energi dan usaha

ENERGI DAN USAHA

 

A.     ENERGI

a.      Pengertian energi

Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha.

Contoh : air terjun mampu menggerakkan turbin, minyak tanah mampu membuat kompor tetap menyala, makanan mampu memberikan kekuatan pada tubuh.

b.      Bentuk-bentuk energi

1.       Energi angin, energi yang dihasilkan oleh udara yang bergerak. Contoh : angin dapat memutar kincir.

2.       Energi bunyi, energi yang terkandung dalam benda-benda yang dapat menghasilkan bunyi. Contoh : sirene dan lonceng.

3.       Energi gelombang, energi yang dihasilkan oleh gelombang, baik gelombang air laut maupun air sungai. Contoh : gelombang air laut dapat dimanfaatkan untuk berselancar (surfing).

4.       Energi kalor (panas), energi yang terkandung dalam benda-benda yang dapat menimbulkan panas atau kalor. Contoh : panas api dan matahari.

5.       Energi kimia, energi yang dapat dihasilkan dari reaksi antarzat kimia. Contoh : batu baterai dan aki.

6.       Energi listrik, energi yang dimiliki oleh alat-alat listrik. Contoh : setrika listrik dan dinamo.

7.       Energi nuklir, energi yang tersimpan dalam inti atom suatu unsur. Contoh : Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN).

c.       Energi mekanik

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena gerak dan kedudukannya.

Em = Ep + Ek

Keterangan                :

Em = energi mekanik (joule)

Ep  = energi potensial (joule)

Ek  = energi kinetik (joule)

1.       Energi potensial, energi yang dimiliki oleh suatu benda karena kedudukannya.

Ep = m x g x h

Keterangan        :

m = massa benda (kg)

g  = percepatan gravitasi (m/s²)

h = tinggi kedudukan benda (m)

2.       Energi kinetik, energi yang dimiliki oleh suatu benda karena geraknya.

Ek = ½ m.v²

Keterangan        :

m = massa benda (kg)

v  = kecepatan gerak benda (m/s)

d.      Perubahan energi

Hukum kekekalan energi :

 “Energi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, melainkan dapat berubah bentuk dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain”.

B.      USAHA

Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga mengalami perpindahan.

W = F x s

Keterangan        :

W = usaha (joule)

F  = gaya (N)

s  = perpindahan benda (m)

C.      PESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana adalah suatu alat yang dibuat untuk memudahkan melakukan usaha.

a.      Tuas

w x l_b = F x l_k

Keterangang              :

w    = berat beban (N)

 l_b    = lengan beban (m)

F      = gaya kuasa (N)

l_k        = lengan kuasa (m)

Keuntungan mekanis             :  w/f = l_k/l_b

b.      Bidang miring

F x s = w x h

Keterangan                :

F      = gaya kuasa (N)

s      = panjang bidang miring (m)

w    = berat beban (N)

h     = ketinggian (m)

c.       Katrol

1.       Katrol tetap

w x l_b = F x l_k

Keterangan        :

w             = berat beban (N)

 l_b             = lengan beban (m)

F              = gaya kuasa (N)

l_k                     = lengan kuasa (m)

gaya

GAYA

 

A.     GAYA (F)

Gaya adalah sesuatu yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan kecepatan dan perubahan bentuk suatu benda. Gaya diberi lambang notasi F dan satuan gaya adalah newton atau dyne.

1.       1 newton = 1kg.m/s²

2.       1 dyne = 1gr.cm/s²

3.       1 newton = 10⁵ dyne

F = m x a

Keterangan :

F = gaya (newton, dyne)

m = massa benda (kg, gr)

a = percepatan (m/s², cm/s²)

B.      PERPADUAN GAYA YANG SEGARIS

Gaya (F) merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang mempunyai nilai dan arah. Apabila pada sebuah benda bekerja dua buah gaya atau lebih yang segaris kerja maka :

a.       Jika gayanya searah : F_total = F₁ + F₂

b.      Jika gayanya berlawanan arah : F_total = F₁+ F₂

C.      BERAT (w) DAN MASSA (m)

Berat benda adalah massa suatu benda yang dipengaruhi oleh gaya tarik bumi (gravitasi). Benda yang massany 1 kg, beratnya adalah massa benda itu dikalikan gravitasi di tempat tersebut.

w = m x g

Keterangan        :

w = berat benda (newton).

g  = percepatan gravitasi (= 9,8 m/s²).

m = massa (kg).

D.     HUKUM NEWTON

a.      Hukum I Newton (Kelembaman)

Setiap benda akan tetap diam (atau bergerak lurus beraturan), jika tidak ada gaya yang bekerja atau jika resultan gaya sama dengan nol.

Contoh : sebuah buku yang diletakkan di atas meja, akan tetap diam pada kedudukannya jika tidak dikenai gaya.

b.      Hukum II Newton

Percepatan yang ditimbulkan oleh gaya yang bekerja pada sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda, tetapi berbanding terbalik dengan massa benda dan arahnyya sama dengan arah gaya.

Contoh : ketika kita menarik tali yang diikatkan pada sebuah pohon maka seolah-olah ada gaya menarik diri kita ke arah pohon.

c.       Hukum III Newton (Hukum Aksi-Reaksi)

Apabila sebuah benda mengerjakan gaya pada benda lain maka benda yang kedua ini akan mengerjakan gaya pada benda yang pertama, sama besar dan berlawanan arah.

Contoh : bola pingpong yang dijatuhkan ke lantai dari ketinggian tertentu akan memantul.