Sahabat Edukasi, dalam pembahasan kali ini kita akan mempelajari materi tentang pengertian usaha, daya dan energi.
1. Pengertian Usaha
Usaha adalah suatu kegiatan untuk mencapai kegiatan tertentu. Untuk mengetahui berapa besarnya usaha, maka perlu adanya bantuan rumus. Besarnya rumus usaha yaitu:
W = F x s
dimana:
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Sebagai contoh soal tentang usaha adalah sebagai berikut:
Seseorang mendorong benda dengan gaya sebesar 450 N. Apabila benda tersebut bergeser sejauh 20 meter, maka berapa besarnya usaha yang dilakukan?
W = ?
F = 450 N
s = 20 m
Jawab:
W = F x s
W = 450 x 20
W = 9.000 J
Jenis- jenis Usaha
A. Usaha Positif
Pengertian usaha positif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak searah dengan gaya.
W = F x s
Untuk contoh gambar usaha positif adalah sebagai berikut:
Contoh Usaha Positif
B. Usaha Negatif
Pengertian Usaha Negatif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak berlawanan dengan arah gaya tersebut.
W = -F x s
Untuk contoh gambar usaha negatif adalah sebagai berikut:
Keterangan = fg adalah gaya gesekan
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek (fg) pada suatu benda disebut sebagai usaha negatif.
C. Usaha Nol
Pengertian usaha nol adalah usaha yang terjadi apabila arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan. Besarnya usaha yang dilakukan adalah nol.
W = 0
Sebagai contoh adalah seseorang membawa benda dengan menggunakan tangan, ini berarti bahwa arah gaya untuk menahan benda adalah ke atas, kemudian orang tersebut berjalan ke depan berarti arah gaya adalah tegak lurus arah gerak.
2. Pengertian Energi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan suatu usaha. Kapan suatu benda mempunyai energi? Suatu benda dikatakan memiliki energi apabila benda tersebut dapat menghasilkan gaya yang bisa melakukan kerja, sebagai contoh adalah air yang mengalir mempunyai energi, hal ini karena air yang mengalir tersebut bisa menghanyutkan apa saja yang dilewatinya.
Bentuk Energi dalam Mekanika
a. Energi Kinetik (EK)
Pengertian energi kinetik adalah energi yang timbul karena suatu benda bergerak. Kita dapat menghitung besarnya energi kinetik denga rumus sebagai berikut:
EK = ½ MV²
Di mana, EK adalah energi kinetik (J), m adalah massa benda (kg), dan v adalah kecepatan benda (m/s).
Contoh soal energi kinetik : sebuah truk yang mempunyai massa 1.000 Kg melaju dengan kecepatan 60 m/s. Berapa besarnya energi kinetiknya?
Jawab:
m = 1.000 Kg
v = 60 m/s
EK = ?
EK = ½ MV²
EK = ½ x 1.000 x 60²
EK = ½ x 3.600.000
EK = 1.800.000 J
b. Energi Potensial
Pengertian energi potensial adalah energi yang timbul karena letaknya. Untuk menghitung besarnya energi potensial adalah dengan menggunakan rumus berikut ini:
EP = m.g.h
dimana :
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = tingg benda (m)
Contoh soal energi potensial adalah sebagai berikut:,
Suatu benda dengan ketinggian 5 m mempunyai massa 20 kg, apabila percepatan gravitasinya adalah 10 m/s2, maka hitunglah energi potensial benda tersebut?
diketahui bahwa m=20kg, g=10m/s², h=5m
EP = m.g.h
EP = 20.10.5
EP = 1.000 J
c. Energi Mekanik
Pengertian energi mekanik adalah gabungan antara energi potensial dan energi kinetik yang nilainya adalah selalu konstan.
Untuk mengukur besarnya energi mekanik adalah dengan rumus berikut ini
EM = EP + EK
Hukum Kekelan Energi
Energi tidak bisa diciptakan dan juga tidak bisa diciptkan, namun bisa dirubah menjadi bentuk energi yang lainnya. Jumlah energi mula-mula adalah sama dengan jumah energi setelah terjadi perubahan energi. Rumus yang dipakai adalah sebagai berikut :
EP1 + EK1 = EP2 + EK2
Pengertian konversi energi adalah berubahnya bentuk energi dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lainnya.
Contoh-contoh konversi energi:
- kipas angin yaitu merubah energi listrik menjadi energi gerak;
- radio yaitu merubah energi listrik menjadi energi bunyi;
- kompor yaitu merubah energi kimia menjadi energi panas;
- lampu yaitu merubah energi listrik menjadi energi cahaya;
- orang yang sedang beraktivitas yaitu merubah energi kimia menjadi energi gerak.
Alat yang digunakan untuk merubah energi:
- generator dan dinamo, adalah merubah energi gerak menjadi energi listrik;
- senter, adalah merubah energi kmia menjadi energi cahaya;
- mesin uap yaitu merubh energi panas menjadi energi kinetik;
- aki, adalah merubah energi kimia menjadi energi listrik;
- sel surya, adalah merubah energi matahari menjadi energi listrik.
Sumber energi yaitu
1. sumber energi yang dapat diperbaharui yaitu sumber energi yang tidaka akan habis jika dikelola dengan baik, misalnya air.
2. sumber energi tidak dapat diperbaharui yaitu sumber energi yang mempunyai jumlah yang terbatas, misalnya minyak bumi, gas bumi, panas bumi.
Energi Nuklir
Pengertian energi nuklir adalah perubahan dari suatu atom menjadi atom yang lain, namun perubahan tersebut disertai dengan energi yang besar.
Reaksi nuklir dibedakan menjadi 2 macam yaitu reaksi fisi dan reaksi fusi. Pengertian reaksi fisi adalah pembelahan atom besar menjadi atom-atom kecil, sebagai contoh adalah ledakan bom atom di nagasaki dan herosima. Sedangkan pengertian reaksi fusi adalah penggabungan atom-atom kecil menjadi atom-atom besar, sebagai contoh energi yang dipancarkan oleh sinar matahari. Pemanfaatan energi nuklir adalah sebagai PLTN (Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir).
3. Pengertian Daya
Pengertian daya adalah usaha yang dilakukan benda untuk setiap sekon. Daya (lambangnya P) dihitung dengan membagi usaha (W) yang dilakukan terhadap selang waktu (t) lamanya melakukan usaha.
Rumus daya
Keterangan:
P = Daya (J/s atau Watt )
W = Usaha (Joule [ J ] )
t = Waktu (sekon [ s ] )
Contoh soal tentang daya sebagai berikut:
Seseorang mempunyai massa 50 Kg melakukan perpindahan ke tempat yang lebih tinggi 10 m selama 1 menit. Berapa daya anak tersebut.
diketahui:
m = 50 kg, h = 10 m, t = 1 menit=60 s, P =?
sebelumnya kita harus mengetahui W terlebih dahulu, masih ingatkan rumus w = m.g.h kan?
w=50.10.10
w=5.000 J
P = W/t
P = 5.000/60
P = 83,33 W
0 Komentar