25. v1 v2 F m fg d Usaha=Perubahan Energi Kinetik Berdasarkan peristiwa ini, persamaannya adalah : W = ∆Ek ( F – fg )d = ½ m(v2²-v1²) (c)Arif

  26. Energi Mekanik • Energi mekanik merupakan jumlah energi potensial dengan energi kinetik. Em = Ep + Ek (c)Arif

  27. Hukum Kekekalan Energi Mekanik • Pada sistem yang terisolasi ( hanya gaya berat yang mempengaruhi benda ) selalu berlaku energi mekanik konstan. • Em = konstan Em1 = Em2 atau m.g.h1 + ½ m.v1² = m.g.h2 +½ m. v2² 1 g h1 2 h2 (c)Arif

  28. fa w Energi yang hilang • Pada sistem benda yang tidak terisolasi ( karena terdapat gaya selain gaya berat yang mempengaruhi benda ) selalu kehilangan energi. • Besarnya energi yang hilang adalah : Eh = ∆Em = Em2 – Em1atau Eh = (m.g.h2 + ½ m.v2²) – (m.g.h1 +½ m. v1²) Eh = fa.(h2 - h1) 1 g h1 2 h2 Catatan : fa  gaya gesek udara (c)Arif

  29. Daya • Daya merupakan kelajuan benda melakukan usaha atau besarnya usaha per satuan waktu. W P = t Catatan P = daya ( watt ) W= usaha atau energi ( joule ) t = waktu berlangsungnya usaha (s) (c)Arif

  30. v F ☻ ☻ Daya mesin yang bergerak konstan • Daya mesin yang bergerak dengan kecepatan tetap adalah : P = F.v Keterangan : P = daya ( watt ) F = gaya yang dilakukan mesin ( N ) v = kelajuan konstan mesin ( m/s ) (c)Arif

  31. Efisiensi Pengubah Energi • Efisiensi atau daya guna sebuah mesin adalah hasil bagi antara daya keluaran dan daya masukan dikalikan dengan seratus persen. daya keluaran  = x 100 % daya masukan • Catatan : 1 hp ( horse power ) = 746 watt (c)Arif

  32. Latihan soal no.6, hal.68 6.Sebuah benda dengan massa 5 kg meluncur pada bidang miring licin yang membentuk sudut 60º terhadap horizontal. Jika benda bergeser sejauh 5 meter, berapa usaha yang dilakukan oleh gaya berat ( g = 10 m/s²) (c)Arif

  33. Penyelesaian soal no.6, hal.68 • Dik : m = 5 kg,  = 60º, d = 5 m, g = 10 m/s² • Dit : W…? • Jwb : • W = F.d • W = m.g.sin 60º.d • W = 5.10.½√3.5 • W = 125√3 joule d w.sin  60º w = m.g 60º (c)Arif

  34. Latihan soal no.8, hal.68 8.Seorang anak mendorong sebuah gerobak mainan bermassa 5 kg dari keadaan diam pada permukaan datar licin dengan gaya F = 5 N, dalam arah sudut  ( sin = 0,6 ), lihat gambar. Hitung usaha yang dilakukan anak dalam selang waktu 5 sekon ? ( g = 10 m/s²)  F (c)Arif

  35. Penyelesaian soal no.8, hal.68 • Dik : m = 5 kg, sin  = 0,6, F = 5 N,g =10 m/s² • Dit : W…? • Jwb : a = Fx/m = F.cos /m = 5.0,8/5 = 0,8 m/s² • d = ½ a t² = ½.0,8.5² = 10 meter • W = Fx.d = F.cos .d • W = 5.0,8.10 • W =40 joule Fx = F.cos  x  W = Fx.d ∑F = m.a F d = ½ a.t² (c)Arif

  36. Latihan soal no.10, hal.68 • Grafik perpindahan sepanjang sumbu-x dan gaya yang bekerja pada benda dtunjukkan pada gambar berikut ini. Hitung usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada selang : a. 0 ≤ x ≤ 3 m b. 3 ≤ x ≤ 5 m c. 0 ≤ x ≤ 6 m F(N) 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 x(m) (c)Arif

  37. Penyelesaian soal no.10, hal.68 • Dik : Lihat grafik ! • Dit : a. W utk 0 ≤ x ≤ 3 m …? b. W utk 3 ≤ x ≤ 5 m …? c. W utk 0 ≤ x ≤ 6 m …? Jwb : Usaha dapat diperoleh dengan menghitung luas daerah yang diarsir F(N) 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 0 x(m) (c)Arif

  38. Penyelesaian soal no.10, hal.68 • Lanjutan … • Jwb : a. W1 = ½ 5.3 = 7,5 joule b. W2 = ½ (5-3).(-3⅓) = -3⅓ joule c. W3 = 3.(6-5) = 3 joule W total = 7,5 - 3⅓ + 3 = 7,83 J F(N) 5 4 3 2 W3 W1 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 x(m) -1 W2 -2 (c)Arif -3

  39. Latihan soal no.12, hal.69 12 Pada sebuah benda bermassa 4 kg dikerjakan gaya 90 N searah bidang miring (lihat gambar) Benda itu berpindah sejauh 20 m ke atas. Jika bidang miring diandaikan licin, hitung usaha total yang dilakukan oleh resultan gaya yang bekerja pada benda itu. m F = 90 N 30º (c)Arif

  40. Penyelesaian soal no.12, hal.69 • Dik : m = 4 kg,  = 30º, F = 90 N, d = 20 m, g =10 m/s² • Dit : W…? • Jwb : W = ∑F.d W = (F2 – m.g.sin 30º ).d W = ( 90 – 4.10.½ ).20 W = 1400 joule d =20 m F2 m.g.sin   = 30º 30º (c)Arif w = m.g

  41. Latihan soal no.14, hal.69 14.Sebuah buku 2 kg diangkat dari lantai ke sebuah rak buku 2,1 m di atas lantai. a. Berapa energi potensial buku terhadap lantai ? b. Berapa energi potensial buku terhadap kepala orang yang tingginya 1,65 m ? (c)Arif

  42. Penyelesaian soal no.14, hal.69 • Dik : m = 2 kg, h1= 2,1m, h2 = ( 2,1 – 1,65 ) m, g =10 m/s² • Dit : a. Ep1…? dan b.Ep2…? • Jwb : Ep = m.g.h Ep1 = m.g.h1 = 2.10.2,1 Ep1 = 42 joule Ep2 = m.g.h2 = 2.10.0,45 Ep2 = 9 joule 0,45 m 2,1 m 1,65 m (c)Arif

  43. Latihan soal no.16, hal.69 16. Hitung perubahan energi potensial ketika sebuah buku bermassa 1,25 kg dipindahkan dari lantai ke meja yang tingginya 0,8 meter ! Berapa perubahan energi potensial jika buku tersebut kemudian dijatuhkan dari meja ke lantai ? meja 0,8 m Lantai (c)Arif

  44. Penyelesaian soal no.16, hal.69 • Dik : m = 1,25 kg, h1= 0 m, h2 = 0,8 m, g =10 m/s² • Dit : a. ∆Ep1…? dan b.∆Ep2…? • Jwb : ∆Ep = m.g.h2 – m.g.h1 ∆Ep1 = m.g.h2 - m.g.h1 ∆Ep1 = 1,25.10.0,8 - 0 ∆Ep1 = 10 joule ∆Ep2 = m.g.h2 - m.g.h1 ∆Ep2 = 0 - 1,25.10.0,8 ∆Ep2 = -10 joule meja 0,8 m Lantai meja 0,8 m Lantai (c)Arif

  45. 7m 8m 10 m Tanah Latihan soal no.18, hal.69 18. Hitung perubahan energi potensial buah kelapa bermassa 2 kg yang berada 10 m di atas tanah, antara acuan 3 m di atas tanah dengan 2 m di atas tanah ? (c)Arif

  46. h1 =7m 10 m h2=8m Tanah Penyelesaian soal no.18, hal.69 • Dik : m = 2 kg, h2= 8 m, h1 = 7 m, g =10 m/s² • Dit : a. ∆Ep…? • Jwb : ∆Ep = m.g.h2 – m.g.h1 ∆Ep = m.g.h2 - m.g.h1 ∆Ep = 2.10.8 – 2.10.7 ∆Ep = 20 joule (c)Arif

  47. Latihan soal no.20, hal.69 20. Berapa energi kinetik seekor nyamuk bermassa 0,75 mg yang sedang terbang dengan kelajuan 40 cm/s ? (c)Arif

  48. Penyelesaian soal no.20, hal.69 • Dik : m = 7,5.10-7 kg, v = 0,4 m/s • Dit : a. Ek…? • Jwb : Ek = ½ m.v² • Ek = ½ . 7,5.10-7 . 0,4² • Ek = 60 nJ ( nano joule ) • Catatan : 1 joule = 10-9 nanojoule (c)Arif

  49. Latihan soal no.22, hal.69 22. Mobil pertama bermassa dua kali mobil kedua, tetapi energi kinetiknya hanya setengah kali mobil kedua. Ketika kedua mobil menambah kelajuannya dengan 5 m/s, energi kinetik keduanya menjadi sama. Berapa kelajuan awal kedua mobil tersebut ? (c)Arif

  50. Penyelesaian soal no.22, hal.69 • Dik : m1 = 2m2, Ek1 = ½ Ek2, v’1 = ( v1 + 5) dan v’2 = ( v2 + 5 ) m/s dan Ek’1 = Ek’2 • Dit : v1 … ? dan v2 … ? • Jwb : Ek = ½ m.v² • Ek1 = ½ . 2m2 . v1² • Ek2 = ½ . m2 . v2² Ek1 = ½ . Ek2 ½ . 2m2 . v1²= ½.½ . m2 . v2² v2 = 2v1 (c)Arif

More Related