energi dan perubahannya

A.
PENGERTIAN ENERGI
Energi adalah kemampuan untuk melakukan
kerja atau usaha.
Kegiatan sehari-hari yang
memerlukan energi.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Energi
Energi
Energi
Energi
Energi
Dll.
Kimia
Listrik
Panas
Cahaya
Mekanik
5. Energi Mekanik ?
C. Perubahan Energi
HUKUM KEKEKALAN ENERGI : ” Energi tidak dapat
diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi
hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang
lain”.
Contoh perubahan energi antara lain sbb:
a. Energi listrik menjadi energi panas, misalnya
pada setrika listrik, kompor listrik, dan solder
listrik.
b. Energi listrik menjadi energi cahaya, misalnya
pada lampu.
c. Energi listrik menjadi energi kimia, misalnya
pada penyetruman (pengisian) aki.
d. Energi cahaya menjadi energi kimia,
misalnya fotosintesis.
Mengapa buah mangga itu dapat jatuh dari
pohonnya?
Energi mekanik merupakan penjumlahan dari
energi potensial dan energi kinetik.
Em = Ep + Ek
dengan: Em = energi mekanik (J)
Ep = energi potensial (J)
Ek = energi kinetik (J)
1.
2.
Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang
berada pada ketinggian atau posisi tertentu dari
permukaan bumi
Energi potensial pegas muncul akibat adanya
perbedaan kedudukan dari titik kesetimbangannya.
Titik kesetimbangan adalah titik keadaan awal sebelum
benda ditarik.
Secara matematis , energi potensial grafitasi dituliskan sbb :
Ep = mgh
dengan:
Ep = energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = konstanta gravitasi (m/s2)
h = ketinggian (m)
Mengapa peluru yang keluar dari sebuah senapan sangat berbahaya jika
mengenai manusia, padahal massa peluru hanya beberapa gram?
Meskipun massanya kecil, peluru yang keluar dari senapan memiliki
energi yang sangat besar. Hal ini disebabkan peluru tersebut mempunyai
kelajuan yang sangat besar. Jika massa peluru tersebut diperbesar dengan
gaya yang sama, energinya akan semakin besar pula.
Energi apakah yang dimiliki peluru yang keluar dari senapan?
Energi tersebut dinamakan energi kinetik. Jadi energi kinetik dapat
didefinisikan sebagai energi yang dimiliki sebuah benda karena
kelajuannya.
Pada kasus peluru yang keluar dari senapan dapat disimpulkan bahwa
besar energi kinetik bergantung pada massa benda dan kecepatannya.
Energi kinetik dirumuskan sebagai berikut :
Dengan,
Ek = energi kinetik (J)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)
SOAL :
Sebuah kelereng yang massanya 10 g mula-mula diam, kemudian bergerak
dengan kecepatan 5 m/s. Berapakah energi kinetik yang dimiliki kelereng
yang sedang bergerak?

Hukum Kekekalan Energi
Hukum Kekekalan Energi
Rumus/persamaan untuk usaha dituliskan sebagai berikut :
W=F.s
dengan:
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Contoh Soal
1. Rizki mendorong meja dengan gaya 100 N sehingga meja bergeser
sejauh 2 m. Hitung usaha yang dilakukan Rizki.
2. Seorang pria mendorong peti besi dengan gaya 600 N. Peti tersebut
bergeser sejauh 2 m. Hitunglah usaha yang dilakukan pria tersebut !
3. Sebuah benda yang massanya 2 kg diangkat vertikal sampai ketinggian
1 m. Apabila percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s2, hitunglah
besarnya usaha untuk memindahkan benda tersebut.
F. Hubungan antara Usaha dan Energi
Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horisontal
menyebabkan perubahan energi kinetik. Dengan demikian, besarnya usaha
sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis ditulis
sebagai berikut.
W = Δ Ek
W = Ek2 – Ek1 dengan: W = usaha (J)
Ek = perubahan energi kinetik (J)
Ek2 = energi kinetik akhir (J)
Ek1 = energi kinetik awal (J)
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda
yang bergerak vertikal) sama dengan perubahan energi
potensial gravitasi. Secara matematis ditulis sbb :
W = Δ Ep
W = Ep2 – Ep1
W = m g (h2 – h1) (10–9)
dengan: W = usaha (J)
ΔEp = perubahan energi potensial (J)
Ep1 = energi potensial awal (J)
Ep2 = energi potensial akhir (J)
G. Pesawat Sederhana
1. TUAS
lk
lb
F
W
W x lb = F x lk
W
KM =
F
lk
=
lb
dengan:
W = beban (N)
F = kuasa (N)
KM = keuntungan mekanis
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)
Soal-soal
1. Sebuah batu seberat 700 N akan dipindahkan dengan tuas yang
panjangnya 2 m. Untuk membuat sistem pengungkit, digunakan
sebuah batu sebagai tumpuan. Jika jarak titik tumpu terhadap beban
0,5 m, hitunglah :
a. gaya yang diperlukan untuk menggerakkan batu!
b. Keuntungan mekanis pengungkit tersebut !
2. Sebuah batu besar seberat 1.000 N akan digulingkan menggunakan
tuas sepanjang 5 m,lengan bebannya 2 meter. Hitunglah :
a. gaya yang diperlukan untuk menggerakkan batu!
b. Keuntungan mekanis pengungkit tersebut !
2. Katrol
3. Bidang Miring
Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang
miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar
keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.
Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan panjang (s) dan tinggi
bidang miring (h)
Alat-alat dalam kehidupan sehari-hari yang menggunakan prinsip
bidang miring, misalnya :
a. Baji
b. Sekrup
SOAL-SOAL :
1. Seorang mendorong sebuah peti seberat 600 N. Pria ini menggunakan
sebuah papan dengan panjang 4 m yang digunakan sebagai bidang miring.
Jika jarak permukaan tanah dan bak truk 2 m, hitunglah keuntungan
mekanis penggunaan bidang miring ini!
2. Sebuah peti harus dinaikkan ke atas truk. Agar lebih ringan, digunakan
bidang miring yang licin dan panjangnya 4 m. Jika tinggi truk 1 m dan berat
peti 600 N, hitunglah:
a. gaya yang diperlukan untuk mengangkat peti tersebut,
b. keuntungan mekanis bidangmiring tersebut.
3. Seorang pria akan memindahkan sebuah peti seberat 800 N dari tanah
ke dalam truk. Ketinggian bak truk dari tanah adalah 1,5 m. Jika pria
tersebut menggunakan sebuah papan dengan panjang 6 m untuk membuat
bidang miring, hitunglah:
a. usaha yang dilakukan pria ini jika ia mengangkat secara langsung tanpa
menggunakan bidang miring!
b. keuntungan mekanik jika ia menggunakan bidang miring untuk
memindahkan peti tersebut!
Tekanan
A. Pengertian Tekanan
Jika ayam dan itik berjalan di jalan yang berlumpur, ternyata kedua bekas
kaki unggas tersebut memiliki kedalaman yang berbeda. Bekas kaki
apakah yang lebih dalam?
B. Tekanan pada Zat Padat
Besarnya tekanan pada zat padatberbanding lurus dengan gaya yang
bekerja pada benda dan berbanding terbalik dengan luas bidang sentuh
gaya
Satuan tekanan dalam Sistem Internasional (SI) adalah N/m2.
Satuan ini juga disebut pascal (Pa).
1 Pa = 1 N/m2
SOAL-SOAL :
C. Tekanan pada Zat Cair ( Hidrostatis )
Mengapa, ketika kamu mencoba untuk menyelam ke dasar kolam,
semakin dalam kamu menyelam maka kamu akan merasa gaya
yang menekan ke tubuhmu semakin besar ?
Bagaimana cara menyelidiki tekanan di dalam zat cair?
Dari hasil percobaan pada kegiatan disimpulkan bahwa
semakin dalam posisi zat yang diam maka semakin
besar tekanannya berarti tekanan hidrostatis sebanding
dengan kedalaman (h).
P~h
Bagaimanakah tekanan hidrostatis pada kedalaman
tertentu untuk jenis zat cair berbeda? Apakah sama?
Besarnya tekanan pada zat cair berbanding lurus dengan massa jenis zat
cair dan kedalaman di dalam zat cair.
Pada umumnya, tekanan pada kedalaman yang sama dalam zat cair yang
serba sama adalah sama.
Pada dunia teknik bendungan, para arsitek membuat suatu bendungan
dengan memperhitungkan tekanan hidrostatis. Hal ini ditunjukkan dengan
semakin menebalnya dinding bendungan ke arah dasar permukaan air,
seperti terlihat pada gambar, mengapa demikian?