Energi & Usaha

Pelatihan Guru SMP ~BUMN Peduli~

Bagaimana rasanya

kejatuhan apel ?

Bagaimana rasanya

kejatuhan durian runtuh ?

© Tim Sharville

Mengapa buku dapat membuat kaleng ringsek ?

Energi adalah kemampuan sesuatu benda untuk melakukan sesuatu

Mengubah gerakan benda

DAN

Mengubah posisi benda

UsahaProses melakukan

sesuatu

Mengapa kawatnya panas ?

Mengapa sendoknya bengkok ?

Kalau ada usaha, pasti ada perubahan energiKalau ada perubahan energi, pasti ada usaha

W = E

“Usaha mengubah energi suatu benda.Untuk mengubah energi, kita perlu melakukan usaha”

Bagaimana gerakan kedua bandul ?Apa kesimpulan percobaan ini ?

© Physics 12

© Physics 11

© Physics 11

Usaha = Ada perpindahan

Semakin besar gaya, semakin besar usaha

Semakin kuat benda didorong

Semakin besar transfer energinya

Semakin besar usahanya

“Kalau kamu tidak mendorong atau benda tidak berpindah, kamu tidak berusaha”

W = F . s

© Edward E. Odgen

Bagaimana transfer energi pada bandul Newton ini ?

© Physics 12

Energi 1 bola 1 bolaMenggerakan

Energi 2 bola 2 bola

Energi 3 bola 3 bola

Energi awal = Energi Akhir

Rel Kelereng

Apakah bola bowling akan mengenai kepala anda ?Mengapa ?

© Wake Forest University

© smclarty77

© poznanov

© Physics 11

© Physics 12

Mana yang lebih dalam ? Yang ditabrak kereta berbeban atau yang tidak berbeban ? Mengapa?

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki ketika benda bergerak

Kemampuan benda bergerak untuk menggerakan benda lain

© Physics 11

Energi

Sesudah tumbukan

Bola putih tidak punya energi Bola hijau punya energi

Sebelum tumbukan

Bola putih punya energi Bola hijau tidak punya energi

Usaha yang dilakukan untuk menggerakan benda diam sejauh

jarak tertentu

Ek = 0 Ada Ek

Ada perubahan energi

Ada usaha

v

jarak

Besar energi kinetik benda setelah

menempuh jarak tersebut

Semakin besar massa benda, semakin besar energi kinetiknya

Semakin cepat benda, semakin besar energi kinetiknya

Kecepatan benda lebih mempengaruhi energi kinetik benda

“Ditabrak mobil balap lebih sakit daripada ditabrak truk”

© Uncle Mark

Mengapa kalengnya dapat kembali ?Bagaimana perubahan energi pada benda ini ?

Darimana “kutu” mendapatkan energi untuk melompat ?

Bagaimana ketinggian bandul yang tertahan ?

© University of Maryland

Bagaimana dengan benda yang diam ?

© Physics 11

Benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Ia mampu menggerakkan benda lain.

Saat diam pun batu menyimpan

energi

Energi ini disebut energi

potensial

Batu dapat melakukan

usaha karena gaya gravitasi

Durian memiliki energi potensial

gravitasi

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda yang tidak melakukan usaha

Energi yang diberikan benda saat

jatuh

Energi yang diperlukan untuk

mengangkat benda ke suatu tempat

EM (Etotal)

EKEP

Usaha yang diperlukan untuk mengangkat benda ke suatu ketinggian :

W = F . s

Ep = m . g . h

Usaha yang timbul akibat gaya

gravitasi

Energi potensial gravitasi

Gaya yang dilawan

Gaya Berat

Perpindahan yang ditempuh

Ketinggian

“Semakin tinggi mereka, semakin keras jatuhnya”

3 Buah bola dengan isi berbeda dijatuhkan dari ketinggian yang sama. Bola A berisi udara, bola B berisi air, sedangkan bola C berisi pasir.

Bola mana yang memantul paling tinggi ?

© INDOSAT Galileo

© INDOSAT Galileo

Bidang Miring

© Physics 11

Mengapa bidang miring meringankan pekerjaan kita ?

© www.mapcaste.com

Usaha yang diperlukan untuk

mengangkat benda

Usaha yang diperlukan untuk

mengubah ketinggian benda

Hanya dipengaruhi ketinggian dan

berat

Konstan

s Bidang miring menambah jarak yang ditempuh

untuk membawa barang dari bawah ke atas

sh s > h

W = F . sF

Bidang miring menyebabkan gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat beban berkurang

Archimedes dulu pernah berkata,

“Give me a point of support and I will lift the Earth”

Bagaimana cara Archimedes mengangkat bumi ?

Seesaw Jumper in Seoul © E.B.

Bagaimana cara mengangkat beban yang lebih berat dengan beban yang lebih ringan ?

Beban A lebih berat dari beban B. Kedua beban ini ditusukkan pada sebuah tuas. Titik tumpu tuas diatur sedemikian rupa sehingga tuas seimbang. Jika tuas dipotong tepat di titik tumpunya…

Bagaimana berat potongan tersebut ?

A.Massa potongan A > Massa potongan BB. Massa potongan A = Massa potongan BC.Massa potongan A < Massa potongan B

Bagaimana cara mengetahui massa tuas tanpa menggunakan timbangan ?

Sama seperti bidang miring, ulir meringankan pekerjaan kita dengan memperbesar jarak yang ditempuh

Bagaimana susunan katrol agar beban dapat diangkat dengan gaya sekecil mungkin ?

Jika beban dengan massa 2 kg dikaitkan di kiri, berapa kg beban yang perlu dikaitkan di kanan

agar sistem seimbang ?

Pilihannya :A. 1 kgB. 2 kgC. 4 kgD. 8 kg

Untuk mengangkat beban 2.4 kg, dibutuhkan gaya sebesar 24 N.

Dengan bidang miring, kita hanya membutuhkan 8 N untuk mengangkat benda ke ketinggian yang sama

© Physics 11

Pesawat sederhana membuat kita lebih menghemat tenaga.

Ukuran seberapa kita diuntungkan disebut keuntungan mekanik (Mechanical Advantage)

M. A. =Gaya Output

Gaya Input

Keuntungan mekanik mengukur seberapa berlipat gaya yang yang kita hasilkan

Mana yang keuntungan mekaniknya lebih besar : Tuas yang perbandingan jarak beban-titik tumpu

dan jarak lengan-titik tumpu 1 : 4 Bidang miring yang jarak tempuhnya 4 x

tingginya ?