MAKALAH FISIKA DASAR USAHA DAN ENERGI

MAKALAH FISIKA DASAR USAHA DAN ENERGI

Dosen Pengampu:

Bunda Yulia Rahmadhar, M.Pd

Anggota Kelompok : Diana Wulan (2304015077)

Muhammad Alfin Khairullah (2304015078) Revika Putri Herlin (2304015087)

PROGRAM STUDI FARMASI FAKULTAS FARMASI DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYYAH . PROF. DR. HAMKA JAKARTA

2023

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah swt yang telah memberikan rahmat dan hidayah -nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah yang berjudul USAHA DAN ENERGI

Saya mengucapkan terimakasih kepada Bunda Yulia Rahmadhar, M.Pd selaku dosen bidang studi FISIKA DASAR yang telah memberikan tugas ini sehingga dapat menambah pengetah uan dan wawasan sesuai dengan bidang studi yang saya tekuni .

Saya juga mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membagi sebagian peng etahuannya sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini.

Saya menyadari, makalah yang saya buat ini masih jauh dari kata sempurna .Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun akan saya nantikan demi kesempurnaan makalah ini.

Jakarta, 7 Desember 2023 Penulis

Kelompok 4

DAFTAR ISI

BAB I

PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

“Beberapa masalah terkadang lebih sulit dari apa yang terlihat” (Young, 2002:164). Seperti kita mencoba untuk mencari laju anak panah yang baru dilepas kan dari anak busurnya. kita menggunakan hukum Newton dan segala teknik peny elesaian soal yang pemah kita pelajari. Lalu menemukan kesulitan. setelah peman ah melepaskan anak panah, tali busur memberi gaya yang berubah-ubah yang berg antung pada posisi busur. Akibatnya metode sederhana yang kita pelajari tidak cu kup untuk menghitungn lajunya. Ternyata terdapat metode lain yang bisa digunakan 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 yang sang at luas. Kita akan mengembangkan konsep kerja dan energi kinetik untuk memaha mi konsep umum mengenai energi dan kita akan melihat bagaimana kekekalan en ergi muncul.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1.1.1 Apa itu usaha?

1.1.2 Apa itu energi?

1.1.3 Apa saja bentuk-bentuk energi?

1.1.4 Bagaimana perubahan energi?

1.1.5 Apa saja jenis-jenis perubahan energi?

1.1.6 Bagaimana hukum kekekalan energi

1.1.7 Bagaimana penerapan hukum kekekalan energi?

1.1.8 Apa itu daya?

1.1.9 Apa saja satuan daya listrik?

1.1.10 Bagaimana penerapan daya listrik?

1.1.11 Apa hubungan usaha dan energi?

1.3 TUJUAN

1.3.1

Untuk mengetahui pengertian usaha

1.3.2

Untuk mengetahui pengertian energi

1.3.3

Untuk mengetahui bentuk-bentuk energi

1.3.4

Untuk mengetahui perubahan energi

1.3.5

Untuk mengetahui jenis-jenis perubahan energi

1.3.6

Untuk mengetahui hukum kekekalan energi

1.3.7

Untuk mengetahui penerapan hukum kekekalan energi

1.3.8

Untuk mengetahui apa itu daya

1.3.9

Untuk mengetahui satuan daya listrik

1.3.10

Untuk mengetahui penerapan daya listrik

1.3.11

Untuk mengetahui hubungan usaha dan energi

BAB 2 PEMBAHASAN

2.1 USAHA

Dalam kehidupan sehari-hari, kata usaha dapat diartikan sebagai kegiatan dengan mengerahkan tenaga, pikiran, atau badan untuk mencapai tujuan tertentu. Usaha dapat juga diartikan sebagai pekerjaan untuk mencapai tujuan tertentu. Dalam fisika, pengertian usaha hampir sama dengan pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari. Kesamaannya adalah dalam hal kegiatan dengan mengerahkan tenaga.

Pengertian usaha dalam fisika selalu menyangkut tenaga atau energi. Apabila sesuatu (manusia, hewan, atau mesin) melakukan usaha maka yang melakukan usaha itu harus mengeluarkan sejumlah energi untuk menghasilkan perpindahan. NurAzizah (2007:46) menyatakan ”usaha merupakan hasil kali antara gaya dengan perpindahan yang dialami oleh gaya tadi. Jadi, jika suatu benda diberi gaya namun benda tidak mengalami perpindahan, maka dikatakan usaha pada benda tersebut nol”.

Bila gaya bekerja pada sebuah benda sehingga benda berpindah selama gaya bekerja, maka gaya tersebut melakukan usaha. Rumusnya adalah:

Rumus Usaha W = F.s Dengan:

W = usaha F = gaya

S = perpindahan benda

Contohnya, Seseorang yang sudah menahan sebuah batu besar agar tidak menggelinding ke bawah tidak melakukan usaha, walaupun orang tersebut telah mengerahkan seluruh kekuatannya untuk menahan batu tersebut.

Jadi, dalam fisika, usaha berkaitan dengan gerak sebuah benda. Saat kita

mendorong atau menarik benda, kita mengeluarkan energi. Usaha yang kita lakukan tampak pada perpindahan benda itu.

2.2 ENERGI

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendengar istilah energi, apa yang dimaksud dengan energi? Apakah yang anda rasakan setelah mengayuh sepeda di jalan tanjakan? Terhadap pertanyaan-pertanyaan tersebut, secara sepintas kita sering berpikir bahwa energi adalah kekuatan. Setelah kita mengayuh sepeda di jalan tanjakan kita akan merasa kelelahan, karena tenaga kita berkurang.

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Sebuah benda dapat dikatakan mempunyai energi bila benda itu menghasilkan gaya yang dapat melakukan usaha. Dalam kegiatan sehari-hari kita sering mendengar istilah energi atau tenaga yang merupakan suatu besaran turunan yang memiliki satuan joule.

Energi adalah kuantitas yang dilestarikan, artinya energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan, namun dapat berpindah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Menurut para ahli sains, energi didefinisikan sebagai kemampuan melakukan usaha.

Setiap energi pasti mengalami perubahan, dengan demikian setiap materi mengandung dan terkait dengan energi. Bila materi berubah akan disertai perubahan energi, maka energi adalah sesuatu yang menyertai perubahan materi. Jika energi yang dikandung materi sebelum perubahan lebih besar dari sesudahnya, maka akan keluar sejumlah energi dan peristiwa tersebut disebut eksotermik. Sebaliknya jika energi materi sebelum perubahan lebih kecil dari sesudahnya, maka akan diserap sejumlah energi dan peristiwa itu disebut endotermik.

Energi berasal dari suatu sumber energi, energi panas bisa berasal dari matahari, api, nyala lilin. Matahari merupakan sumber energi yang paling utama bagi kehidupan di bumi. Misalnya, matahari (energi cahaya) berperan pada pembuatan makanan bagi kehidupan mahluk hidup lainnya.

2.3 BENTUK-BENTUK ENERGI 1) Energi Kinetik

Energi kinetik yaitu energi yang dimiliki oleh suatu benda yang bergerak.

Istilah kinetik ini berasal dari Bahasa Yunani, “kinetikos”, yang berarti bergerak. Oleh sebab itu, benda yang bergerak pada kecepatan tertentu pasti memiliki energi kinetik, sementara benda yang diam tidak bergerak tidak mempunyai energi kinetik.

Energi kinetik ini juga disebut dengan energi gerak, di mana pergerakan dari suatu benda bisa menghasilkan energi lainnya. Misalnya, energi gerak bisa berubah menjadi energi listrik, akhirnya energi listrik itu bisa dimanfaatkan oleh manusia.

Sebuah benda yang bermassa (m) yang diam pada permukaan licin (tanpa gesekan). Ketika gaya konsta (F) diberikan selama menempuh jarak benda akan bergerak pada percepatan yang sama (a) sampai mencapai kecepatan akhir (v). usaha yang dilakukan pada benda W=F seluruhnya diubah menjadi energi kinetik benda pada keadaan akhir, sehingga, EK = W atau W = F.

Rumus energi kinetik

: Ek = ½ m.v ²

Keterangan:

Ek = Energi kinetik (Joule) m = massa (kg)

v = kecepatan (m/s)

Contoh penerapan energi kinetik:

a. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

Pembangkit listrik tenaga air ini bisa menghasilkan energi listrik karena pergerakan yang dilakukan oleh turbin. Jadi, pembangkit ini mulai bekerja ketika turbin digerakan oleh arus air yang deras.

Kemudian turbin yang berputar akhirnya menghasilkan listrik.

b. Berjalan dan berlari

Berjalan kaki ini termasuk energi kinetik yang dihasilkan oleh manusia. Ketika berjalan atau berlari, bagian-bagian tubuh melakukan koordinasi agar bisa digerakan.

c. Bersepeda

Mengayuh sepeda ini juga merupakan salah satu contoh energi kinetik.

Sebab, ketika seseorang mengayuh pedal sepeda, roda ikut bergerak sesuai dengan arah yang kita inginkan. Mengayuh pedal ini juga bisa menghasilkan energi yang mirip dengan cara kerja PLTA karena sama- sama memutar benda sehingga menghasilkan energi. Namun, tentunya perlu kayuhan yang sangat kencang agar bisa menghasilkan energi listrik.

d. Laju kendaraan

Laju kendaraan juga merupakan energi kinetik yang biasa ditemui oleh manusia sehari-hari. Pergerakan dari dalam mesin kendaraan bisa membuat roda dari kendaraan itu berputar dan berjalan sesuai dengan arah yang kita kehendaki.

e. Kincir angin

Kincir angin bisa bergerak karena adanya angin bertiup yang menggerakan kincir. Perputaran dari kincir angin ini kemudian juga bisa dijadikan sebagai pembangkit listrik, yaitu pembangkit listrik tenaga angin.

2) Energi Potensial

Energi potensial yaitu energi yang dimiliki oleh suatu objek yang diperoleh akibat posisi atau kedudukan benda tersebut. Satuan energi potensial dalam Sistem International (SI) adalah Joule.

Energi potensial disebut juga energi diam karena benda yang dalam keadaan diam dapat memiliki energi.

Jenis-jenis energi potensial:

1. Energi potensial gravitasi

Energi potensial gravitasi merupakan perubahan energi yang dipengaruhi oleh adanya gravitasi bumi. Energi ini ditemui oleh Isaac Newton yang mulanya mengetahui buah di pohon yang jatuh ke tanah.

Benda-benda yang jatuh dari suatu ketinggian merupakan salah satu contoh dari energi potensial gravitasi.

Rumus energi potensial gravitasi:

Ep = m.g.h

Keterangan:

Ep = energi potensial gravitasi (Joule) m = massa benda (kg)

g = gravitasi bumi (m/ms²) h = ketinggian benda (m) 2. Energi potensial pegas

Energi potensial pegas juga disebut dengan energi potensial elastis yang terjadi karena adanya regangan ataupun tegangan dari suatu benda yang memiliki sifat elastis. Eenergi potensial pegas terjadi karena adanya kecenderungan benda untuk tetap berada pada posisi semula.

Contohnya busur panah yang ditarik memiliki energi potensial elastisitas dalam tali busur.

Rumus energi potensial pegas:

Ep = ½ F.Δ x Ep = ½ k .Δ x² Keterangan:

Ep = energi potensial pegas (Joule) F = gaya pegas (N)

k = konstanta pegas (N/m)

Δ x = pertambahan panjang pegas (m) 3. Energi potensial listrik

Energi potensial listrik adalah energi yang dimiliki benda karena adanya arus listrik. Contoh energi potensial listrik yakni menyalakan komputer, lampu, sampai kebutuhan industri pabrik untuk menyalakan mesin-mesin produksi.

Rumus energi potensial listrik: Ep = k (Q.q / r) Keterangan:

Ep = energi potensial listrik

k : konstanta Coulomb (9×10^9 N.m2/C2)

Q : muatan sumber atau muatan listrik yang menimbulkan medan listrik (Coulomb)

q : muatan uji atau muatan listrik yang mengalami perpindahan dalam medan listrik (Coulomb)

r : jarak muatan dari q ke Q (m) 3) Energi Mekanik

Energi mekanik yaitu jumlah dari energi potensial dan energi kinetik.

Energi mekanik sebagai energi total dari suatu benda bersifat kekal, tidak dapat dimusnahkan, namun dapat berubah wujud.

Contoh energi mekanik, yaitu ketika sebuah bola dilempar tegak lurus ke atas. Mula-mula kecepatan bola memiliki energi kinetik besar. Ketika naik, kecepatan bola berkurang (energi kinetik berkurang) tetapi ketinggiannya terus bertambah yang berati energi potensial juga bertambah.

Ketika sampai di puncak, benda akan berhenti sejenak di mana berarti energi kinetik nol dan energi potensial pada titik maksimal.

Namun, saat turun kecepatan bola akan kembali membesar (energi kinetik besar) tetapi ketinggian berkurang (energi potensial berkurang).

Dan ketika mencapai tanah kecepatan bola akan kembali seperti di awal dan ketinggian paling kecil. Selama bola menempuh lintasan tersebut, terdapat energi kinetik dan energi potensial yang berperan namun berjumlah selalu tetap.

Rumus energi mekanik:

Em = Ep + Ek = tetap Keterangan:

Em = energi mekanik (Joule) Ep = energi potensial (Joule) Ek = energi kinetik (Joule) 4) Energi Panas (kalor)

Energi Panas adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. Satuan SI untuk panas adalah joule. Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah. Energi Panas ini berbanding lurus terhadap suhu benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda bergandengan, mereka akan

bertukar energi internal sampai suhu kedua benda tersebut seimbang.

Jumlah energi yang disalurkan adalah jumlah energi yang tertukar.

Perpindahan Energi Panas, terjadi contohnya jika kamu akan merasa hangat berada di dekat api unggun. Hal ini disebabkan tubuhmu menerima energi panas dari api unggun tersebut. Panas yang berpindah disebut kalor.

Api kompor dapat mematangkan makanan karena terdapat energi panas yang berpindah dari api ke makanan.

Manfaat Energi Panas (Kalor) dalam kehidupan sehari-hari tentunya sangat banyak, contoh penjemuran pakaian saat siang hari.

5) Energi Cahaya

Energi cahaya adalah energi yang dimiliki oleh gerakan foton dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Gelombang cahaya mempunyai frekuensi dan panjang gelombang tertentu, dengan kecepatan yang sama.

Makin besar nilai panjang gelombang maka makin kecil frekuensi dan sebaliknya.

Max Planck, ahli fisika dari Jerman, pada tahun mengemukakan teori kuantum. Planck 1900 menyimpulkan bahwa atom-atom dan molekul dapat memancarkan atau menyerap energi hanya dalam jumlah tertentu.

Jumlah atau paket energi terkecil yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul dalam bentuk radiasi elektromagnetik disebut kuantum.

Planck menemukan bahwa energi foton (kuantum) berbanding lurus dengan frekuensi cahaya.

Rumus energi cahaya:

Keterangan:

E = energi foton (Joule)

c = kecepatan cahaya dalam vakum (3 x 108 m det-1) λ= panjang gelombang (m)

6) Energi Listrik

Energi listrik yaitu energi yang diakibatkan oleh pergerakan partikel bermuatan dalam suatu media (konduktor), karena adanya beda potensial antara kedua ujung konduktor. Besarnya energi listrik bergantung pada beda potensial dan jumlah muatan yang mengalir .

Rumus energi listrik:

W = q. E Keterangan:

W = energi listrik (Joule) q = muatan yang mengalir (C) E = beda potensial listrik (V)

7) Energi Kimia

Mengutip jurnal Materi/Zat dan Energi karya Suyoso, energi kimia adalah energi yang dilepaskan selama reaksi kimia. Selama proses reaksi kimia, unsur-unsur yang bereaksi melepaskan sejumlah energi kimia.atau Energi kimia yaitu energi yang dikandung suatu senyawa dalam bentuk energi ikatan antara atom-atomnya. Besarnya energi bergantung pada jenis dan jumlah pereaksi serta suhu dan tekanan. Contoh penggunaan energi kimia yaitu pada aki motor.

Contoh energi kimia:

a. Baterai b. Fotosintesis

c. Proses pencernaan makanan d. Proses pernapasan

8) Energi Nuklir

Energi nuklir yaitu energi yang terkandung dalam inti atom. Energi nuklir akan keluar bila suatu inti akan berubah menjadi inti lain. Besarnya energi nuklir bengantung pada jenis dan jumlah inti.

Contoh energi nuklir:

a. Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) b. Senjata nuklir

c. Nuklir untuk kapal selam

2.4 PERUBAHAN ENERGI

2.5 JENIS-JENIS PERUBAHAN ENERGI 2.6 HUKUM KEKEKALAN ENERGI

Dalam kehidupan kita sehari-hari terdapat banyak jenis energi. Selain energipotensial dan energi kinetik pada benda-benda biasa (skalamakroskopis),terdapat juga bentuk energi lain. Ada energi listrik, energi panas,energi kimia yang tersimpan dalam makanan dan bahan bakar, energi nuklir, dan lain –lain.Energi tersebut dapat berubah dari satu bentuk energi ke bentuk energilain. misalnya ketika dirimu menyalakan lampu neon, pada saat yang samaterjadi perubahan energi listrik menjadi energi cahaya. Contoh lain adalahperubahan energi listrik menjadi energi panas (setrika), energi listrik menjadienergi gerak (kipas angin) dll. Proses perubahan bentuk energi ini sebenarnyadisebabkan oleh adanya perubahan antara energi potensial dan energi kinetik pada tingkat atom.

Pada tingkat makroskopis, kita juga bisa menemukan begitu banyakcontoh perubahan energi. Buah mangga yang menggelayut di tangkainya memiliki energi potensial. Pada saat buah mangga jatuh ke tanah, energipotensialnya berkurang sepanjang lintasan geraknya menuju tanah.

Ketikamulai jatuh, energi potensial berkurang karena jarak vertikal buah manggadari tanah makin kecil. Energi Potensial tersebut berubah bentuk menjadiEnergi Kinetik karena kecepatan buah mangga bertambah akibat gravitasi yang bernilai konstan. Pada saat hendak mencapai tanah, Energi Kinetik menjadi sangat besar, sedangkan Energi Potensial sangat kecil.

Mengapa demikian ? semakin dekat dengan permukaan tanah, jarak buah manggasemakin kecil sehingga EP-nya menjadi kecil. Sebaliknya, semakin mendekati tanah, Energi Kinetik semakin besar karena gerakan mangga makin cepat akibat adanya percepatan gravitasi yang konstan. Ketika tiba dipermukaan tanah, energi potensial bernilai nol karena h = 0 sedangkan energikinetik buah mangga menjadi bernilai maksimum. Contoh lain misalnya energi potensial yang tersimpan pada ketapel yang diregangkan dapat berubah menjadi energi kinetik batu apabila ketapel kita lepas.

Hal yang luar biasa dalam fisika dan kehidupan kita sehari-hari aadala ketika energi dipindahkan atau diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain, tidak ada energi yang hilang dalam setiap proses tersebut. Ini adalah hukum kekekalan energi, sebuah prinsip yang penting dalam ilmu fisika.Hukumk kekekalan energi dapat kita nyatakan sebagai berikut :

“Energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lain dan dipindahkan darisatu benda ke benda yang lain tetapi jumlahnya selalu tetap. Jadi energi total tidak berkurang dan juga tidak bertambah”.

a. Hukum Kekekalan Energi MekanikJumlah total Energi Kinetik dan Energi Potensial disebut EnergiMekanik. Ketika terjadi perubahan energi dari Ep menjadiEkatau Ekmenjadi Ep, walaupun salah satunya berkurang,bentuk energi lainnya bertambah. Misalnya ketika Epberkurang, besar Ek bertambah.

Demikian juga ketika Ekberkurang, pada saat yang sama besar Ep bertambah.

Totalenerginya tetap sama, yakni Energi Mekanik. Sebelum kitatinjau HKE secara kuantitatif (penurunan persamaan matematis/rumus Hukum Kekekalan Energi), terlebih dahulu kitaharus mempelajari tentang gaya-gaya konservatif dan gaya takkonservatif karena gaya-gaya konservatif dan gaya takkonservatif berkaitan dengan hokum kekekalan energi mekanikdan dapat membantu kita lebih memahami apa itu hokumkekekalan energi mekanik.

Gaya–gaya Konservatif dan Gaya-gaya Tak Konservatif misalnya kita melemparkan sebuah benda tegak lurus keatas. Setelah bergerak ke atas mencapai ketinggian maksimum, benda akan jatuh tegak lurus ke tanah (tangan kita). Ketikadilemparkan ke atas, benda tersebut bergerak dengankecepatan tertentu sehingga ia memiliki energi kinetik (Ek = ½mv2).

Selama bergerak di udara, terjadi perubahan energikinetik menjadi energi potensial. Semakin ke atas, kecepatanbola makin kecil, sedangkan jarak benda dari tanah makinbesar sehingga Ek benda menjadi kecil dan Ep-nya bertambahbesar. Ketika mencapai titik tertinggi, kecepatan benda = 0,sehingga Ek juga bernilai nol. Ek benda seluruhnya berubahmenjadi Ep, karena ketika benda mencapai ketinggianmaksimum, jarak vertikal benda bernilai maksimum (Ep= mgh).Karena pengaruh gravitasi, benda tersebut bergerak kembali kebawah. Sepanjang lintasan terjadi perubahan Ep menjadi Ek.Semakin ke bawah, Ep semakin berkurang, sedangkan Ek semakinbertambah. Ep berkurang karena ketika jatuh, ketinggian aliasjarak vertikal makin kecil. Ek bertambah karena ketika bergerak kebawah, kecepatan benda makin besar akibat adanyapercepatan gravitasi yang bernilai tetap. Kecepatan bendabertambah secara teratur akibat adanya percepatan gravitasi.Benda kehilangan Ek selama bergerak ke atas, tetapi Ekdiperoleh

kembali ketika bergerak ke bawah. Energi kinetikdiartikan sebagai kemampuan melakukan usaha. KarenaEnergi kinetik benda tetap maka kita dapat mengatakanbahwa kemampuan benda untuk melakukan usaha juga bernilaitetap. Gaya gravitasi yang mempengaruhi gerakan benda, baikketika benda bergerak ke atas maupun ketika benda bergerakke bawah dikatakan bersifat konservatif karena pengaruh gayatersebut tidak bergantung pada lintasan yang dilalui benda,tetapi hanya bergantung pada posisi awal dan akhir benda. Contoh gaya konservatif lain adalah gaya elastik. Misalnyakita letakan sebuah pegas di atas permukaan meja percobaan.Salah satu ujung pegas telah diikat pada dinding, sehingga pegas tidak bergeser ketika digerakan. Anggap saja permukaan mejasangat licin dan pegas yang kita gunakan adalah pegas idealsehingga memenuhi hukum Hooke. Sekarang kita kaitkan sebuahbenda pada salah satu ujung pegas.

Jika benda kita tarik ke kanan sehingga pegas teregang sejauhx, maka pada benda bekerja gaya pemulih pegas, yangarahnya berlawanan dengan arah tarikan kita. Ketika bendaberada pada simpangan x, Ep benda maksimum sedangkan Epbenda nol (benda masih diam).

Ketika benda kita lepaskan, gaya pemulih pegasmenggerakan benda ke kiri, kembali ke posisi setimbangnya.Ep benda menjadi berkurang dan menjadi nol ketika bendaberada pada posisi setimbangnya. Selama bergerak menujuposisi setimbang, Ep berubah menjadi Ek. Ketika bendakembali keposisi setimbangnya, gaya pemulih pegas bernilai nol tetapi padatitik ini

kecepatan benda maksimum. Karena kecepatannyamaksimum, maka ketika berada pada posisi setimbang, Ekbernilai maksimum.

Proses perubahan energi antara Ep dan Ek berlangsungterus menerus selama benda bergerak bolak-balik. Padapenjelasan di atas, tampak bahwa ketika bergerak dari posisisetimbang menuju ke kiri sejauh x = -A (A = amplitudo /simpangan terjauh), kecepatan benda menjadi berkurang danbernilai nol ketika benda tepat berada pada x = -A. Karenakecepatan benda berkurang, maka Ek benda juga berkurang danbernilai nol ketika benda berada pada x = -A. Karena adanyagaya pemulih pegas yang menarik benda kembali ke kanan(menuju posisi setimbang), benda memperoleh kecepatan danEnergi Kinetiknya lagi. Ek benda bernilai maksimum ketikabenda tepat berada pada x

= 0, karena laju gerak benda padaposisi tersebut bernilai maksimum. Benda kehilangan Ek padasalah satu bagian geraknya, tetapi memperoleh EnergiKinetiknya kembali pada bagian geraknya lain. Energi kinetikmerupakan kemampuan melakukan usaha karena adanyagerak. setelah bergerak bolak balik, kemampuan melakukanusahanya tetap sama dan besarnya tetap alias kekal. Gayaelastis yang dilakukan pegas ini disebut bersifat konservatif.Apabila pada suatu benda bekerja satu atau lebih gayadan ketika benda bergerak kembali ke posisi semula, EnergiKinetik-nya berubah (bertambah atau berkurang), makakemampuan melakukan usahanya juga berubah. Dalam halini, kemampuan melakukan usahanya tidak kekal.

Dapatdipastikan, salah satu gaya yang bekerja pada benda bersifat.

tak-konservatif. Untuk menambah pemahaman anda berkaitandengan gaya tak konservatif, kita umpamakan permukaanmeja tidak licin / kasar, sehingga selain gaya pegas, padabenda bekerja juga gaya gesekan. Ketika benda bergerakakibat adanya gaya pemulih pegas, gaya gesekanmenghambat gerakan benda/mengurangi kecepatan benda(gaya gesek berlawanan arah

dengan gaya pemulih pegas).Akibat adanya gaya gesek, ketika kembali ke posisi semulakecepatan benda menjadi berkurang. Karena kecepatanbenda berkurang maka Energi Kinetiknya juga berkurang.Karena Energi Kinetik benda berkurang maka kemampuanmelakukan usaha juga berkurang. Dari penjelasan di atas kitatahu bahwa gaya pegas bersifat konservatif sehinggaberkurangnya Ek pasti disebabkan oleh gaya gesekan. Kita dapatmenyatakan bahwa gaya yang berlaku demikian bersifattak-konservatif.

Secara umum, sebuah gaya bersifat konservatif apabila usahayang dilakukan oleh gaya pada sebuah benda yang melakukangerakan menempuh lintasan tertentu hingga kembali ke posisiawalnya sama dengan nol. Sebuah gaya bersifat tak-konservatifapabila usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada sebuahbenda yang melakukan gerakan menempuh lintasan tertentuhingga kembali ke posisi semula tidak sama dengan nol.Apabila hanya gaya-gaya konservatif yang bekerja padasebuah sistem, maka kita akan tiba pada kesimpulan yangsangat sederhana dan yang melibatkan energi. Apabila tidakada gaya tak-konservatif, maka berlaku Hukum KekekalanEnergi Mekanik. Sekarang mari kita turunkan persamaanHukum Kekekalan Energi Mekanik.Misalnya sebuah benda bermassa m berada pada kedudukanawal sejauh h1 dari permukaan tanah. Benda tersebut jatuhdan setelah beberapa saat benda berada pada kedudukanakhir (h2). Benda jatuh karena pada benda bekerja gravitasi, dimana arahnya tegak lurus menuju permukaan bumi.

Ketika berada pada kedudukan awal,benda memiliki EnergiPotensial sebesar Ep1 (Ep1 = mgh1). Ketika berada padakedudukan akhir,benda memiliki Energi Potensial sebesar Ep2(Ep2= mgh2). Usaha yang dilakukan oleh gaya berat darikedudukan awal (h1) menuju kedudukan akhir (h2) sama denganselisih Ep1 dan Ep2. Secara matematis ditulis : W = Ep1–Ep2 = mgh1- mgh2Misalnya kecepatan benda pada kedudukan awal = v1 dankecepatan

benda pada kedudukan akhir = v2. Pada kedudukanawal, benda memiliki Energi Kinetik sebesar Ek1 (Ek1 = ½ mv12).Pada kedudukan akhir, benda memiliki Energi Kinetik sebesar Ek2(Ek2 = ½ mv22). Usaha yang dilakukan oleh gaya berat untukmenggerakan benda sama dengan perubahan energi.

Secara matematis ditulis

: W = Ek2 – Ek = ½ mv22 - ½ mv12

Kedua persamaan ini kita tulis kembali menjadi : W = W

Ep1 – Ep2 = Ek2 – Ek1

Mgh1 – mgh2 = ½ mv22 - ½ mv1² Mgh1 + ½ mv1² = mgh2 + ½ mv2²

Jumlah total Energi Potensial (Ep) dan Energi Kinetik (Ek) = EnergiMekanik (Em). Secara matematis kita tulis :

Em= Ep+ Ek

2.6.1 PENERAPAN HUKUM KEKEKALAN ENERGI

1. Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada Gerak JatuhBebasSuatu contoh sederhana dari Hukum KekekalanEnergi Mekanik adalah ketika sebuah benda melakukanGerak Jatuh Bebas.Misalnya kita tinjau sebuah batu yangdijatuhkan dari ketinggian tertentu. Pada analisis mengenaiGerak Jatuh Bebas, hambatan udara diabaikan, sehinggapada batu hanya bekerja gaya berat (gaya beratmerupakan gaya gravitasi yang bekerja pada benda, dimana arahnya selalu tegak lurus menuju permukaanbumi).Ketika batu berada pada ketinggian tertentu daripermukaan tanah dan batu masih dalam keadaandiam,batu tersebut memiliki Energi Potensial sebesar Ep =mgh. m adalah massa batu, g adalah percepatan gravitasidan h adalah kedudukan batu dari permukaan tanah (kitagunakan tanah sebagai titik acuan). Ketika berada diatas permukaan tanah sejauh h (h = high = tinggi),Energi Kinetik (Ek) batu

= 0. mengapa nol ? batu masihdalam keadaan diam, sehingga kecepatannya 0.

Ek= ½mv2, karena v = 0 maka Ekjuga bernilai nol alias tidak adaEnergi Kinetik. Total Energi Mekanik = Energi Potensial.

Em= Ep+ Ek Em= Ep+ 0 Em = Ep

Apabila batu kita lepaskan, batu akan jatuh ke bawahakibat gaya tarik gravitasi yang bekerja pada batu tersebut.Semakin ke bawah,Ep batu semakin berkurang karenakedudukan batu semakin dekat dengan permukaan tanah (hmakin kecil). Ketika batu bergerak ke bawah, Energi Kinetikbatu bertambah. Ketika bergerak, batu mempunyai kecepatan.Karena besar percepatan gravitasi tetap (g = 9,8 m/s2),kecepatan batu bertambah secara teratur. Makin lama makincepat. Akibatnya Energi Kinetik batu juga semakin besar. Nah,Energi Potensial batu malah semakin kecil karena semakin kebawah ketinggian batu makin berkurang. Jadi sejak batudijatuhkan,Ep batu berkurang dan Ek batu bertambah. Jumlah total Energi Mekanik (Energi Kinetik + Energi Potensial = EnergiMekanik) bernilai tetap alias kekal bin tidak berubah. Yangterjadi hanya perubahan Energi Potensial menjadi EnergiKinetik.Ketika batu mencapai setengah dari jarak tempuhtotal,besar Ep

= Ek. Jadi pada posisi ini, setengah dari EnergiMekanik = Ep dan setengah dari Energi Mekanik = Ek. Ketikabatu mencium tanah, batu, pasir dan debu dengan kecepatantertentu, Ep batu lenyap tak berbekas karena h = 0, sedangkanEk bernilai maksimum. Pada posisi ini, total Energi Mekanik

=Energi Kinetik.

Em = Ep+ Ek Em = 0 + Ek Em = Ek

2. Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada Gerak ParabolaHukum kekekalan energi mekanik juga berlaku ketikabenda melakukan gerak parabola.

Ketika benda hendak bergerak (benda masih diam),Energi Mekanik yang dimiliki benda sama dengan nol.Ketika diberikan kecepatan awal sehingga bendamelakukan gerakan parabola,Ek bernilai maksimum(kecepatan benda besar) sedangakn Ep bernilai minimum(jarak vertikal alias h kecil).

Semakin ke atas, kecepatanbenda makin berkurang sehingga Ek makin kecil,tetapi Epmakin besar karena kedudukan benda makin tinggi daripermukaan tanah. Ketika mencapai titik tertinggi,Epbernilai maksimum (h maksimum),sedangkan Ek bernilaiminimum (hanya ada komponen kecepatan pada arahvertikal). Ketika kembali ke permukaan tanah,Ep makinberkurang sedangkan Ek makin besar dan Ek bernilaimaksimum ketika benda menyentuh tanah. Jumlah energimekanik selama benda bergerak bernilai tetap,hanyaselama gerakan terjadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial (ketika benda bergerak ke atas) dansebaliknya ketika benda bergerak ke bawah terjadiperubahan energi potensial menjadi energi kinetik. 3. Hukum Kekekalan Energi Mekanik pada Gerak HarmonikSederhanaTerdapat dua jenis gerakan yang merupakan GerakHarmonik Sederhana, yakni ayunan sederhana dan getaranpegas.

Untuk menggerakan benda yang diikatkan padaujung tali, benda tersebut kita tarik ke kanan hinggamencapai titik A. Ketika benda belum

dilepaskan(benda masih diam), Energi Potensial benda bernilaimaksimum, sedangkan Ek = 0 (Ek = 0 karena benda diam ).Pada posisi ini, Em = Ep. Ingat bahwa pada benda bekerjagaya berat w = mg. Karena benda diikatkan pada tali,maka ketika benda dilepaskan, gaya berat sebesar w = mgcos teta menggerakan benda menuju posisi setimbang(titik B). Ketika benda bergerak dari titik A, Ep menjadiberkurang karena h makin kecil. Sebaliknya Ek bendabertambah karena benda telah bergerak. Pada saat bendamencapai posisi B,kecepatan benda bernilai maksimum,sehingga pada titik B Energi Kinetik menjadi bernilaimaksimum sedangkan Epbernilai minimum. Karena padatitik B kecepatan benda maksimum, maka benda bergerakterus ke titik C. Semakin mendekati titik C, kecepatanbenda makin berkurang sedangkan h makin besar.

Kecepatan berkurang akibat adanya gaya berat bendasebesar w = mg cos teta yang menarik benda kembali keposisi setimbangnya di titik B. Ketika tepat berada dititik C, benda berhenti sesaat sehingga v = 0,karena v = 0maka Ek = 0. pada posisi ini, Ep bernilai maksimum karenah bernilai maksimum. Em pada titik C = Ep. Akibattarikan gaya berat sebesar w = mg cos teta, makabenda bergerak kembali menuju titik B. Semakinmendekati titik B,kecepatan gerak benda makin besar,karenanya Ek semakin bertambah dan bernilai maksimumpada saat benda tepat berada pada titik B.

Demikian seterusnya, selalu terjadi perubahanantara Ek dan Ep. Total Energi Mekanik bernilai tetap (Em= Ep+ Ek).

4. Hukum Kekekalan Energi Mekanik (HKEM) pada Getaran Pegas

Getaran pegas terdiri dari dua jenis, yakni getaranpegas yang diletakan secara horisontal dan getaran pegasyang digantungkan secara vertikal.

Sebelum kitamembahas satu persatu, perlu anda ketahui bahwa EnergiPotensial tidak mempunyai suatu persamaan umum yangmewakili semua jenis gerakan,seperti Ek.Persamaan Ektersebut bersifat umum untuk semua jenisgerakan,sedangkan Energi potensial tidak.Persamaan Ek =mgh merupakan persamaan Ep gravitasi, sedangkan Epelastis (untuk pegas dkk), persamaan Ep-nya adalah :

Ep elastis = ½ kx2

Pegas yang diletakan horisontal

Misalnya kita letakan sebuah pegas di atas permukaanmeja percobaan.

Salah satu ujung pegas telah diikat padadinding, sehingga pegas tidak bergeser ketika digerakan.Anggap saja permukaan meja sangat licin dan pegas yangkita gunakan adalah pegas ideal sehingga memenuhihukum Hooke. Sekarang kita kaitkan sebuah benda padasalah satu ujung pegas.

Jika benda kita tarik ke kanan sehingga pegas teregangsejauh x, maka pada benda bekerja gaya pemulih pegas,yang arahnya berlawanan dengan arah tarikan kita. Ketikabenda berada pada simpangan x, Ep benda maksimumsedangkan Ek benda nol (benda masih diam).

Ketika benda kita lepaskan, gaya pemulih pegasmenggerakan benda ke kiri, kembali ke posisisetimbangnya. Ep benda menjadi berkurang dan menjadinol ketika benda berada pada posisi setimbangnya. Selamabergerak menuju posisi setimbang,Ep berubah menjadiEk.Ketika benda kembali ke posisi setimbangnya, gayapemulih pegas bernilai nol tetapi pada titik ini kecepatanbenda maksimum. Karena kecepatannya maksimum, makaketika berada pada posisi setimbang,Ek bernilaimaksimum.

Pada penjelasan di atas, tampak bahwa ketika bergerakdari posisi setimbang menuju ke kiri sejauh x = -A (A =amplitudo / simpangan terjauh), kecepatan benda menjadiberkurang dan bernilai nol ketika benda tepat berada padax = -A. Karena kecepatan benda berkurang, maka Ek bendajuga berkurang dan bernilai nol ketika benda berada pada x= -A. Karena adanya gaya pemulih pegas yang menarikbenda kembali ke kanan (menuju posisi setimbang),bendamemperoleh kecepatan dan Energi Kinetiknya lagi. Ekbenda bernilai maksimum ketika benda tepat berada padax = 0, karena laju gerak benda pada posisi tersebut bernilaimaksimum.Proses perubahan energi antara Ek dan Epberlangsung terus menerus selama benda bergerak bolakbalik. Total Ep dan Ek selama benda bergetar besarnyatetap alias kekal bin konstan. Pegas yang diletakan vertikal Pada dasarnya osilasi alias getaran dari pegas yangdigantungkan secara vertikal sama dengan getaran pegasyang diletakan horisontal. Bedanya, pegas yangdigantungkan secara vertikal lebih panjang karenapengaruh gravitasi yang bekerja pada benda (gravitasihanya bekerja pada arah vertikal, tidak pada arahhorisontal). Mari kita tinjau lebih jauh getaran pada pegasyang digantungkan secara vertikal.

Pada pegas yang kita letakan horisontal (mendatar),posisi benda disesuaikan dengan panjang pegas alami.Pegas akan meregang atau mengerut jika diberikan gayaluar (ditarik atau ditekan). Nah,pada pegas yangdigantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada bendabermassa yang dikaitkan pada ujung pegas.Akibatnya,walaupun tidak ditarik ke bawah, pegas dengansendirinya meregang sejauh x0. Pada keadaan ini bendayang digantungkan pada pegas berada pada posisisetimbang.

Berdasarkan hukum II Newton, benda berada dalamkeadaan setimbang jika gaya total = 0. Gaya yang bekerjapada benda yang digantung adalah gaya pegas (F0 = -kx0)yang arahnya ke atas dan gaya berat (w = mg) yangarahnya ke bawah. Total kedua gaya ini sama dengan nol.Mari kita analisis secara matematis.

ƩF = mg – kx02 ƩF = 0 → F0 = mg

Resultan gaya yang bekerja pada titik kesetimbangan =0. Hal ini berarti benda diam alias tidak bergerak.

Jika kita meregangkan pegas (menarik pegas ke bawah)sejauh x, maka pada keadaan ini bekerja gaya pegas yangnilainya lebih besar dari pada gaya berat, sehingga bendatidak lagi berada pada keadaan setimbang.

5. Hukum Kekekalan Energi Mekanik (HKEM) pada Bidang Miring

Misalnya sebuah benda diletakan pada bidang miringsebagaimana tampak pada gambar di atas. pada analisisini kita menganggap permukaan bidang miring sangat licinsehingga tidak ada gaya gesek yang menghambat gerakan benda. Kita juga mengabaikan hambatan udara. Ini adalahmodel ideal.

Apabila benda kita letakan pada bagian paling atasbidang miring,ketika benda belum dilepaskan,bendatersebut memiliki Ep maksimum.

Pada titik itu Ek-nya = 0karena benda masih diam. Total Energi Mekanik benda =Energi Potensial (Em = Ep).

Perhatikan bahwa pada benda tersebut bekerjagaya berat yang besarnya adalah mg cos teta. Ketikabenda kita lepaskan,maka benda pasti meluncur kebawah akibat tarikan gravitasi. Ketika benda mulaibergerak meninggalkan posisi awalnya dan bergerakmenuju ke bawah,Ep mulai berkurang dan Ek mulaibertambah. Ek bertambah karena gerakan benda makincepat akibat adanya percepatan gravitasi yang nilainyatetap yakni g cos teta. Ketika benda tiba pada separuhlintasannya,jumlah Ep telah berkurang menjadiseparuh,sedangkan Ek bertambah setengahnya. TotalEnergi Mekanik

= ½ Ep+ ½ Ek.

Semakin ke bawah,jumlah Ep makin berkurangsedangkan jumlah Ek semakin meningkat. Ketika tiba padaakhir lintasan (kedudukan akhir di mana h2 = 0), semuaEpberubah menjadi Ek. Dengan kata lain, pada posisiakhir lintasan benda, Ep = 0 dan Ek bernilai maksimum.Total Energi Mekanik = Energi Kinetik.

6. Energi Kekekalan Energi Mekanik (HKEM) pada Bidang Lengkung

Ketika benda berada pada bagian A dan benda masihdalam keadaan diam, Energi Potensial benda maksimum,karena benda berada pada ketinggian maksimum (hmaks).Pada benda tersebut bekerja gaya berat yang menariknyake bawah. Ketika dilepaskan, benda akan meleuncur kebawah.

Ketika mulai bergerak ke bawah, h semakin kecilsehingga Epbenda makin berkurang. Semakin ke bawah,kecepatan benda semakin makin besar sehingga Ekbertambah. Ketika berada pada posisi B,kecepatan bendamencapai nilai maksimum,sehingga Ek benda bernilaimaksimum. Sebaliknya, Ep = 0 karena h = 0. Karenakecepatan benda maksimum pada posisi ini, benda masihterus bergerak ke atas menuju titik C. Semakin ke atas,Ekbenda semakin berkurang sedangkan Ep benda semakinbertambah. Ketika berada pada titik C, Ep benda kembaliseperti semula (Ep bernilai maksimum) dan benda berhentibergerak sehingga Ek = 0. Jumlah Energi Mekanik tetapsama sepanjang lintasan.

7. Hukum Kekekalan Energi Mekanik (HKEM) pada BidangLingkaran

Salah satu contoh aplikasi Hukum Kekekalan EnergiMekanik pada gerak melingkar adalah gerakan RollerCoaster pada lintasan lingkaran vertikal

sebagaimanatampak pada gambar di atas. Kita menganggap bahwaRoler coaster bergerak hanya dengan bantuan gayagravitasi, sehingga agar bisa bergerak pada lintasanlingkaran vertikal, roler coaster harus digiring sampaiketinggian h1. Kita mengunakan model ideal, di mana gayagesekan, baik gesekan udara maupun gesekan pada permukaan lintasan diabaikan. Pada ketinggian titik A,Roller coaster memiliki Epmaksimum sedangkan Ek- nyanol, karena roller coaster belum bergerak. Ketika tiba dititik B, Roller coaster memiliki laju maksimum, sehinggapada posisi ini Ek-nya bernilai maksimum. Karena pada titikB laju Roller coaster maksimum maka ia terus bergerak ketitik C. Benda tidak berhenti pada titik C tetapi sedangbergerak dengan laju tertentu, sehingga pada titik ini Rollercoaster masih memiliki sebagian Ek. Sebagian EnergiKinetik telah berubah menjadi Energi Potensial karenaroller coaster berada pada ketinggian maksimum darilintasan lingkaran.

Roller coaster terus bergerak kembali ketitik C. Pada titik C, Energi Kinetik Roller coaster kembalibernilai maksimum,sedangkan Ep-nya bernilai nol.

EnergiMekanik bernilai tetap sepanjang lintasan. Karena kitamenganggap bahwa tidak ada gaya gesekan, maka Rollercoaster akan terus bergerak lagi ke titik C dan seterusnya.

8. Hukum Kekekalan Energi Mekanik (HKEM) pada GerakSatelit Energi Potensial tidak mempunyai persamaan umumuntuk semua jenis gerakan. Persamaan Ek dapat digunakanuntuk semua jenis gerakan,sedangkan Ep tidak. Padapembahasan di atas, dirimu dapat melihat perbedaanantara persamaan Ep Gravitasi dan Ep elastis. nah, EnergiPotensial sebuah benda yang berada pada jarak yang jauhdari permukaan bumi (tidak di dekat permukaan bumi)juga memiliki persamaan yang berbeda. Ep suatu bendayang berada pada jarak yang jauh dari permukaan bumidinyatakan dengan persamaan :

re = jari-jari bumi dan r adalah jarak benda daripermukaan bumi. untuk gerakan satelit,r adalah jari-jariorbit satelit. Ketika berada di dekat permukaan bumi,rsangat kecil sehingga nilainya hampir sama dengan R.Karenanya Energi

Potensial hampir sama dengan mgh.Ketika benda berada jauh dari bumi, seperti satelitmisalnya, maka Ep-nya adalah mgh kali re/r.

Kita tahu bahwa jari-jari orbit satelit selalu tetap jikadiukur dari permukaan bumi. Satelit memiliki Ep karena ia berada pada pada jarak r dari permukaan bumi. Ep bernilaitetap selama satelit mengorbit bumi, karena jari- jariorbitnya tetap. Bagaimana dengan Eksatelit ? kita tahubahwa satelit biasanya mengorbit bumi secara periodik.Jadi laju tangensialnya selalu sama sepanjang lintasan.Dengan demikian, Energi Kinetik satelit juga besarnyatetap sepanjang lintasan. Jadi selama mengorbit bumi, Epdan Ek satelit selalu tetap alias tidak berubah sepanjanglintasan. Energi total satelit yang mengorbit bumi adalahjumlah energi potensial dan energi kinetiknya. Sepanjangorbitnya, besar Energi Mekanik satelit selalu tetap.

2.7 DAYA

Pada pembahasan tentang gerak, kamu telah mengetahui bahwa kecepatan adalah perubahan jarak per satu sekon. Misalkan, sebuah sepeda motor kecepatannya 10 m/s. Angka ini mengandung arti bahwa dalam satu sekon, sepeda motor tersebut mampu menempuh jarak 10 m. Terlihat bahwa kecepatan merupakan perubahan jarak setiap satu sekon.

Usaha dapat didefinisikan sebagai perubahan energi. Jika perubahan energi ini diukur setiap satu sekon, akan didapatkan sebuah besaran baru yaitu perubahan usaha setiap satu sekon. Besaran tersebut disebut daya. Jadi, daya dapat didefinisikan sebagai perubahan energi setiap satu sekon. Dalam bahasa Inggris, daya adalah power . Dengan demikian, daya dilambangkan dengan P.

Secara sistematis, daya dituliskan sebagai berikut.

Keterangan :

P = daya (Joule/sekon) W = usaha (Joule) t= waktu (sekon)

Satuan daya yaitu Joule/sekon. Dalam satuan SI disebut sebagai watt dilambangkan W. Bagaimana hubungan antara daya, kecepatan, dan usaha?

Ingat kembali hubungan antara gaya dan usaha yang dirumuskan dengan W = F x s.

Gaya F yang bekerja pada benda yang sedang bergerak sejauh s, sehingga:

W= F x s

Jadi, daya juga dapat dirumuskan:

P = F x v

Keterangan:

P = daya (watt) F = gaya (N)

V = kecepatan (m/s)

2.8 SATUAN DAYA LISTRIK 2.10 PENERAPAN DAYA LISTRIK 2.11 HUBUNGAN USAHA DAN ENERGI

Usaha dan energi memiliki hubungan. Definisi energi adalah kemampuan melakukan usaha. Hal tersebut menunjukkan bahwa usaha memiliki kaitan yang erat dengan energi.usaha merupakan perubahan energi yang terjadi pada suatu benda. Perubahan energi tersebut dapat berupa energi kinetik maupun

energi potensial. Dapat dicontohkan ketika kita mendorong sebuah peti di atas lantai yang datar dan licin, hanya gaya dorong yang melakukan usaha pada peti, dan ternyata kelajuan peti bertambah. Kelajuan peti bertambah tersebut berarti energi kinetik pada peti juga bertambah. Tentu saja pertambhan energi kinetik berasal dari usaha yang dilakukan oleh gaya dorong. Dengan demikian besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut:

W = Δ Ek ; W = Ek2-Ek1

W = Δ Ep ; W = Ep2-Ep1 ; W = m.g (h2-h1)

Keterangan:

W = usaha (Joule)

Δ Ek = Perubahan energi kinetik (Joule) Δ Ep = Perubahan energi potensial (Joule) Ek1 = energi kinetik awal (Joule)

Ek2 = energi kinetik akhir (Joule) Ep1 = energi potensial awal (Joule) Ep2 = energi potensial akhir (Joule) h1 = ketinggian awal (m)

h2 = ketinggian akhir (m)

BAB III

PENUTUP

3

.

1 KESIMPULAN

Dalam makalah ini, kita telah menjelajahi konsep usaha dan energi, dua aspek penting yang saling berhubungan

Berdasarkan pembahasan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut: Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Sebuah benda dapat dikatakan mempunyai energi apabila benda itu menghasilkan gaya yang dapat melakukan usaha atau kerja. Sedangkan usaha yaitu sesuatu yang dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada sesuatu benda. Sehingga hubungan usaha dan energi yaitu, dalam melakukan setiap usaha suatu benda memerlukan energi untuk menggerakannya agar berpindah dari tempatnya.

Dengan demikian, makalah ini menyoroti pentingnya memahami konsep usaha dan energi. Melalui pemahaman yang mendalam, kita dapat mengoptimalkan pemanfaatan sumber daya energi dan merancang solusi inovatif untuk tantangan yang dihadapi dalam dunia modern.

3.2 SARAN

Adapun saran penulis sehubungan dengan materi usaha dan energi ini ialah pe rlu pengkajian lebih mendalam. Hal ini bertujuan agar materi usaha dan energi da pat dikuasai dengan sempurna oleh mahasiswa sehingga mahasiswa dapat dengan mudah mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari.

Dengan disusunnya makalah ini kami mengharapkan kepada semua pembaca agar wawasannya dapat meningkat mengenai usaha dan energi hingga penerapannya d alam kehidupan sehari-hari.

Serta kami mengharapkan saran dan kritiknya agar makalah ini dapat menjadi lebi h baik dari sebelumnya.

Demikian saran yang dapat penulis sampaikan semoga makalah ini dapat memba wa manfaat bagi semua pembaca.

DAFTAR PUSTAKA

Resnick, H. (1996). Fisika Dasar. Jakarta: Erlangga.

Astawan, I Gede. 2012. Konsep Dasar IPA 2. Singaraja:

Universitas Pendidikam Ganesha.

Tim Guru Eduka. 2016. All New Mega Bank Soal Fisika SMA Kela s X,XI, & XII. Jakarta:Cmedia.

Alonso – Finn. 1992. Dasar-Dasar Fisika Universitas Edisi kedua (terjemahan). Jakarta: Penerbit Erlangga.

Palupi Dwi Satya., Suharyanto dan Karyono.2009. Fisika Untuk S MA dan MA Kelas XI Jakarta : CV Sahabat

Giancoli, Douglas C. 2000. Physics fr Scientist & Engineers Third

Edition. USA: Prentice Hall International.