Makalah Usaha dan Energi

MATA KULIAH : FISIKA

DISUSUN

OLEH :

NAMA : PARNINGOTAN PANGGABEANNPM : 110210225DOSEN : DESI SARIANI S.Pd

UNIVERSITAS PUTERA BATAMTAHUN AJARAN 2011 / 2012

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur bagi Tuhan yang telah menolong saya menyelesaikan makalah ini

dengan penuh kemudahan.Tanpa pertolongan – NYA munkin penyusun tidak akan sanggup

menyelesaikan dengan baik.

Makalah ini di susun agar pembaca dapat mengetahui keterkaitan hidup ini selama ini

dengan usaha dan energi.Makalah ini di susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan.Baik

itu datang dari diri penyusun maupun yang datang dari luar.Namun dengan penuh kesabaran

dan terutama pertolongan dari Tuhan akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.

Makalah ini memuat tentang “ Usaha dan Energi “ dan sengaja di buat untuk

memenuhi tugas mandiri tentang usaha dan energi dalam mata kuliah Fisika.

Semoga makalah ini dapat memberikan ilmu maupun wawasan yang lebih luas

kepada pembaca.Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan.Penyusun

mohon untuk saran dan kritiknya.Terima Kasih.

Batam , Januari 2012

Penulis

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ..................................................................................................................... i

Daftar Isi .............................................................................................................................. ii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ......................................................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .................................................................................................... 1

C. Tujuan ...................................................................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN

USAHA DAN ENERGI ..................................................................................................... 2

A. Usaha ....................................................................................................................... 2

1. Usaha Oleh Resultan Gaya Tetap ................................................................ 4

2. Usaha Oleh Resultan Gaya Tidak Tetap ...................................................... 6

3. Satuan Usaha ............................................................................................... 9

4. Menghitung Usaha dari Grafik dan Perpindahan ........................................ 9

5. Usaha yang Dilakukan Oleh Beberapa Gaya ............................................. 10

6. Usaha Negatif .............................................................................................. 10

B. Energi ....................................................................................................................... 11

1. Pengertian Energi ......................................................................................... 11

2. Macam – Macam Energi .............................................................................

BAB III PENUTUP

A. Simpulan .................................................................................................................. 19

B. Saran ......................................................................................................................... 19

Daftar Pustaka ...................................................................................................................... 20

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

“Beberapa masalah terkadang lebih sulit dari apa yang terlihat” (Young, 2002:164).

Seperti Anda mencoba mencari laju anak panah yang baru dilepaskan dari busurnya. Anda

menggunakan hukum Newton dan semua teknik penyelesaian soal yang pernah kita pelajari,

akan tetapi Anda menemui kesulitan. Setelah pemanah melepaskan anak panah, tali busur

memberi gaya yang berubah-ubah yang bergantung pada posisi busur. Akibatnya, metode

sederhana yang pernah kita pelajari tidak cukup untuk manghitung lajunya. Jangan takut,

masih ada metode-metode lainnya untuk menyelesaikan soal-soal tersebut.

Metode baru yang sebentar lagi akan kita lihat menggunakan ide kerja dan energi.

Kita akan menggunakan konsep energi untuk mempelajari rentang fenomena fisik yang

sangat luas. Kita akan mengembangkan konsep kerja dan energi kinetik untuk memahami

konsep umum mengenai energi dan kita akan melihat bagaimana kekekalan energi muncul.

B. Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan usaha?

2 . Apa yang dimaksud dengan energi?

3 . Apa saja aplikasi usaha dan energi dalam ke hidupan sehari hari ?

C. Tujuan

Makalah ini dimaksudkan untuk dapat membantu meningkatkan pemahaman mengenai

aplikasi usaha dan energi dalam kehidupan sehari-hari sehingga akan memungkinkan kita

dapat lebih mengerti bahwa pelajaran fisika itu bisa di aplikasikan dalam kehidupan sehari-

hari.

BAB II

PEMBAHASAN

USAHA DAN ENERGI

A.USAHA

Dalam kehidupan sehari-hari kata usaha mempunyai arti sangat luas, misalnya: usaha

seorang anak untuk menjadi pandai, usaha seorang pedagang untuk memperoleh laba yang

banyak, usaha seorang montir untuk memperbaiki mesin dan sebagainya. Jadi dapat

disimpulkan usaha adalah segala kegiatan yang dilakukan untuk mencapai tujuan.

Dalam ilmu fisika, usaha mempunyai arti, jika sebuah benda berpindah tempat sejauh d

karena pengaruh F yang searah dengan

perpindahannya 4.1), maka usaha yang

dilakukan sama dengan hasil kali antara gaya

dan perpindahannya, secara matematis dapat

ditulis sebagai berikut:

W = F.d

Jika gaya yang bekerja membuat sudut terhadap perpindahannya usaha yang

dilakukan adalah hasil kali komponen gaya yang searah dengan perpindahan (Fcos

alfa)

(Gambar 1.1) dikalikan dengan perpindahannya (d). Secara matematis dapat

ditulis sebagai berikut:

W = F cos α.d

dengan: W = usaha (joule) F = gaya (N) d = perpindahan (m)

= sudut antara gaya dan perpindahan

Aplikasi Usaha Dalam Kehidupan Kita

1. Mendorong rumah usaha yang sia-sia. Nilai W = 0 N

2. Mendorong mobil mogok, menarik gerobak, memukul orang W ada nilainya.

3. Katrol menggunakan keuntungan mekanis (KM)

4. Bidang miring bergantung pada kemiringan (s)

Dalam kehidupan sehari-hari, kata usaha dapat diartikan sebagai kegiatan dengan

mengerahkan tenaga atau pikiran untuk mencapai tujuan tertentu. Usaha dapat juga dipakai

sebagai pekerjaan untuk mencapai suatu tujuan tertentu.

Usaha yang dilakukan oleh gaya tetap (besar maupun arahnya) didefinisikan sebagai

hasil perkalian antara perpindahan titik tangkapnya dengan komponen gaya pada arah

perpindahan tersebut.

Contohnya: ibaratkan seseorang

menarik kotak pada bidang datar dengan tali

membentuk sudut α terhadap

horizontal ,sedangkan gaya F membentuk

sudut α terhadap perpindahan..... dari soal

tersebut menunjukkan gaya tarik pada sebuah

benda yang terletak pada bidang horizontal hingga benda berpindah sejauh s sepanjang

bidang. Jika gaya tarik tersebut dinyatakan dengan F maka gaya F membentuk sudut α

terhadap arah perpindahan benda.

Dalam konsep Fisika disebut ada usaha

apabila ada resultan gaya tetap dan ada

perpindahan pada arah garis kerja gaya.Sepeda

motor pada gambar tidak melakukan usaha

karena masih statis di tempat, sungguhpun

mesinnya telah dihidupkan. Jika sepeda motor

telah dikendarai menempuh perpindahan dan selama itu ada resultan gaya tetap

dikatakansepeda motor melakukan usaha. Namun bila dikendarai dengan kelajuan tetap,

sungguhpun ada perpindahan dikatakan sepeda motor tidak melakukan usaha, karena resultan

gaya bernilai nol atau tidak ada perubahan energi kinetik. Dalam bab ini akan dipahami

tentangusahadanenergi.

Menunjukkan Hubungan Usaha, Gaya dan Perpindahan

1. Usaha Oleh Resultan Gaya Tetap

Ilmuwan menemukan bahwa energi berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya

melaluitiga cara, yaitu usaha (kerja), kalor (panas), dan radiasi.Usaha/kerja dalam kehidupan

sehari-hari adalah mengerjakan sesuatu. Usaha/kerja dalamfisika diartikan sebagai mengubah

energi. Perubahan energi yang di dalamnya terdapat penerapan gaya itulah yang disebut

usaha atau kerja. Usaha/kerja juga mempunyai satuan joule dalam sistem SI dan merupakan

besaran skalar seperti halnya energi.Dalam setiap gejala fisis, kerja (work ) adalah hasil kali

resultan gaya ( force) dan perpindahan ( separation), dapat dirumuskan sebagai :

W = ∑ F . s

Dalam hal ini resultan gaya dianggap selalu bernilai tetap, sehingga usaha yang

dihasilkan adalah usaha yang ditimbulkan oleh gaya tetap.Besar usaha dapat ditentukan

melalui grafik hubungan F – s. Perhatikan grafik berikut ini,sumbu y menunjukkan besar

gaya F dan sumbu x menunjukkan besar perpindahan s.

Usaha yang dilakukan oleh gaya tetap F adalah W = F.s, hal itu setara dengan luas

bidangsegi empat yang dinaungi kurva/garis F. Pada grafik tersebut tampak bahwaW = Luas

bidang.

Usaha dapat bernilai nol bila salah satu atau kedua variabelnya yaitu resultan gaya

dan perpindahan bernilai nol.Sebagai contoh , orang yang mendorong almari yang sangat

berat, tidak melakukan usaha bila almari tidak bergeser, sekuat apapun Ia mendorong.

Gambar 7.1. Orang yang

mendorong benda yang

terlaluberat hingga tidak ada

perpindahan benda yang

didorong,dinyatakan bahwa

usaha

W = 0

Demikian pula pada orang yang mendorong tembok,karena tidak ada perpindahan

atau s = 0 maka dapat dikatakan bahwa usaha W = 0.Usaha juga dapat bernilai nol pada kasus

benda yang bergerak lurus beraturan (GLB).Misalnya sebuah kereta ekspres pada rentang

waktu tertentu mempertahankankecepatannya dengan kelajuan konstan (v = tetap). Walaupun

kereta itu berpindahmenempuh jarak tertentu dikatakan tidak melakukan usaha (W =0)

karena resltan gayanol (∑ F = 0).

Usaha juga dapat bernilai nol apabila tidak ada gaya bekerja pada arah

perpindahan.Misalnya, seorang atlet angkat

besi yang sedang mengangkat beban, karena s

= 0 maka dikatakan usaha yang dilakukan nol

(W = 0).Seorang pedagang asongan di terminal

bus yang berjalan sambil mengangkat barang

dagangan dalam kotak, dikatakan W = 0

karena walaupun perpindahan kotak ada

Gambar 7.2. Pedagang asongan menjinjing kotak berisi dagangannya, pada arah perpindahan

kotak dinyatakan bahwa usaha W = 0 namun ∑ F yang searah perpindahan kotak bernilai 0,

artinya hanya berlaku gaya berat ke bawah yang tidak memiliki proyeksi gaya searah

perpindahan kotak.

2. Usaha Oleh Resultan Gaya Tidak Tetap

Usaha yang ditimbulkan oleh gaya yang berubah-ubah dengan arah yang tetap dapat

ditemukan pada kejadian balok yang diikat pada pegas kemudian ditarik ke bawah sejauhx

dan dilepaskan.Pada saat tepat akan dilepaskan usaha pada kedudukan itu adalahW = ½ k x2

Bola akan bergerak keatas sampai pegas memampat maksimum dan akan bergerak

kembali ke arah berlawanan sampai pegas meregang maksimum, begitu seterusnya

Gambar 7.3. Usaha oleh gaya yang berubah

pada sistem balok terikat pada pegas

Besar gaya pada pegas dapat dihitung dengan

hukum Hooke yaitu F = k.yUsaha pada posisi balok

tertentu dapat ditentukan dengan persamaan sebagai

berikut.W = ½ k y2

Dimana k adalah konstanta pegas, sedangkan x adalah simpangan maksimum dan y

adalah pertambahan panjang pegas terhadap kedudukan seimbangnya (pada saat y = 0)

Daya (P) adalah usaha yang dilakukan tiap satuan waktu,secara matematis

didefinisikan sebagai berikut:

P = w/t

dengan:

P = daya (watt)

W = usaha (joule) t = waktu (s)

Daya termasuk besaran skalar yang dalam satuan MKS mempunyai satuan watt atau J/s

Satuan lain adalah:

1 hp = 1 DK = 1 PK = 746 watt

hp = Horse power; DK = daya kuda; PK = Paarden Kracht

1 Kwh adalah satuan energi yang setara dengan = 3,6 .106 watt.detik = 3,6 . 106 joule

Apabila sesuatu (manusia, hewan, atau mesin) melakukan usaha maka yang

melakukan usaha itu harus mengeluarkan sejumlah energi untuk menghasilkan

perpindahan.NurAzizah (2007:46) menyatakan ”usaha merupakan hasil kali antara gaya

dengan perpindahan yang dialami oleh gaya tadi.Jadi, jika suatu benda diberi gaya namun

benda tidak mengalami perpindahan, maka dikatakan usaha pada benda tersebut nol”.Sebagai

contoh sebuah mesin melakukan usaha ketika mengangkat atau memindahkan sesuatu.

Seseorang yang membawa batu bata ke lantai dua sebuah bangunan telah melakukan usaha.

Ketika berjalan, otot-otot kaki melakukan usaha. Namun, jika kamu hanya menahan

sebuah benda agar benda tersebut tidak bergerak, itu bukan melakukan usaha. Seseorang

yang sudah menahan sebuah batu besar agar tidak menggelinding ke bawah tidak melakukan

usaha, walaupun orang tersebut telah mengerahkan seluruh kekuatannya untuk menahan batu

tersebut. Jadi, dalam fisika, usaha berkaitan dengan gerak sebuah benda. Saat kita mendorong

atau menarik benda, kita mengeluarkan energi. Usaha yang kita lakukan tampak pada

perpindahan benda itu.

Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan (besar maupun arahnya) didefinisikan

sebagai hasil perkalian antara perpindahan titik tangkapnya dengan komponen gaya pada arah

perpindahan tersebut .Untuk memindahkan sebuah benda yang bermassa lebih besar dan pada

jarak yang lebih jauh, diperlukan usaha yang lebih besar pula.Apabila usaha disimbolkan

dengan W, gaya F, dan perpindahan s, maka:

Baik gaya maupun perpindahan merupakan besaran vektor. Sesuai dengan konsep perkalian

titik antara dua buah vektor, maka usaha W merupakan besaran . Bila sudut yang dibentuk

oleh gaya F dengan perpindahan s adalah θ, maka besarnya usaha dapat dituliskan sebagai: W

= (F cos θ).s.Komponen gaya F sin θ dikatakan tidak melakukan usaha sebab tidak ada

perpindahan ke arah komponen itu.

Dari persamaan rumus usaha, dapat dikatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh suatu gaya:

a. Berbanding lurus dengan besarnya gaya,

b. Berbanding lurus dengan perpindahan benda,

c. Bergantung pada sudut antara arah gaya dan perpindahan benda.

Jika persamaan rumus usaha kita tinjau lebih seksama, kita mendapatkan beberapa keadaan

yang istimewa yang berhubungan dengan arah gaya dan perpindahan benda yaitu sebagai

berikut:

a. Apabila θ = 00, maka arah gaya sama atau berimpit dengan arah perpindahan benda

dan cos θ = 1, sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya F dapat dinyatakan:

W = F . s cos θ

W = F . s . 1

b. Apabila θ = 900, maka arah gaya F tegak lurus dengan arah perpindahan benda dan

cos θ = 0, sehingga W = 0. Jadi, jika gaya F bekerja pada suatu benda dan benda berpindah

dengan arah tegak lurus pada arah gaya, dikatakan bahwa gaya itu tidak melakukan usaha.

c. Apabila θ = 1800, maka arah gaya F berlawanan dengan arah perpindahan benda

dan nilai cos θ = -1, sehingga W mempunyai nilai negatif. Hal itu dapat diartikan bahwa gaya

atau benda itu tidak melakukan usaha dan benda tidak mengeluarkan energi, tetapi

mendapatkan energi. Sebagai contoh adalah sebuah benda yang dilemparkan vertikal ke atas.

Selama benda bergerak ke atas, arah gaya berat benda berlawanan dengan perpindahan

benda. Hal itu dapat dikatakan bahwa gaya berat benda melakukan usaha yang negatif.

Contoh lain adalah sebuah benda yang didorong pada permukaan kasar dan benda bergerak

seperti tampak pada Gambar 7.4. Pada benda itu bekerja dua gaya, yaitu gaya F dan gaya

gesekan fk yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan benda.

Gambar 7.4

Jika perpindahan benda sejauh s maka gaya F melakukan usaha: W = F . s, sedangkan gaya

gesekan fk melakukan usaha: W = fk . s

d. Apabila s = 0, maka gaya tidak menyebabkan benda berpindah. Hal itu berarti W = 0. Jadi,

meskipun ada gaya yang bekerja pada suatu benda,namun jika benda itu tidak berpindah

maka, dkatakan bahwa gaya itu tidak melakukan usaha.

3. Satuan Usaha

Dalam SI satuan gaya adalah newton (N) dan satuan perpindahan adalah meter (m).

Sehingga, satuan usaha merupakan hasil perkalian antara satuan gaya dan satuan

perpindahan, yaitu newton meter atau joule. Satuan joule dipilih untuk menghormati James

Presccott Joule (1816 – 1869), seorang ilmuwan Inggris yang terkenal dalam penelitiannya

mengenai konsep panas dan energi.

1 joule = 1 Nm

karena 1 N = 1 Kg . m/s2

maka 1 joule = 1 Kg . m/s2 x 1 m

1 joule = 1 Kg . m2/s2

Untuk usaha yang lebih besar, biasanya digunakan satuan kilo joule (kJ) dan mega joule

(MJ).

1 kJ = 1.000 J

1 MJ = 1.000.000 J

4. Menghitung Usaha dari Grafik Gaya dan Perpindahan

Apabila gaya yang bekerja pada suatu benda besar dan arahnya tetap maka grafik

antara F dan perpindahan s merupakan garis lurus yang sejajar dengan sumbu mendatar s.

Usaha: W = luas daerah yang diarsir

Dengan demikian, dari diagram F – s dapat disimpulkan bahwa usaha yang dilakukan oleh

gaya F sama dengan luas bangun yang dibatasi garis grafik dengan sumbu mendatar s .

5. Usaha yang Dilakukan oleh Beberapa Gaya

Dalam kehidupan nyata hampir tidak pernah kita menemukan kasus pada suatu benda

hanya bekerja sebuah gaya tunggal. Misalnya, ketika Anda menarik sebuah balok sepanjang

lantai. Selain gaya tarik yang Anda berikan, pada balok juga bekerja gaya-gaya lain seperti:

gaya gesekan antara balok dan lantai, gaya hambatan angin, dan gaya normal.

Jadi, usaha yang dilakukan oleh resultan beberapa gaya yang memiliki titik tangkap

sama adalah sama dengan jumlah aljabar usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya.

Jika pada sebuah benda bekerja dua gaya maka usaha yang dilakukan adalah:

W = W1 + W2

Jika terdapat lebih dari dua gaya:

W = W1 + W2 + W3 + ...... + Wn

atau W = ∑Wn

6. Usaha Negatif

Seorang anak mendorong sebuah balok dengan tangannya. Sesuai dengan hukum III

Newton, dapat disimpulkan bahwa gaya yang bekerja pada balok dan tangan dalam kasus ini

sama besar tetapi berlawanan arah, yaitu FAB = -FBA. Tanda negatif menunjukkan arah

yang berlawanan. Jika usaha oleh tangan pada balok bernilai positif ( karena searah dengan

perpindahan balok), maka usaha oleh balok pada tangan bernilai negatif.

B. ENERGI

1.Pengertian Energi

Setiap saat manusia memerlukan energi yang sangat besar untuk menjalankan

kegiatanya sehari hari, baik untuk kegiatan jasmani maupun rohani. Berpikir, bekerja, belajar

dan bernyanyi memerlukan energi yang besar. Kamu membutuhkan berjuta juta kalori setiap

harinya untuk melakukan kegiatan dalam kehidupan sehari hari. Oleh karena itu, disarankan

setiap pagi sebelum berangkat sekolah, kamu harus makan terlebih dahulu. Dengan demikian

tubuhmu cukup energi untuk melakukan kegiatan kegiatan di sekolah dan untuk menjaga

kesehatanmu .

Dari sekilas penjelasan diatas dapat kita simpulkan bahwa energi adalah kemampuan

untuk melakukan sesuatu/ usaha. Dalam satuan energi dalam sistem international adalah

joule.

1 joule = 0,24 kalori.

1 kalori = 4,2 joule

2. Macam – Macam Energi

a. Energi mekanik (energi kinetik + energi potensial)

b. Energi panas

c. Energi listrik

d. Energi kimia

e. Energi nuklir

f. Energi cahaya

g. Energi suara

Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan yang terjadi hanyalah

perubahan suatu bentuk energi ke bentuk lainnya, misalnya dari energi mekanik diubah

menjadi energi listrik pada air terjun.

Energi yang paling terbesar dibumi adalah

matahari. Tuhan telah menciptakan matahari khusus

untuk mensejahterahkan umat manusia. Jarak matahari kebumi yang telah diatur 149.600 juta

kilometer memungkinkan energi panas yang diterima manusia di Bumi tidak membahayakan.

Energi panas dari sinar matahari sangat bermanfaat bumi dan dapat menghasilkan energi

energi yang lain dimuka bumi. Caranya adalah dengan mengubah energi matahari menjadi

energi yang lain, seperti energi kimia, energi listrik, energi bunyi, dan energi gerak. A. Energi

mekanik.

Ketika kamu memperhatikan sebuah mangga yang bergantung di pohonya, mungkin

kamu mengharapkan buah mangga tersebut jatuh dari pohonya. Mengapa buah mangga itu

dapat jatuh dari pohonya? Untuk melakukan kerja supaya dapat jatuh dari pohonya, buah

mangga harus memiliki energi. Energi apakah itu? Ketika buah mangga

(Gambar 2.1) jatuh, dia bergerak ke bawah sampai mencapai tanah. Energi apakah

yang terkandung ketika buah mangga bergerak jatuh?

Dalam peristiwa tersebut terdapat dua buah jenis energi yang saling mempengaruhi, yaitu

energi yang diakibatkan oleh ketinggian dan energi karena benda bergerak. Energi akibat

perbedaan ketinggian disebut energi potensial gravitasi, sedangkan energi gerak di sebut

energi kinetik.

Energi mekanik adalah penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Secara

matematis persamaan energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut :

Em = Ep + Ek

dengan

Em = Energi mekanik (J)

Ep = Energi Potensial ( J)

Ek = Energi Kinetik (J)

2.1. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh

setiap benda yang bergerak. Suatu ketika ada seseorang

pelaut malang yang terdampar dipulau kecil. Dia berpikir hanya dengan tiga cara dia dapat

mencari bantuan. Pertama, dia dapat menerbangkan laying laying dan berharap ada kapal

yang melihat laying laying tersebut. Kedua dia menyimpan pesan dalam boltol dan

membiarkanya mengapung diatas air sampai ada orang yang menemukanya. Ketiga, dia

membuat rakit untuk mencoba pergi dari pulau itu.

Gagasan pelaut itu bergantung pada satu jenis energi yang bekerja, yaitu energi akibat

gerakan angina yang akan membuat layangan mengapung, botol dapat bergerak dibawa

ombak, dan rakit dapat melaju. Sesuatu yang bergerak, misalnya angina dan air, memiliki

kemampuan yang dapat digunakan untuk menarik / mendorong sesuatu. Energi yang dimiliki

Gambar 1.2

oleh benda yang bergerak disebut energi kinetik. Kamu pun memiliki energi kinetik bila

bergerak. Kesimpulan dari diatas adalah bahwa energi kinetik bergantung pada massa benda

dan kecepan benda tersbut. Secara matematis, energi kinetik suatu benda dapat ditulis :

Ek = m.v.v

dengan,

Ek = Energi kinetik (joule)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan benda (m/s)

2.2. Energi potensial

Tahukah kamu ketahui bahwa energi potensial gravitasi adalah energi akibat perbedaan

ketinggian. Apakah energi ini akibat oleh ketinggian saja ?.

Contoh :

Buah kelapa yang bergantung dipohonya

menyimpan suatu energi yang disebut energi

potensial. Energi potensial yang dimiliki buah

kelapa di akibatkan oleh adanya gaya tarik bumi sehingga jatuhnya selalu kepusat bumi.

Energi potensial potensial akibat gravitasi bumi disebut energi potensial gravitasi. Energi

potensial gravitasi pun bisa diakibatkan oleh tarikan benda

Gambar 1.3

benda lain seperti tarikan antar planet.

Adapun energi potensial yang dimiliki suatu benda akibat pegas atau karet yang kamu

regangkan disebut energi potensial pegas. Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang

berada pada ketinggian tertentu dari permukaan bumi. Energi potensial pegas pegas muncul

akibat adanya perbedaan kedudukan dari titik keseimbangan. Titik keseimbangan adalah titik

keadaan awal sebelum benda ditarik.Energi potensial gravitasi dipengaruhi oleh

percepatan gravitasi sebagai berikut :

Ep = m.g.h

Dengan

Ep = energi potensial (J)

m = massa benda (kg)

g = konstanta gravitasi (m/s.s)

h = ketinggian (m)

2.3. Energi panas

Sumber energi panas yang sangat besar berasal dari matahari. Sinar matahai dengan panasnya

yang tepat dapat membantu manusia dan makluk hidup lainya untuk hidup dan berkembang

biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti energi listrik,

energi gerak, dan energi kimia. Energi panas

dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan

usaha seperti menyetrika, pakaian, memasak, dan

mendiddikan air. Energi panas merupakan energi yang

menghasilkan panas.

Gambar 1.4

2.4. Energi Listrik

Energi listrik merupakan salah satu energi yang paling banyak digunakan. Energi ini

dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut

arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak,

energi cahaya, energi panas, atau energi bunyi.

Sebaliknya, energi listrik dapat berupa hasil perubahan

energi yang lain, misalnya dari energi

matahari, energi gerak, energi

potensial air, energi kimia gas

alam, energi uap.

Gambar 1.5

Seperti yang kita ketahui bahwa energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan

usaha.

Terkait dengan listrik, untuk memindahkan sejumlah muatan potensial yang satu ke

potensial lainnya, di mana kedua potensial memiliki nailai berbeda, maka dibutuhkan energi.

Perhatikanlah gambar berikut :

Perhatikanlah gambar di samping. Pada gambar tersebut terlihat sebuah lampu berhambatan

R dihubungkan dengan dengan sebuah sumber tegangan listrik (AKI) sehingga menimbulkan

tegangan Vab antar ujung - ujung lampu atau dengan kata lain beda tegangan antara ujung-

ujung lampu berhambatan R menjadi V dengan kuat arus sebesar I mengalir selama selang

waktu Δt.

Besarnya energi listrik yang yang diberikan oleh sumber tegangan untuk memeindahkan

muatan pada filamen lampu yang hambatannya R tersebut dinyatakan dengan persamaan

W = V . ΔQ

W = V . I . Δt

Dalam hal ini W adalah energi yang dihasilkan oleh sumber tegangan jika sumber

tegangan tersebut menghasilkan arus listrik sebesar I amper dalam selang waktu Δt sekon

dengan beda potensial sebesar V volt.

Dengan menerapkan Hukum Ohm pada suatau rangkaian listrik (I = V/R), maka persamaan

untuk energi listrik dapat dituliskan dalam bentuk lain seperti berikut

W = V . I . Δt

W = I . R . I . Δt

W = I2 . R . Δt

W = V2/R . Δt

2.5. Energi Kimia

Energi Kimia adalah energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Makan banyak

mengandung energi kimia yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Energi kimia pun

terkandung dalam bahan minyak bumi yang sangat bermanfaat untuk bahan bakar. Baik

energi kimia dalam makanan maupun energi maupun energi kimia dalam minyak bumi

berasal dari energi matahari.

Energi cahaya matahari sangat diperlukan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan

sehingga mengandung energi kimia. Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga

mereka akan memiliki energi tersebut. Tumbuhan dan hewan yang mati milyaran tahun yang

lalu menghasilkan

Energi kimia bahan bakar di ubah menjadi

energi kinetik dari mobil (Gambar 1.6)

minyak bumi.

Energi kimia dalam minyak bumi sangat bermanfaat untuk menggerakkan kendaraan, alat

alat pabrik, ataupun kegiatan memasak.

2.6. Energi nuklir

Energi nuklir adalah energi yang tersimpan

dalam atom. Energi keluar ketika terjadi proses

reaksi nuklir. Jadi, bisa disimpulkan bahwa energi

nuklir dihasilkan dari perubahan sejumlah massa

inti atom ketika berubah menjadi inti atom yang

lain dalam reaksi nuklir.Contoh-contoh banda-

Pembangkit listrik tenaga nuklir (Gambar 1.7)

banda yang mempunyai energi nuklir antara lain:

1. Pembangkit listrik tenaga nuklir

2. Awan cendawan karena bom nuklir

Pada saat ini energi nuklir sangat berkembang dan dapat dimanfaatkan yaitu dengan

cara memberikan solusi atas masalah kelangkaan energi. Yang bisa kita ketahui yaitu

pemanfaatan energi nuklir dengan adanya listrik di setiap rumah-rumah, yang biasa disebut

Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) yaitu pembangkit listrik thermal di mana panas

yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih reaktor nuklir pembangkit listrik.

BAB III

PENUTUP

SIMPULAN DAN SARAN

A. SIMPULAN

Usaha dan Energi dalam Fisika adalah suatu bagian yang tak lepas dari

kehidupan manusia dari awal peradaban sampai akhir dari segala akhir kehidupan

manusia. Ilmu Pengetahuan dan Teknologi terus berkembang seiring perkembangan

peradaban manusia di dunia.

Untuk melengkapi kecerdasan iptek para pelajar, diperlukan pula penyelarasan

pengajaran usaha dan energi.Pengembangan iptek dianggap sebagai solusi dari

permasalahan yang ada.

B. SARAN

Semoga dengan tersusunnya makalah ini dapat memberikan gambaran dan

menambah wawasan kita tentang Aplikasi Usaha dan Energi dalam mata kuliah

Fisika dari waktu ke waktu, lebih jauhnya penyusun berharap dengan memahami

usaha dan energi dalam Fisika kita semua dapat menyikapi segala mamfaatnya

dan sehingga dapat berdampak positif bagi kehidupan kita semua.

Dari pembahasan materi ini saya mengalami beberapa kendala dalam

penyusunan makalah ini. Maka ada beberapa kesalahan oleh saya atau

kekurangan. Oleh karena itu saya juga membutuhkan saran dari pembaca untuk

menyempurnakan makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

Fisika untuk Sains dan Teknik By Tipler Jilid 1

www.google.com

www.wikipedia.com

http://www.fisikaasyik.com/