PPT Usaha dan Energi usaha dan energi

(1)

(2)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

(3)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

Usaha dan energi

KOMPETENSI DASAR:

1.5 Menganalisis hubungan antara usaha,

perubahan energi dengan hukum kekekalan energi mekanik

INDIKATOR

1. Menguraikan hubungan antara usaha, gaya, dan perpindahan

2. Menghitung besar energi potensial (gravitasi dan pegas) dan energi kinetik

3. Menerapkan hubungan antara usaha dan energi kinetik

4. Menerapkan hubungan antara usaha dengan energi potensial

5. Menganalisis bentuk hukum kekekalan energi mekanik

STANDAR KOMPETENSI

(4)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

Mengapa mobil jeep ini mampu

menarik sebuah beban yang sangat berat ???

karena adanya usaha.

(5)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI



DEFINISI

Usaha adalah hasil kali antara gaya konstan

F dengan perpindahan s.

Keterangan :

F = gaya (N)

s = perpindahan yang dilakukan (m)

 = sudut yang dibentuk oleh gaya dan = sudut yang dibentuk oleh gaya dan

perpindahan.(

perpindahan.(00))

 Satuan SI dari kerja: newton.meter = Satuan SI dari kerja: newton.meter = joule joule



F



s

(6)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

Satuan Dari usaha

(7)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

Teorema Usaha -Energi

Dan Energi Kinetik

(8)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI



Kebanyakan orang mengharapkan

hasil ketika ia melakukan kerja.



Tetapi dalam Fisika, hasil diperoleh

ketika resultan gaya melakukan

kerja pada suatu benda.



Hasil tersebut merupakan

perubahan energi kinetik dari

benda tersebut.

(9)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

ENERGI KINETIK



Definisi

Energi kinetik dari suatu benda

dengan massa

m

dan laju

v

,

diberikan oleh:



Satuan SI dari Energi Kinetik adalah:

joule (J)

2

1

(10)

KOMPETENSI KOMPETENSI BERANDA BERANDA MATERI MATERI LATIHAN LATIHAN EVALUASI EVALUASI PENYUSUN PENYUSUN REFERENSI REFERENSI

TEOREMA USAHA-ENERGI

Ketika resultan gaya melakukan kerja W pada

suatu benda, energi kinetik dari benda

tersebut berubah dari keadaan awal EK

tersebut berubah dari keadaan awal EK₀₀ ke ke keadaan akhir KE

keadaan akhir KE_f_f, Perbedaan antara kedua , Perbedaan antara kedua nilai ini sama dengan kerja yang dilakukan:

nilai ini sama dengan kerja yang dilakukan:

2

0

2

0

2

1

2

1

mv

EK

(11)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

(12)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

ENERGI POTENSIAL GRAVITASI

 DefinisiDefinisi

Energi Potensial Gravitasi (

Energi Potensial Gravitasi (EPEP) )

adalah energi yang dipunyai oleh

benda dengan massa

benda dengan massa mm yang yang bergantung pada posisi relatif

bergantung pada posisi relatif

terhadap permukaan bumi. Posisi

benda tersebut diukur pada

ketinggian

ketinggian hh yang relatif terhadap yang relatif terhadap suatu titik acuan:

suatu titik acuan:

mgh

(13)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

(14)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

 Konsep dari kerja dan teorema kerja-energi Konsep dari kerja dan teorema kerja-energi

telah memberikan kesimpulan bahwa suatu

benda dapat mempunyai dua jenis energi:

energi kinetik dan energi potensial gravitasi.

 Jumlahan dari kedua jenis energi ini dikenal Jumlahan dari kedua jenis energi ini dikenal

dengan energi mekanik total

dengan energi mekanik total EE, sehingga:, sehingga: E = EK + EP

E = EK + EP

 Teorema kerja-energi dapat dituliskan dalam Teorema kerja-energi dapat dituliskan dalam

bentuk energi mekanik total:

W

Wncnc = E = Eff – E – E00

ENERGI MEKANIK TOTAL

(15)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

Kekekalan Energi

Mekanik

 Jika tidak ada kerja yang dilakukan oleh Jika tidak ada kerja yang dilakukan oleh

gaya non-konservatif, atau

gaya non-konservatif, atau WW_nc_nc = 0, = 0, maka

maka

E

Eff = E = E00

(½mv

(½mvf_f22 + mgh + mghff) = (½mv) = (½mv0022 + mgh + mgh00) )

 Atau energi mekanik total bernilai Atau energi mekanik total bernilai

konstan sepanjang lintasan antara titik

awal dan akhir, atau tidak ada

perubahan dari nilai awalnya

(16)

KOMPETENSI KOMPETENSI BERANDA BERANDA MATERI MATERI LATIHAN LATIHAN EVALUASI EVALUASI PENYUSUN PENYUSUN REFERENSI REFERENSI

Contoh: Roller Coaster

Raksasa

Satu dari yang tercepat

diantara roller coaster di

dunia adalah Magnum

XL-200 di Cedar Point Park in

200 di Cedar Point Park in

Sandusky, Ohio (seperti

gambar). Kereta

seakan-akan jatuh dari ketinggian

akan jatuh dari ketinggian

59,4 m. Asumsikan

bahwa coaster ini

memiliki kecepatan yang

mendekati nol ketika

berada di puncak.

Abaikan gesekan dan

tentukan kecepatan

kereta tepat ketika

berada di bawah.

(17)

KOMPETENSI KOMPETENSI BERANDA BERANDA MATERI MATERI LATIHAN LATIHAN EVALUASI EVALUASI PENYUSUN PENYUSUN REFERENSI REFERENSI

PENYELESAIAN

 Gaya normal tegak lurus arah gerak Gaya normal tegak lurus arah gerak

sehingga tidak ada kerja yang dilakukan.

Gesekan diabaikan, sehingga W

Gesekan diabaikan, sehingga Wncnc = 0 J. = 0 J.

 Gunakan hukum kekekalan energi Gunakan hukum kekekalan energi

mekanik, sehingga: mekanik, sehingga:



 



 



 



 



awal mekanik energi 0 2 0 akhir mekanik energi 2

2

1

2

1

mgh

mv

mgh

mv

_f



_f





 

2



2









34

,

1

m/s



v

g

h

(18)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

DAYA



Definisi

Daya rata-rata adalah rata-rata

perubahan dari kerja

perubahan dari kerja WW yang dilakukan dan yang dilakukan dan diperoleh dengan membagi W dengan

diperoleh dengan membagi W dengan

waktu yang diperlukan untuk melakukan

kerja tersebut.

 Satuan SI untuk Daya adalah joule/detik = Satuan SI untuk Daya adalah joule/detik =

watt (W)

P

t

W

(19)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

(20)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

BENTUK LAIN DARI DAYA

 Daya dapat pula didefinisikan sebagai

perubahan dari energi dibagi dengan waktu.

 Karena kerja, energi dan waktu merupakan

besaran skalar, maka daya juga merupakan besaran skalar.

 Karena W = Fs maka daya rata-rata juga dapat

dituliskan sebagai berikut:

waktu

energi

perubahan



P

v

F

(21)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

LATIHAN SOAL

1. Usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 50

N sewaktu menarik beban seperti gambar

pada sudut 45

pada sudut 45ºsejauh 10 m adalah … (J)ºsejauh 10 m adalah … (J)

a. 100

b. 150√2

c. 200 √2

(22)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

JAWABAN :

BENAR

Penyelesaian : D

W = F x s cos θ

= 50 x 15 cos 45

0 = 250 √2

(23)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

JAWABAN :

SALAH

(24)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

2. ANGKAT BEBAN

Atlet angkat berat sedang mengangkat barbel dengan

berat 710 N. Pada gambar

berat 710 N. Pada gambar bb ia mengangkat beban ia mengangkat beban sejauh 0,65 m di atas dadanya. Pada gambar

sejauh 0,65 m di atas dadanya. Pada gambar cc ia ia menurunkannya dedngan jarak yang sama. Beban

menurunkannya dedngan jarak yang sama. Beban

dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan yang

sama. Besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika

diangkat adalah …

(25)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

Penyelesaian : A

 Barbel diangkat dan diturunkan dengan kecepatan yang sama, sehingga kondisinya adalah

setimbang. Konsekwensinya, gaya F

yang dikerjakan oleh atlet haruslah seim-bang dengan berat dari barbel tersebut, sehingga F = 710 N

Kerja ketika beban dinaikkan:

(26)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

JAWABAN :

SALAH

(27)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

3. Berdasarkan soal no. 2 besar usaha

yang dilakukan pada barbel ketika

diangkat adalah …

(28)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

Penyelesaian : B

 Barbel diangkat dan diturunkan dengan kecepatan yang sama, sehingga

kondisinya adalah setimbang. Konsekwensinya, gaya F yang

dikerjakan oleh atlet haruslah

seim-bang dengan berat dari barbel tersebut, sehingga F = 710 N

Kerja ketika beban diturunkan adalah …

(29)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

JAWABAN :

SALAH

(30)

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

PENYUSUN

REFERENSI

REFERENSI

1. Ekowati, Evelyn. 2007. Fisika untuk SMA kelas XI Program Ilmu Alam. Surakarta : Penerbit CV. Haka MJ.

2. Kanginan, Martin. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI Semester 1. Jakarta : Penerbit Erlangga

3. Kanginan, Martin. 2007. Seribu Pena untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Penerbit Erlangga 4. http://www.google.co.id/imglanding?

(31)

KOMPETENSI

KOMPETENSI

BERANDA

MATERI

LATIHAN

EVALUASI

REFERENSI

PENYUSUN

Nama : Novita Pratama, s. Pd

Instansi : Sma Negeri 2 arga makmur Website : www. Sman2arma.com

EDITOR