USAHA DAN ENERGI

USAHA OLEH GAYA KONSTAN

USAHA OLEH GAYA KONSTAN

F cos θ

Usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya didefinisikan�sebagai hasil kali komponen gaya pada arah pergeseran�dengan panjang pergeseran benda.

Usaha oleh gaya F :

Usaha oleh gaya gesek f :

Usaha oleh gaya normal N :

Usaha oleh gaya berat mg :

Usaha total :

Contoh Kasus

USAHA OLEH GAYA YANG BERUBAH (LEBIH UMUM)

Δx

F_x

ΔA

=F_xΔx

ΔW = F_xΔx

x_i

x_f

x_i

x_f

Usaha

Efek Kerja pada Laju Benda

Kerja yang bekerja pada benda akan mengubah laju benda.

Contoh Kasus

Pesawat Bombardier CRJ1000 akan melakukan proses lepas landas. Massa pesawat peserta penumpang dan barang adalah 40.000 kg. Pesawat dilengkapi dengan dua mesin CF34-8C5A1 buatan General Electric dengan gaya gabungan 60,6 k(kilo)N. Saat lepas landas laju pesawat adalah 275 km/s. Berapa kerja yang dilakukan mesin pesawat sejak mulai berlari hingga lepas landas? Berapa kira-kira jarak tempuh di landasan hingga pesawat lepas landas?

ENERGI

Energi: Kemampuan melakukan kerja

JENIS-JENIS ENERGI DALAM GERAK

• Energi mekanik (EM): energi total dari sebuah benda yang berhubungan dengan gerak
• Energi mekanik terdiri dari:
• Energi Kinetik (EK), energi karena gerak benda
• Energi Potensial Gravitasi (EP), karena ketinggian
• Energi Potensial Pegas, karena pegas

Energi Kinetik

Tiga benda bergerak dengan kecepatan berbeda-beda. Tiap benda memiliki energi kinetik masing-masing. Energi kinetik total sama dengan jumlah energi kinetik masing-masing benda.

Energi Dalam Gas

Gas terdiri dari atom-atom atau molekul-molekul yang selalu bergerak. Energi dalam gas adalah jumlah energi kinetik semua atom atau molekul penyusun gas tersebut.

Contoh kasus

USAHA DAN ENERGI KINETIK

USAHA DAN ENERGI KINETIK

Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya untuk menggeser benda�adalah sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut.

Satuan :

SI

cgs

Dapat disimpulkan bahwa:

USAHA DAN ENERGI POT. GRAVITASI

• Jika kita menjatuhkan sebuah benda dari posisi 1 ke 2 sejauh h:

F=mg

h

2

1

Maka menurut definisi usaha:

USAHA DAN ENERGI POT. GRAVITASI

Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya untuk menggeser benda�adalah sama dengan perubahan energi potensial benda tersebut.

Satuan :

SI

cgs

Dapat disimpulkan bahwa:

HUKUM KONSERVASI ENERGI MEKANIK

• Dari dua hubungan usaha dan energi di atas:

• Dengan demikian diperoleh hukum konservasi energi mekanik (EM):

DAYA

Energi yang ditransfer oleh suatu sistem per satuan waktu

Satuan :

watt (W)

1 W = 1 J/s

Contoh Kasus:

Balok 2 kg meluncur pada bidang miring dari titik A tanpa kece-

patan awal menuju titik B. Jika bidang miring 37^o licin dan jarak

AB adalah 5 m, tentukan :

• Usaha yang dilakukan gaya

gravitasi dari A ke B

• Kecepatan balok di B

Usaha yang dilakukan gaya gravitasi adalah

Contoh 1

Pada balok hanya bekerja gaya gravitasi yang termasuk gaya

Konservatif sehingga untuk persoalan di atas berlaku Hukum

Kekal Energi

Contoh 2

Balok m=2 kg bergerak ke kanan dengan laju 4 m/s kemudian menabrak pegas dengan konstanta pegas k.

Jika jarak AB=2m, BC=0,5m dan titik C adalah titik pegas

Tertekan maksimum, tentukan

• kecepatan balok saat manabrak pegas di B
• konstanta pegas k

Penyelesaian :

• Gunakan hukum kekal energi untuk titik A sampai B

karena energi potensial di A dan di B tidak ada U(A)=U(B)=0

maka kecepatan di B sama dengan kecepatan balok di A,

yaitu 4 m/s

• Kecepatan balok di C adalah nol karena di titik C pegas

tertekan maksimum sehingga balok berhenti sesaat

sebelum bergerak kembali ke tempat semula

Gunakan hukum kekekalan energi untuk titik B sampai C

• Sebuah benda bermassa 5 kg meluncur dari atas bidang miring dengan sudut 30^O. Katakanlah bidang miring memiliki panjang 10 meter. Hitunglah kecepatan benda di titik terendah pada bidang miring

Terima Kasih