Materi Energi, Usaha, dan Daya dikhususkan bagi siswa siswi yang ingin memperdalam fisika dan meningkatkan akademisnya. Pak Pris dengan senang hati membantu siswa siswi Indonesia meraih tingkat ak...
Full description
scgdefhfghFull description
Modul Bimbel Gratis Kelas 12 SMA Fisika Usaha Dan EnergiFull description
dasar dari hukum - hukum fisika dasarFull description
materi fisika sma kelas 11 semester 2Deskripsi lengkap
berikut adalah rpp usaha dan energiFull description
ARTIKEL PENERAPAN USAHA DAN ENERGI FISIKA KELAS XI
Oleh : Ivan Sukma Hanindria XI-MIPA-2/18 SMA Negeri 7 Surakarta
BAB I PENDAHULUAN A.
B. a. b. c. C.
LATAR BELAKANG Beberapa masalah terkadang lebih sulit dari apa yang terlihat. Seperti anda mencoba untuk mencari laju anak panah yang baru dilepaskan dari anak busurnya. Anada menggunakan hukum Newton dan segala teknik penyelesaian soal yang pernah kita pelajari. Lalu kamu menemukan kesulitan.setelah pemanah melepaskan anak panah, tali busur memberi gaya yang berubah-ubah yang bergantung pada posisi busur. Akibatnya metode sederhana yang kita pelajari tidak cukup untuk menghitungn lajunya. Jangan takut,karena masih ada metode lain untuk menyelesaikan masalah tersebut. Metode baru yang akan kita lihat itu menggunakan ide kerja dan energi. Kita akan menggunakan konsep energi untuk mempelajari rentang fenomena fisik yangsangat luas. Kita akan mengembangkan konsep kerja dan energi kinetik untuk memahamikonsep umum mengenai energi dan kita akan melihat bagaimana bagaima na kekekalan kekekalan energi energi muncul. Sebelum kita mengetahui latar belakang pembahasan Impuls dan Momentum Linear maka terlebih dahulu kita pahami apa yang dimaksud dengan Impuls dan Momentum Linear. Impuls adalah besaran vektor yang arahya sejajar dengan arah gaya dan Menyebabkan perubahan momentum dan Momentum Linear adalah momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus Pernahkah menyaksikan tabrakan antara dua kendaraan di jalan. apa yang terjadi ketika dua kendaraan bertabrakan. bertabraka n. kondisi mobil atau sepeda motor mungkin hancur berantak berantakan. an. Kalau kita tinjau dari ilmu fisika, fatal atau tidaknya tabrakan antara kedua kendaraan ditentukan oleh momentum kendaraan tersebut. Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum sudut. Kadangkadang momentum linear disingkat momentum. RUMUSAN MASALAH Apa yang dimaksud dengan usaha DAN ENERGI? Apa yang yang dimaksud dimaksud dengan energi? energi? Apa saja aplikasi usaha dan energi dalam ke hidupan sehari hari ? TUJUAN Makalah ini dimaksudkan untuk dapat membantu meningkatkan pemahaman mengenaiaplikasi usaha dan energi dalam kehidupan sehari-hari sehingga akan memungkinkan kitadapat lebih mengerti bahwa pelajaran pelajaran fisika fisika itu bisa di aplikasikan aplikasikan dalam dalam kehidupan kehidupan sehari-hari. sehari-hari.
BAB II PEMBAHASAN 2.1. Usaha dan Energi A. USAHA 1. PENGERTIAN USAHA Dalam kehidupan sehari-hari, pengertian usaha identik dengan kemampuan untuk meraih sesuatu. Misalnya, usaha untuk bisa naik kelas atau usaha untuk mendapatkan nilai yang besar. Namun, apakah pengertian usaha menurut ilmuFisika? Ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.
Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut: W = F s dengan: W = usaha (J) F = gaya (N) s = perpindahan (m)
Usaha memiliki satuan yang sama dengan energi, yaitu joule. Dengan ketentuan bahwa 1 joule sama dengan besar usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 N dengan perpindahan 1 m. Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal? Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut: F = m g Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut. W=Fs W = m g h dengan: W = usaha (J) m = massa (kg) g = percepatan gravitasi (N/kg) h = perpindahan atau ketinggian (m) Dari persamaan rumus usaha, dapat dikatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh suatu gaya: a. Berbanding lurus dengan besarnya gaya,
b. Berbanding lurus dengan perpindahan benda, c. Bergantung pada sudut antara arah gaya dan perpindahan benda. Jadi, usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. 2. Usaha oleh Resultan Gaya Tetap Usaha yang dilakukan oleh gaya tetap F adalah W = F.s, hal itu setara dengan luas bidang segi empat yang dinaungi kurva/garis F. Pada grafik tersebut tampak bahwa W = Luas bidang. Usaha dapat bernilai nol bila salah satu atau kedua variabelnya yaitu resultan gaya dan perpindahan bernilai nol. Sebagai contoh , orang yang mendorong almari yang sangat berat, tidak melakukan usaha bila almari tidak bergeser, sekuat apapun Ia mendorong.Orang yang mendorong benda yang terlalu berat hingga tidak ada perpindahan benda yang didorong,dinyatakan bahwa usaha W = 0. Demikian pula pada orang yang mendorong tembok,karena tidak ada perpindahan atau s = 0 maka dapat dikatakan bahwa usaha W = 0.Usaha juga dapat bernilai nol pada kasus bend a yang bergerak lurus beraturan (GLB).Misalnya sebuah kereta ekspres pada rentang waktu tertentu mempertahankan kecepatannya dengan kelajuan konstan (v = tetap). Walaupun kereta itu berpindah menempuh jarak tertentu dikatakan tidak
melakukan usaha (W =0) karena resltan gaya nol (∑ F = 0). Usaha juga dapat bernilai nol apabila tidak ada gaya bekerja pada arah perpindahan. Misalnya, seorang atlet angkat besi yang sedang mengangkat beban, karena s = 0 maka dikatakan usaha yang dilakukan nol (W = 0).Seorang pedagang asongan di terminal bus yang berjalan sambil mengangkat barang dagangan dalam kotak, dikatakan W = 0 , karena walaupun perpindahan kotak ada,pedagang asongan menjinjing kotak berisi dagangannya, pada arah perpindahan kotak dinyatakan bahwa usaha W = 0 namun ∑ F yang searah perpindahan kotak bernilai 0,artinya hanya berlaku gaya berat ke bawah yang tidak memiliki proyeksi gaya searah perpindahan kotak.
· · ·
a. b.
Aplikasi Usaha Dalam Kehidupan Mendorong rumah usaha yang sia-sia. Nilai W = 0 N Mendorong mobil mogok, menarik gerobak, memukul orang W ada nilainya. Katrol menggunakan keuntungan mekanis (KM)
Usaha yang dilakuakn oleh gaya tetap ( besar maupun arahnya ) didefenisikan seba gai hasil perkalian antara perpindahan titik tangkapnya dengan komponen gaya pada arah perpindahan tersebut. Contoh : Seseorang menarik kotak pada bidang datar dengan tali membentuk sudut terhadap horizontal Gaya F membentuk sudut terhadap perpindahan Contoh diatas menunjukkan gaya tarik pada sebuah benda yang terletak pada bidang horizontal hingga benda beerpindah sejauh s sepanjang bidang. Jika gaya tarik tersebut dinyatakan dengan F(contoh(b)) maka gaya F yang membentuk sudut terhadap arah perpindahan benda. Berapa usaha yang dilakukan oleh gaya F pada benda? Vektor gaya F diuraian menjadi dua komponen yang saling tegak lurus. Salah satu komponen s earah dengan perpindahan benda dan komponen yang lain tegak lurus dengan arah perpindahan benda. Besar masingmasing komponen adalah F cos dan F sin .Dalam hal ini yang melakukan usaha adalah : W = ( F cos ) Contoh soal : Seorang anak menarik sebuah kereta mainan dengan gaya tetap, 40 N.
a. b.
Tentukan : Besar usaha yang dilakukan anak itu jika arah gaya yang membentu sudut 37 sejauh 5 m; Besar usaha yang dilakukan anak itu selama 5 sekon. Jika benda bermassa 8 kg dan = 0! Penyelesaian : Diketahui : F = 40 N Ditanya : W =…? Jawab : a. Tan 37 = 0,75 cos 37 = 0,8 W = F.s.cos = 40.5.cos 37 = 200 x 0,8 = 160 J b. V0 = 0; m = 8 kg t = tAB = 5 s ; = 0 Gaya mendatar sehingga = 0 a = = 40/8 = 5 m/s2 s = v0t + 1/2at 2 s = 0 + 1/2 x 5 x 5 2 = 62,5 m. W = F s cos = 40 x 62,5 cos 0 0 = 2500 J 3. USAHA OLEH RESULTAN GAYA TIDAK TETAP Salah satu contoh gaya tidak konstan adalah gaya pegas. Besar gaya pegas selalu berubah sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada suatu benda tidak dapat dihitung menggunakan rumus usaha yang dilakukan oleh gaya konstan. Jika pegas diregangkan, semakin panjang pegas, gaya yang diperlukan juga semakin besar. Demikian juga sebaliknya, semakin ditekan, gaya ketika pegas semakin pendek, gaya yang diperlukan semakin besar. Selama pegas ditekan atau diregangkan, gaya pegas berubah dari 0 (x = 0) hingga maksimum (F = k x) maka gaya pegas dihitung menggunakan rata-rata. Besar gaya pegas rata-rata adalah : F = ½ (0 + kx) = ½ k x Usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada suatu benda adalah : W = F x = ½ k x2 Keterangan : W = usaha (satuan Joule) x = pertambahan panjang pegas (satuan meter) F = gaya pegas (satuan Newton)