Energi dan usaha

ENERGI DAN
USAHA
Muhammad Faiz Fadillah
Usaha (W)
F
Energi
s
W=F.s
Energi Potensial = m.g.h
1
2
Energi Kinetik = . 𝑚. 𝑣 2
F
𝜃
W = usaha yang dilakukan pada benda (Nm=Joule)
F = Gaya yang searah dengan perpindahan (N)
S = Perpindahan benda (m)
𝜃 = sudut antara F dan s
𝐹 cos 𝜃
s
W=F.s. cos 𝜃
1
Energi mekanik = Ep+Ek = m.g.h + 2 . 𝑚. 𝑣 2
m= massa (kg)
g= gravitasi (𝑚/𝑠 2 )
h=kedudukan (m)
v= kecepatan (m/s)
Konsep Energi Pada Beberapa Kasus
1. Pada gerak parabola, persamaan energy nya :
Di dasar permukaan tanah
1
𝐸𝑝 = 0 𝑑𝑎𝑛 𝐸𝑘 = 𝑚 𝑣02
2
Di puncak tertinggi
1
𝐸𝑝 = 𝑚 𝑣02 sin 𝛼 2
2
1
𝐸𝑘 = 𝑚 𝑣02 𝑐𝑜𝑠 𝛼 2
2
𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑘𝑔
𝛼 = 𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑒𝑙𝑒𝑣𝑎𝑠𝑖
𝑣0 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑎𝑤𝑎𝑙
Hubungan Energi
dan Usaha
Hubungan Usaha dengan Energi Potensial =
𝑊 = ∆𝐸𝑝
𝑊 = 𝐸𝑝2 − 𝐸𝑝1 = 𝑚. 𝑔. ∆ℎ
Hubungan Usaha dengan Enegi Kinetik
𝑊 = ∆𝐸𝑘
1
𝑊 = 𝐸𝑘2 − 𝐸𝑘1 = 𝑚. (𝑣2 2 −𝑣1 2 )
2
Kekekalan Energi Mekanik
𝐸𝑀1 = 𝐸𝑀2
𝐸𝑝1 + 𝐸𝑘1 = 𝐸𝑝2 + 𝐸𝑘2
1
1
2
𝑚. 𝑔. ℎ1 + 𝑚. 𝑣1 = 𝑚. 𝑔. ℎ2 + 𝑚. 𝑣22
2
2
Energi Potensial Gravitasi Ditinjau dari Massa Planet
𝐸𝑝 = −𝐺
𝑀. 𝑚
𝑅
m
M
R
Energi Pada Gerak Harmonis
1. Energi Potensial
1 2
𝐸𝑝 = 𝑘𝐴 sin 𝛼 2
2
k= konstanta pegas(N/m)
A=Amplitudo
𝛼 = 𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑓𝑎𝑠𝑒
2. Energi Kinetik
1 2
𝐸𝑝 = 𝑘𝐴 cos 𝛼 2
2
2
𝑘 = 𝑚𝜔 ; 𝑚 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑘𝑔 ; 𝜔 = 2𝜋𝑓
3. Energi Mekanik
𝐸𝑚 = 𝐸𝑝 + 𝐸𝐾
𝐸𝑚 = 𝐸𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐸𝑘𝑚𝑎𝑘𝑠 = 𝐸𝑝𝑚𝑎𝑘𝑠
Besar energy potensial pegas
1
𝐸𝑝 𝑝𝑒𝑔𝑎𝑠 = 𝑘. 𝑥 2
2
Penerapan Kekekalan Energi Mekanik
“Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, hanya
mengalami perubahan bentuk”
Penerapan Kekekalan Energi Mekanik
C
𝐸𝑚𝐴 = 𝐸𝑚𝐵 = 𝐸𝑚𝐶
B
A
C
A
B
A
B
C
Laju Energi (Daya)
𝑃=
𝐸 𝑊 𝐹. 𝑠
=
=
= 𝐹. 𝑣
𝑡
𝑡
𝑡
𝑃 = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑊𝑎𝑡𝑡
𝑊 = 𝑈𝑠𝑎ℎ𝑎 𝐽𝑜𝑢𝑙𝑒
𝑡 = 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑠
𝐹 = 𝐺𝑎𝑦𝑎 𝑁
𝑚
𝑣 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 ( )
𝑠
5