3.4. Menganalisis hubungan usaha, energy, daya dan efisiensi
4.4. Menyajikan gagasan/ide tentang dampak keterbatasan sumber energy bagi kehidupan dan upaya penanggulangannya dengan energy terbarukan
4.1. Usaha
Merupakan hasil sebuah gaya
yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut dapat mengalami
pepindahan tempat, maka pada usaha harus mengalami perpindahan. besar usaha dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut:
W = F. ∆S
W = usaha ( Joule )
F = gaya ( Newton )
∆S = perpindahan ( m )
Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap bidang datar, maka
persamaan berlaku ;
W = F cos θ. ∆S
W = usaha ( Joule )
F = gaya ( Newton )
∆S = perpindahan ( m )
Θ = sudut
Contoh:
Sebuah balok kayu ditarik tegak
lurus terhadap bidang horizontal oleh seseorang dengan gaya 50 N, sehingga
belok mengalami perpindahan sejauh 10 m. berapakah usaha yang dilakukan
tersebut ?
Jawab
Diketahui ; F = 50 N
S = 10
m
Ditanya : W = ?
Penyelesaian:
Rumus ;
W = F. ∆S
W = 50 N. 10 m
W = 500 Joule
W = 5 x 102 Joule
Contoh:
Sebuah balok kayu ditarik dengan
tali yang membentuk sudut 45 terhadap bidang horizontal oleh seseorang dengan
gaya 50 N, sehingga belok mengalami perpindahan sejauh 10 m. berapakah usaha
yang dilakukan tersebut ?
Jawab
Diketahui ; F = 50 N
S = 10
m
θ = 45Ο
Ditanya : W = ?
Penyelesaian:
Rumus ;
W = F. ∆S
W = 50 N cos 45Ο. 10 m
W = 50 N½√2. 10 m
W = 250√2 Joule
4.2. Energi
Merupakan kemampuan untuk melakukan
usaha ( perubahan ) kemampuan
untuk melakukan usaha tersebut bisa terjadi benda yang diam maupun benda yang
sedang bergerak, maka dalam fisika dibedakan menjadi:
Energi Kinetik
yaitu energy yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak ( Benda yang
memiliki kecepatan ) berlaku persamaan:
Ek
=½mv2
Ek
= Energi Kinetik ( Joule )
m = massa
benda yang gerak ( kg )
v = kecepatan
benda ( m/s )
Contoh;
Sebuah mobil massanya 2000 kg
bergerak dengan kecepatan tetap 72 km/jam, berapakah energy kinetic yang
dimilki oleh mobil tersebut ?
Jawab:
Diketahui; m
= 2000 kg
v = 72 km/jam = 20 m/s
ditanya; Ek
= ?
Penyelesaian
:
Rumus:
Ek
=½mv2
Ek
=½.2000 kg ( 20 m/s )2
Ek
=1000 kg . 400 m2/s2
Ek
=400000 kg m2/s2
Ek
=4 x 105 kg m2/s2
Ek
=4 x 105 Joule
Contoh;
Sebuah mobil massanya 2000 kg
bergerak ketika memiliki energy kinetic 4 x 105 Joule berapakah
kecepatan mobil tersebut ?
Jawab:
Diketahui; m
= 2000 kg
Ek = 4 x 105 Joule
ditanya; v =
?
Penyelesaian
:
Rumus:
Ek
=½mv2
4 x 105
Joule =½.2000 kg .v2
4 x 105
Joule =1000 kg .v2
4 x 105
Joule =103 kg .v2
4 x 105
Joule : 103 kg = v2
4 x 102
Joule / kg = v2
4 x 102
m2/s2 = v2
√4 x 102
m2/s2 = v
2 x 10 m/s =
v
20 m/s = v
Energi
Potensial yaitu energy yang dimiliki oleh benda yang sedang berada pada
kedudukannya sehingga dipengaruhi oleh gravitasi, berlaku persamaan :
Ep
= mgh
Ep
= Energy Potensial ( Joule )
m = massa benda yang gerak ( kg )
h = ketinggian benda ( m )
Contoh:
Hitunglah energy potensial
yang dimiliki oleh sebuah kelapa yang berada di pohonnya dengan ketinggian 10 m
dari permukaan tanah, setalah buah kelapa tersebut jatuh dan ditimbang ternyata
massanya 5 kg !
Jawab ;
Diketahui : h = 10 m
m = 5 kg
g = 10 m/s2
Ditanya : Ep = ?
Penyelesaian
:
Rumus :
Ep
= mgh
Ep
= 5 kg.10 m/s2 .10 m
Ep
= 500 Joule
Ep
= 5 x 102 Joule
Contoh :
Jika
sebuah bola memiliki massa 5 kg pada ketinggian berapakah bola tersebut agar
memiliki energy potensial 5 x 102 Joule ?
Jawab ;
Diketahui : m = 5 kg
Ep = 5 x
102 Joule
g = 10 m/s2
Ditanya
: h = ?
Penyelesaian
:
Rumus :
Ep
= mgh
5 x 102
Joule = 5 kg.10 m/s2 .h
5 x 102
Joule = 50 kgm/s2 .h
5 x 102
Joule : 50 kg = h
10 m = h
4.3. Daya
Daya
merupakan besarnya usaha yang dilakukan setiap satu satuan waktu, dapat ditulis
persamaannya sebagai berikut :
P = W/t
P = daya (
watt )
W = usaha (
Joule )
t = waktu (
sekon )
Contoh:
Sebuah mobil setiap 10 sekon
membutuhkan usaha sebesar 3000 joule untuk melakukan perjalanan, berapakah daya
digunakan mobil tersebut ?
Jawab :
Diketahui : t
= 10 sekon
W = 3000 joule
Ditanya : P =
?
Penyelesaian :
Rumus :
P = W/t
P = 3000 J/10
s
P = 300 watt
P = 3 x 102
watt
Tidak ada komentar:
Posting Komentar