BAB I PEMBAHASAN
I. Iden dentita itas Buk Buku u 1. Judul Buku 2. Nama ama Pen Pengarang !. "ahun "er#it &. Pe Pener#it (. Jumlah )alaman %. Ba# *ang +ikri kritik
: : : : : :
Fi Fisika 2 Untuk SMA Ir. Marthen Kangi nginan, M.S. 2$$% 'rlangga !% !%& Usaha dan dan 'nergi
II. II. Ring Ringka kasa san n Bab IV Usaha dan Energi A. Usaha Usaha dalam isika han-a dilakukan leh ga-a -ang #eker/a 0ada #enda, dan suatu ga-a
dikatakan melakukan usaha 0ada #enda han-a /ika ga-a terse#ut men-e#a#kan #enda #er0indah. Se#agai nth, Atlet mengerahkan ga-a ttn-a untuk mengangkat #ar#el dari lantai ke atas ke0alan-a, kemudian menahan #ar#el itu se/enak diatas ke0alan-a. +isini ga-a tt atlet dikatakan melakukan usaha ketika mengangkat #ar#el dari lantai ke atas ke0alan-a. Namun, usaha dalam keseharian diartikan se#agai segala sesuatu -ang diker/akan leh manusia. Se#agai nth, )ilda #erusaha sekuat tenaga mendrng m#il temann-a -ang mgk teta0i m#il tidak #ergerak. W = Fx∆x
+imana meru0akan usaha, F meru0akan ga-a searah 0er0indahan dan ∆ meru0akan #esarn-a 0er0indahan. Untuk ga-a 3F4 mem#entuk Ɵ terhada0 0er0indahan ∆, F 5 F s Ɵ. W = Fx∆x !s Ɵ
dengan $ 6 Ɵ 6 17$$ adalah sudut terkeil antara F dan ∆. +alam SI, satuan usaha adalah /ule 3J4, ga-a adalah ne8tn 3N4 dan satuan 0er0indahan adalah meter. " #!u$e = " ne%t!n . &eter
Satu /ule adalah usaha -ang keil. Se#agai nth, usaha untuk melem0arkan #la adalah 2$ J. karena itu, satuan -ang le#ih sering digunakan adalah keli0atan se0uluhn-a. 31 kJ 5 1
1$$$ J 9 1 MJ 5 1$$$$$$ J4. +alam keseharian, sering /uga di/um0ai satuan erg dan kalri dengan " erg = "' () *!u$e dan " ka$!ri = +,- *!u$e
1. Usaha dari raik F; Untuk garik F; 3ga-a terhada0 0sisi4 diketahui atau da0at digam#arkan, usaha -ang dilakukan leh ga-a F untuk #er0indah dari 0sisi a8al 5 1 ke 0sisi akhir 5 2, sama dengan luas raste di #a8ah graik F; dengan #atas 51 sam0ai dengan 5 2. Seara singkat, Usaha = $uas raster di ba%ah graik F(x 2. Usaha leh Ber#agai a-a Artin-a, usaha ttal leh #er#agai ga-a -ang #eker/a 0ada suatu #enda di0erleh dengan ara men/umlahkan seara al/a#ar #iasa. Misalkan usaha -ang dilakukan leh ga-a F1 adalah 1, leh F2 adalah 2, leh ga-a F! adalah ! dan seterusn-a maka usaha ttaln-a adalah Wt!ta$ = W" / W- / W0 / 1
B. Energi 'nergi meru0akan sesuatu -ang di#utuhkan leh #enda agar #enda da0at melakukan usaha. <nthn-a, dak da0at lagi idak da0at lagi m#il -ang keha#isan #ensin 3energi kimia4 tidak da0at lagi #ergerak 3melakukan usaha4.
1. Bentuk dan Sum#er 'nergi 'nergi meru0akan sesuatu -ang di#utuhkan leh #enda agar #enda da0at melakukan usaha. <nthn-a, dak da0at lagi idak da0at lagi m#il -ang keha#isan #ensin 3energi kimia4 tidak da0at lagi #ergerak 3melakukan usaha4. 'nergi da0at hadir dalam #er#agai #entuk, lima #entuk utama energi adalah energi mekanik, energi kalr, energi kimia, energi elektrmagnetik 3listrik, magnet, dan aha-a4, dan energi nuklir. 'nergi da0at #eru#ah #entuk misaln-a 0ada #la lam0u listrik, energi listrik diu#ah men/adi energi aha-a dan energi kalr. Peristi8a 0eru#ahan #entuk energi dise#ut kn=ersi energi, sedangkan alat 0elaku kn=ersi energi dise#ut kn=erter energi. Misaln-a 0ada nth diatas, lam0u adalah kn=erter energi. Sum#er energi di#agi lagi atas dua : sum#er energi tak ter#aharui se0erti sil dan energi nuklir isi dan sum#er energi ter#aharui se0erti energi Matahari, energi angin, energi air dan energi gelm#ang.
2. 'nergi kinetik 'nergi kinetik adalah energi -ang dimiliki #enda karena gerakn-a 3atau kee0atann-a4. Se#agai nth anak 0anah -ang dile0as dari #usurn-a -ang memiliki energi kinetikn-a sehingga anak 0anah da0at melakukan usaha -aitu menana0 0ada target.
2
1
E2 =
2
&3-
Jadi energi kinetik 3'K4 se#anding dengan massa #enda m dan kuadrat kee0atann-a 3= 4. Jika massa dili0atgandakan, energi mekanik meningkat 2 kali li0at. Akan teta0i, /ika kee0atan dili0atgandakan, energi kinetik meningkat & kali li0at. "erema usaha > energi adalah usaha -ang dilakukan leh resultan ga-a -ang #eker/a 0ada suatu #enda sama dengan 0eru#ahan energi kinetik -ang dialami #enda itu, -aitu energi kinetik akhir dikurang dengan energi kinetik a8al. 2
1
Wres = ∆E2 = E2 ak 4 E2 a% = E2 =
2
1
2
&
v2
( E2 =
2
2
&
v1
6a7a +a-a dienisikan se#agai la/u usaha dilakukan atau #esar usaha 0er satuan 8aktu. Jadi, da-a 3P4 dihitung dengan mem#agi usaha 34 dilakukan terhada0 selang 8aktu 3t4 laman-a melakukan usaha. 5.
W
P=
t
Karena usaha 5 ga-a 0er0indahan 3 5 F ∆4, maka 0ersamaan-a da0at dituliskan se#agai #erikut : P
Karena 0er0indahan 3
∆x¿
¿
F ∆ x t
( ) ∆x
= F
t
di#agi selang 8aktu 3t4 sama dengan kee0atan rata;rata P= Fv
+a-a di0erleh dari hasil #agi antara dua #esaran skalar 3usaha dan 8aktu4 sehinggs da-a termasuk #esaran skalar. Ada0un 0esamaan umumn-a digunakan untuk menghitung rata;rata mesin -ang menghasilkan kee0atan tertentu se0erti mesin m#il. 6. Energi P!tensia$ dan 8a7a 2!nser3ati Usaha !$eh ga7a k!nser3ati 1. Usaha leh a-a Berat A0a#ila #enda #ermassa m -ang #erada dekat dengan 0ermukaan #umi akan mengalami ga-a gra=itasi -ang knstan atau sering kita se#ut dengan ga-a #erat untuk mem#edakann-a dengan ga-a gra=itasu Ne8tn -ang se#anding dengan kuadrat /arak dari 0usat. % = &g 3
2. Usaha dengan a-a ra=itasi Ne8tn Untuk #enda -ang /auh dari 0ermukaan Bumi 3h?1$ km4 ga-a gra=itasin-a #er=ariasi dan se#anding denga kuadrat r dari 0usat #umi. W gra3 = 8M&
(
1
r2
−
1
r1
)
!. Usaha leh a-a Pegas Usaha -ang dilakukan leh ga-a 0egas diantara dua tem0at 30sisi4 tertentu tidak #ergantung 0ada /alan 3lintasan4 -ang ditem0uh teta0i han-a #ergantung 0ada 0sisi a8al 3sim0angan 1 dari 0sisi 4 dan 0sisi akhir 3sim0angan 2 dari 0sisi 3kesetim#angan 4
1
W 9egas =
2
2
k:
x2
2
(
x1
;
8a7a k!nser3ati dan
1. 'nergi Ptensial ra=itasi Knstan EP k!ns = &gh dengan h adalah ketinggian diukur dari suatu #idang auan. 2. 'nergi Ptensial ra=itasi Ne8tn EPgra3 =
−GMm r
dengan M 5 massa 0lanet dan m 5 massa #enda. Se#agai #idang auan dari energi 0tensial gra=itasi Ne8tn 3'Pgra=4 -ang di0ilih tem0at dengan /arak dari 0usat 0lanet teramat sangat /auh 3r 5 @ 4, se#a# 0ada tem0at itu −GMm
EPgra3 =
=0
4
!. 'nergi Ptensial 'lastis Pegas 1
EP9egas =
2
kx
2
+isini adalah sim0angan -aitu 0er0indahan -ang diukur dari 0sisi auan 5 $ 3dise#ut /uga se#agai 0sisi keseim#angan 0egas4. Jadi, se#agai auan 'Pelastis 5 $ kita teta0kan 0ada 0sisi 5 $.
Huku& 2ekeka$an Energi Mekanik Jika 0ada suatu sistem han-a #eker/a ga-a;ga-a dalam -ang #ersiat knser=ati 3tidak #eker/a ga-a luar dan ga-a dalam tak knser=ati4, energi mekanik sistem 0ada 0sisi a0a sa/a selalu teta0 3kekal4. Artin-a, energi mekanik sistem 0ada 0sisi akhir sama dengan energi mekanik sistem 0ada 0sisi a8al. EPak / E2 ak = EPa% / E2 a% Hubungan 8a7a 2!nser3ati dengan Huku& 2ekeka$an Energi Mekanik
1. a-a Berat 1
&ghak /
2
1
2
mvak
= &gha% /
2
2
mvaw
2. a-a Pegas 1 2
2
mvak +
1 2
2
kx ak =
1 2
2
mv aw +
1 2
2
kx aw
A9$ikasi 2ekeka$an Energi Mekanik da$a& 2eseharian 1. Buah /atuh #e#as dari 0hn +alam keseharian kita sering melihat, #uah /atuh #e#as dari 0hnn-a. Ketika #uah /atuh #e#as dari 0hn ke tanah, se0erti -ang telah di/elaskan se#elumn-a ter/adi kn=ersi energi dari #entuk energi 0tensial men/adi energi kinetik. 'nergi 0tensial makin #erkurang sedangkan energi kinetik makin #ertam#ah, teta0i energi mekanik adalah knstan di 0sisi mana sa/a 3asalkan ga-a ham#atan udara dia#aikan4. +engan demikian, energi kinetik saat #uah mengenai tanah sama dengan energi 0tensial saat #uah masih menggantung di 0hnn-a.
2. m0at galah Pelm0at akan terlntar ke #a8ah menem0uh lintasan melengkung turun karena energi 0tensial gra=itasin-a diu#ah men/adi energi kinetik. Sesaat se#elum men-entuh tanah, semua energi 0tensial gra=itasi 0elm0at terhada0 tanah -ang dimilikin-a 0ad a ketinggian maksimum telah di u#ah seluruhn-a men/adi energi kinetik. Jika semua ham#atan dan gesekan dia#aikan, energi kimia -ang semula dikerahkan leh 0elm0at -ang #erlari akan sama dengan energi 0tensial gra=itasi 0elm0at di titik tertinggin-a dan /uga sama dengan
5
energi kinetik 0elm0at sesaat se#elum mendarat di tanah. Ini mem#uk tikan #erlakun-a hukum kekekalan energi mekanik.
BAB II 5RI>2 REP>R< A. 2e$ebihan Buku 1. "ia0 #a# dia8ali dengan suatu nth a0likasi dari #a# -ang #ersangkutan untuk menarik minat sis8a. +engan menam0ilkan a0likasi menak/u#kan dari knse0;knse0 tia0 #a#, dihara0kan akan mem#angkitkan antusias dan mti=asi sis8a mem0ela/ari #a# terse#ut. 2. +alam #uku disediakan kegiatan, maksudn-a disini masih #erhu#ungan dengan teks dan le#ih diarahkan 0ada da-a kreasi dan in=asi untuk menggunakan #ahan;#ahan di lingkungan sekitar. +engan melakukan kegiatan ini dihara0kan akan memudahkan sis8a memahami knse0;knse0 isika -ang #erkaitan, mem#angkitkan da-a kreasi dan in=asi serta melatih sis8a untuk #erssialisasi 0ada kegiatan -ang dilakukan #erkelm0k. !. +alam #uku ini disa/ikan #an-ak nth sal. Setia0 nth di#ahas seara ter0erini, diselesaikan langkah demi langkah dan di#eri kmentar. Pada umumn-a, se#elum nth di/a8a# di#erikan strategi untuk mengarahkan sis8a 0ada knse0 utama -ang terkandung dalam sal. "ia0 nth di#eri /udul untuk menlng sis8a memkuskan 0erhatian 0a da knse0 -ang sedang di#ahas, dan /uga mem#antu sis8a ketika ingin mem0ela/ari kem#ali knse0 -ang telah di #ahas. &. +i akhir setia0 su##a# ada #e#era0a 0ertan-aan tentang 0emahaman knse0 seara kualitati. Pertan-aan;0ertan-aan ini dengan mudah da0at di/a8a# dari #aaan teks. Ada 0ula 0ertan-aan;0ertan-aan -ang 0atut sis8a diskusikan dengan teman -ang lain. +engan #er#agau 0ertan-aan terse#ut dihara0kan akan memau sis8a untuk le#ih memahami knse0 isika serta merangsang sis8a untuk #ersika0 kritis. (. am#ar dan ilustrasi -ang disa/ikan di0ilih sedemikan ru0a sehingga mem#antu sis8a memahami #aaan teks, nth;nth, dan sal. +isam0ing itu untuk mengatasi rasa /enuh sis8a mem#aa teks. %. Untuk kasus;kasus tertentu, sis8a terkadang harus menghemat 8aktu dalam men-elesaikan suatu sal, -aitu dengan langsung menggunakan 0ersamaan;0ersamaan atau rumus;rumus tertentu. +alam #uku /uga di#erikan selingan da0at #eru0a se/arah tkh;tkh terkemuka isika temuan terkini dalam #idang teknlgi, interaksi isika dengan disi0lin ilmu lain, 0emeahan masalah;maslah rumit -ang memerlukan teknik tertentu, #eru0a humr isika, #ahkan teka;teki isika.
6
. +isetia0 akhir #a# di#erikan sal;sal latihan. +engan menger/akan sal;sal u/i km0etensi, sis8a akan le#ih memahami knse0;knse0 isika -ang telah di0ela/ari dalam #a#. 7. Pada akhir #e#era0a #a#, di#erikan sal;sal se#agai latihan u/ian akhir semester -ang #erguna #agi si8a 0ada saat akan menghada0i u/ian akhir semester.
B. 2ekurangan Buku 1. +alam setia0 #a# disediakan gam#ar, 0en/elasan gam#ar /uga uku0 /elas. )an-a sa/a 8arna dari gam#ar itu tidak ada, han-a 8arna hitam 0utih sa/a sehingga menim#ulkan ketidaktertarikan sis8a 0ada saat melihat gam#ar.
BAB III PENU
7
6AF
Kanginan, Marthen. 2$$%. Fisika untuk SMA. Jakarta : 'rlangga.
8
