U SAH A D AN EN ERGI
Usa h a ( W) yang dilakukan pada sebuah benda oleh suat u gaya t et ap ( t et ap dalam besar dan ar ah) didefinisikan sebagai per kalian ant ar a besar per geser an ( s) dengan k om ponen gay a ( F) y ang sej aj ar dengan per geser an t er sebut .
W = F.s
Sat uan usaha adalah j ou le ( J) , di m ana: 1 j oule = ( 1 New t on) .( 1 m et er )
Con t oh 1 :
Con t oh 2 :
Dar i cont oh 1, hit unglah per ubahan ener gi k inet ik j ika kecepat an aw al kot ak v1 = 4 m / s dan m assa k ot ak adalah 10 k g.
Pe n y e le sa ia n :
P
η
w fs
α
Con t oh 3 :
Ber apa bany ak usaha y ang dibut uhk an unt uk m em per cepat m obil dengan m assa 1000 kg dar i 20 m / s m enj adi 30 m / s?
En e r gi Pot e n sia l Gr a v it a si adalah ener gi yang ber hubungan dengan ber at dan ket inggian suat u benda r elat if t er hadap t anah.
F.s = m .g.y2 – m .g.y1
di m ana besar an m .g.y disebut ener gi pot ensial gr av it asi ( U) .
W = F.s = U2 – U1 = ∆ U
Con t oh 4 :
Sebuah m obil 1000 k g ber ger ak dar i t it ik A k e t it ik B dan C.
a. Ber apa ener gi pot ensial gr avit asinya di t it ik B dan C r elat if t er hadap t it ik A?
b. Ber apa per ubahan ener gi pot ensial dar i B ke C?
10 m
20 m A
B
C
H u k u m Ke k e k a la n En e r gi M e k a n ik
Jika hanya gaya- gay a k onser v at if y ang bek er j a, m aka ener gi m ekanik t ot al suat u sist em t idak akan ber t am bah m aupun ber kur ang dalam set iap proses.
½ .m .v22 + m .g.y
2 = ½ .m .v12 + m .g.y1
Con t oh 5 :
Sebuah benda m eluncur ke baw ah sepanj ang lint asan lengk ung y ang m er upak an k uadr an suat u lingkar an dengan j ej ar i R = 1 m . Bila benda m ulai dar i diam dan t idak ada gesekan, hit unglah
k ecepat anny a di dasar lint asan!
R 1
2
Con t oh 6 :
y
Sebuah m obil ber ada di puncak bukit dengan k et inggian 40 m .
a. Ber apa k ecepat an m obil pada k ak i buk it ? b. Pada k et inggian ber apa m obil m em ilik i
set engah dar i k ecepat an di k ak i buk it ?
Pe n y e le sa ia n :
En e r gi Pot e n sia l Ela st ik adalah ener gi y ang ber hubungan dengan benda y ang t er defor m asi, dan set elah t er defor m asi, benda t er sebut akan k em bali k e bent uk dan uk ur an sem ula.
di m ana k adalah konst ant a pegas dan besar an ½ .k .x2 disebut ener gi pot ensial elast ik ( U) .
x
P F = k.x
Con t oh 7 :
Bila sebuah keluar ga ber anggot akan em pat or ang dengan m assa t ot al 200 kg m asuk ke dalam m obil ber m assa 1200 kg, t ekanan pada pegas m obil 3 cm .
Pe n y e le sa ia n :
a. Ber apakah konst ant a pegas pada pegas m obil t er sebut , asum sikan bahw a pegasnya adalah pegas t unggal?
Con t oh 8 :
x
P
Jik a k onst ant a pegas k = 24 N/ m , dan m assa benda 4 k g. Mula- m ula benda diam , kem udian pegas
dit ar ik 0,5 m dan dilepaskan kem bali. Ber apakah kecepat an benda ket ika pegas t er t ar ik 0,3 m ? Anggap benda t er let ak pada bidang yang licin.
Pe n y e le sa ia n :
D a y a didefinisik an sebagai laj u usaha yang
dilakukan at au laj u ener gi yang dit r ansfor m asikan.
P = ∆ W ∆ t
Sat uan daya adalah W a t t ( W) , di m ana: 1 w at t = 1 j oule/ s
Con t oh 9 :
Seor ang pelar i ( m = 70 kg) ber lar i m enaiki der et an anak t angga y ang panj angdalam w ak t u 4 s. Tinggi ver t ikal t angga adalah 4,5 m . Ber apakah keluar an daya pelar i t er sebut ?
Pe n y e le sa ia n :
Con t oh 1 0 :
Sebuah m obil dengan m assa 1500 k g m eluncur di at as j alan dengan sudut 30° m engar ah k e at as dengan kecepat an t et ap 45 km / j am .
Pe n y e le sa ia n :
