Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya pada suatu benda adalah hasil kali gaya tersebut dengan perpindajan titik dimana gaya itu bekerja.
Keterangan :
→ jika benda diberi gaya (F) tetepi tidak bergerak (s = 0) maka usahanya = 0
→ jika benda diberi gaya (F) yang tegaklurus dengan arah perpindahannya maka usahanya= 0
→ jika benda diberi gaya (F) dan arah perpindahannya berlawanan dengan arah gayanya maka usahanya bernilai negatif ( W = - F.s )
Segala bentuk gaya, gaya grafitasi (berat benda), gaya gesek, gaya pegas, gaya listrik, gaya coloumb dll, yang menyebabkan suatu benda berpindah tempat berarti mempunyai usaha.
Energi Potensial Grafitasi
Keterangan :
Ep = energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
h = ketinggian (m)
∆Ep = perubahan energi potensial (J)
Energi Kinetik
Keterangan :
Ek = energi kinetik (J)
v = kecepatan benda (m/v)
∆Ek = perubahan energi kinetik (J)
= Ingat2.... untuk mencari usaha karena perubahan energi kinetik pada bagian perubahan kecepatan harus dikuadratkan terlebih dahulu baru diselisihkan..... jangan terbalik diselisihkan baru dikuadratkan.
Hukum Kekekalan Energi Mekanik
- Pada ketinggian maksimum (hmaks) kecepatannya = 0 m/s maka energi kinetiknya juga = 0 J. berlaku hubungan :
- Pada saat benda akan menyentuh tanah maka ketinggiannya = 0 m maka energi potensialnya juga = 0 J. berlaku hubungan :
maka kecepatan benda saat menyentuh tanah dapat dihitung dengan :
Contoh :
Pada saat ketinggian benda = setengah ketinggian mula2 berapakah besar kecepatan benda ?
ingat... saat ketinggian mula2 benda belum bergerak sehingga energi kinetiknya = 0
m.g.h1 + ½.mv12 = m.g.h2 + ½.mv22
m.g.h + 0 = m.g.½h + ½.mv22
m.g.h - ½.m.g.h = ½.mv22
½.mv22 = ½.m.g.h
Daya dan Efisiensi
Daya
Daya adalah besarnya usaha atau energi tiap satuan waktu.
keterangan :
P = daya (W)
W = usaha (J)
E = energi (J)
t = waktu (s)
s = jarak/perpindahan (m)
v = s/t = kecepatan (m/s)
Efisiensi (daya guna)
Perbedaan Pmasukan dan Pkeluaran disebabkan oleh daya yang diberikan kepada suatu sistem tidak semuanya diubah menjadi bentuk daya yang kita butuhkan.
besarnya efisiensi biasanya dinyatakan dalam persen :
dalam pengerjaan soal bentuk persen ini harus diubah terlebih dahulu menjadi dalam bentuk pecahan atau desimal
Contoh Perubahan Energi
a. Energi Potensial menjadi Energi Kinetik
Jika kita menjatuhkan benda dari ketinggian tertentu maka akan terjadi perubahan energi potensial pada titik tertinggi menjadi energi kinetik seluruhnya pada titik terndah (saat benda hampir menyentuh permukaan tanah) maka terdapat hubungan :
maka kecepatan benda saat menyentuh tanah dapat dihitung dengan :
b. Energi Potensial Berubah Menjadi Energi Kalor
Benda jatuh dari ketinggian tertentu, saat menumbuk tanah sebagian energi potensialnya akan berubah menjadi kalor.
Keterangan :
∆T = perubahan suhu ( 0K )
c = kalor jenis
g = percepatan gravitasi ( m/v2 )
c. Energi Potensial Menjadi Energi Listrik
Air terjun ada yang dimanfaatkan menjadi sumber energi listrik. Proses ini menggunakan alat yang disebut generator. Generator merubah sebagian energi potensial air terjun menjadi energi listrik.
Keterangan :
P = daya listrik ( W )
V = tegangan atau beda potensial ( V )
I = arus listrik ( A )
t = waktu ( s )
Sumber : http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/11/usaha-dan-energi.html