Daftar isi
USAHA
1. Pengertian Usaha
Usaha didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya yang searah atau segaris perpindahan dengan besarnya perpindahan.
Catatan :
- Jika θ = 0°, berarti gaya F searah dengan perpindahan, maka W = F.s.
- Jika θ = 90°, berarti gaya F tegak lurus dengan perpindahan, maka W = 0.
- Jika θ = 180°, berarti gaya F berlawanan arah dengan perpindahan, maka W = -F.s.
- Jika s = 0, berarti gaya tidak menyebabkan benda perpindah.
W = F.s cos∝
- W = usaha (joule)
- F = gaya (N)
- s = jarak tempuh (meter)
2. Usaha oleh Beberapa Gaya
Usaha merupakan besaran skalar. Jika ada beberapa gaya yang bekerja pada benda, maka usaha total yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan hasil penjumlahan skalar dari usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya.
- W1 = usaha oleh gaya 1 (joule)
- W2 = usaha oleh gaya 2 (joule)
- dan seterusnya
3. Grafik Gaya terhadap Perpindahan
Misalkan, gaya konstan F menyebabkan benda mengalami perpindahan sebesar (s) digambarkan sebagai berikut.
Usaha yang dilakukan oleh gaya F selama perpindahan s sama dengan luas daerah yang diarsir. Hal ini berlaku umum untuk segala macam bentuk grafik.
ENERGI
Energi berasal dari bahasa Yunani, yaitu diartikan 'ergon' yang artinya "kerja". Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Energi akan bermanfaat jika terjadi perubahan bentuk dari suatu bentuk energi ke berbentuk yang lain. Contohnya, setrika listrik akan bermanfaat jika terjadi perubahan energi listrik menjadi energi panas (untuk merapikan pakaian).
1. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial adalah energi yang masih tersimpan atau tersembunyi pada suatu benda, sehingga mempunyai potensi untuk melakukan usaha. Energi potensial gravitasi merupakan energi yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukan atau ketinggiannya.
Catatan :
- Perubahan energi potensial benda dari kedudukan yang lebih tinggi ke kedudukan yang lebih rendah bernilai positif, karena pada saat itu benda melakukan (menghasilkan) usaha.
- Perubahan energi potensial benda dari kedudukan yang lebih rendah ke kedudukan yang lebih tinggi bernilai negatif, karena pada saat itu benda menerima usaha dari luar sistem benda.
Dirumuskan :
W = -mg (h2-h1)
Keterangan :
- Ep = energi potensial (J)
- m = massa benda (kg)
- g = percepatan gravitasi benda (m/s²)
- h = posisi ketinggian terhadap tanah (m)
2. Energi Kinetik
Pada setiap benda yang sedang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan usaha atau mempunyai energi (energi gerak dan energi kinetik). Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh suatu benda karena geraknya. Semakin cepat benda bergerak, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki begitupun dengan sebaliknya.
Dirumuskan :
W = ½ m (v2² - v1²)
- Ek = energi kinetik (J)
- m = massa benda (kg)
- v = kecepatan benda (m/s)
- W = usaha untuk mengubah kecepatan benda