MAKALAH
FISIKA
USAHA DAN ENERGI
Oleh :
AUFAR ABDI
1604101010009
TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
BANDA ACEH
Usaha dan Energi dalam Fisika
Pengertian usaha
Dalam kehidupan sehari-hari usaha diartikan sebagai kerja yang kita lakukan untuk
menghasilkan uang atau untuk tujuan tertentu. Misalnya ida bekerja agar mendapat uang. Pengertian usaha dalam fisika tentu berbeda dengan pengertian usaha dalam kehidupan
sehari-hari. Dalam fisika usaha diartikan sebagai hasil kali antara komponen gaya dengan
perpindahan benda. Dari pengertian tersebut dapat disimpulkan bahwa gaya yang diberikan
harus menyebabkan benda berpindah. Jika gaya yang di berikan pada benda tidak
menyebabkan perpindahan benda maka usaha pada benda tersebut sama dengan nol.
Contoh : pedagang buah mendorong peti buah yang berisi jeruk sehingga peti
tersebut berpindah sejauh 100 m, maka pedagang buah melakukan usaha terhadap peti buah.
Buah rambutan yang jatuh ke permukaan bumi akibat tertarik gaya gravitasi bumi, maka gaya
gravitasi melakukan usaha pada buah rambutan. Ari mendorong tembok sekuat tenaga tetapi tembok tidak berpindah, maka usaha yang dilakukan ari terhadap tembok sama dengan nol
karena tembok tidak berpindah.
dan arahnya selalu konstan adalah gaya gravitasi bumi, sedangkancontoh gaya yang besar dan
arahnya tidak konstanadalah gaya pegas.
Besar usaha yang diberikan oleh gaya yang searah dengan perpindahan benda, dapat dihitung dengan persamaan :
W = F x S
Dimana :
W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton) S = Perpindahan (meter)
jika gaya yang bekerja membentuk sudut α dengan arah perpindahan, perhatikan gambar dibawah ini.
Gambar 1 : Sebuah benda yang bermassa m ditarik dengan gaya F membentuk sudut α dengan horisontal.
maka gaya tersebut dapat diuraikan ke dalam dua komponen, yaitu :
SKomponen y :
F y = F sin α
Komponen x, gaya yang searah dengan perpindahan :
F x = F cos α
Apabila gaya yang diberikan tidak searah dengan perpindahan benda tetapi
membentuk sudut α terhadap perpindahan, maka besar usaha dapat dihitung dengan persamaan :
W = F cos α x s
Pengertian Energi
Dalam kehidupan sehari-hari energi sering diartikan sebagai tenaga. Tetapi dalam
fisika energi diarikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kemapuan untuk melakukan kerja. Benda dikatakan memiliki energi jika benda tersebut mempunyai
kemampuan untuk melakukan usaha.
Adapun bunyi hukum kekekalan energi “energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan”, tetapi dapat berubah daribentuk yang satu ke bentuk yang lain".
hukum kekekalan energi menyatakan bahwa jumlah energi dari sebuah sistem tertutup itu
tidak berubah—ia akan tetap sama.[1][2] Energi tersebut tidak dapat diciptakan maupun
dimusnahkan; namun ia dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi lain.
Contohnya, energi kimia dapat diubah menjadi energi kinetik dalam ledakan dinamit.
Hukum Kekekalan Energi (Hukum I Termodinamika) berbunyi:
Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tetapi tidak bisa diciptakan
atau dimusnahkan (konversi energi).
a. Energi kinetik
Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda bergerak. Besar energi kinetik
benda dirumuskan :
Ek = ½ m v^2
Dimana :
Ek = energi kinetik (J) m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
jika benda diam maka energi kinetik benda sama dengan nol (v = 0)
b. Energi potensial
Energi potensial disebut juga energi potensial gravitasi.
Merupakan enegi yang dimiliki benda karena posisi /ketinggian ibenda terhadap permukaan
Besar energi otensial gravitasi dirumuskan :
Ep = m.g.h
Dimana :
Ep = energi potensial gravitasi (J)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2) h = ketinggian (m)
jika benda berada di permukaan bumi maka energi potensial gravitasi bumi sama
dengan nol (ketinggian benda = 0
c. Energi mekanik
Energi mekanik adalah penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik.
Em = Ep +Ek
