Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Usaha dan energi
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Usaha dan energi
KOMPETENSI DASAR:3.3 Menganalisis konsep energi, usaha, hubungan
usaha dan perubahan energi, dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak dalam kejadian sehari- hari
INDIKATOR 3.3.1 Menjelaskan pengertian usaha.3.3.2 Menganalisis hubungan antara besaran
usaha, gaya, dan perpindahan.3.3.3 Menentukan besar usaha suatu benda
yang ditarik membentuk sebuah sudut3.3.4 Menyebutkan faktor-faktor yang
mempengaruhi usaha.3.3.5 Menghitung besar usaha dari grafik F-x
PERTEMUAN I
TUJUAN PEMBELAJARAN Setelah melalui proses pembelajaran peserta didik
diharapkan dapat :1. Menjelaskan pengertian usaha.2. Menganalisis hubungan antara besaran usaha,
gaya, dan perpindahan.3. Menentukan besar usaha suatu benda yang ditarik
membentuk sebuah sudut4. Menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi
usaha.5. Menghitung besar usaha dari grafik F-x
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Mengapa mobil jeep ini mampu menarik sebuah beban yang sangat berat ???
• karena adanya usaha.
Gambar 1 Gambar 2 Gambar 3
Dari gambar 1 2 dan 3, mana yg termasuk melakukan usaha???
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Apa yang dimaksud dengan usaha ? Usaha atau kerja sering diartikan sebagai upaya untuk mencapai tujuan, misalnya usaha untuk menjadi juara kelas, usaha untuk memenangkan lomba balap sepeda, dan usaha untuk mencapai finis dalam lomba lari.
Usaha yang dilakukan oleh gaya didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dengan besarnya perpindahan. Gambar di bawah menunjukkan gaya F yang bekerja pada benda yang terletak pada bidang horizontal sehingga benda berpindah sejauh s.
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
pengertian Gaya adalah dorongan atau tarikan yang diberikan pada suatu benda
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Melakukan kerja kelompok
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
DEFINISIDEFINISIUsaha adalah hasil kali antara gaya konstan Usaha adalah hasil kali antara gaya konstan F dengan perpindahan s.F dengan perpindahan s.
Keterangan :Keterangan :F = gaya (N)F = gaya (N)s = perpindahan yang dilakukan (m)s = perpindahan yang dilakukan (m) = sudut yang dibentuk oleh gaya dan = sudut yang dibentuk oleh gaya dan
perpindahan.(perpindahan.(00)) Satuan SI dari kerja: newton.meter = Satuan SI dari kerja: newton.meter = joule joule
(J)(J)
sFW cos
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Satuan Dari usaha Satuan Dari usaha
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Teorema Usaha -Energi Teorema Usaha -Energi Dan Energi KinetikDan Energi Kinetik
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Kebanyakan orang mengharapkan Kebanyakan orang mengharapkan hasil ketika ia melakukan kerja.hasil ketika ia melakukan kerja.
Tetapi dalam Fisika, hasil diperoleh Tetapi dalam Fisika, hasil diperoleh ketika resultan gaya melakukan ketika resultan gaya melakukan kerja pada suatu benda.kerja pada suatu benda.
Hasil tersebut merupakan Hasil tersebut merupakan perubahan energi kinetik dari perubahan energi kinetik dari benda tersebut.benda tersebut.
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
ENERGI KINETIKENERGI KINETIK
Definisi Definisi Energi kinetik dari suatu benda Energi kinetik dari suatu benda dengan massa dengan massa mm dan laju dan laju vv, , diberikan oleh:diberikan oleh:
Satuan SI dari Energi Kinetik adalah:Satuan SI dari Energi Kinetik adalah:joule (J)joule (J)
2
21 mvEK
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
TEOREMA USAHA-ENERGITEOREMA USAHA-ENERGI
Ketika resultan gaya melakukan kerja W pada Ketika resultan gaya melakukan kerja W pada suatu benda, energi kinetik dari benda suatu benda, energi kinetik dari benda tersebut berubah dari keadaan awal EKtersebut berubah dari keadaan awal EK00 ke ke keadaan akhir KEkeadaan akhir KEff, Perbedaan antara kedua , Perbedaan antara kedua nilai ini sama dengan kerja yang dilakukan:nilai ini sama dengan kerja yang dilakukan:
20
20 2
121 mvmvEKEKW ff
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
USAHA OLEH ENERGI KINETIK
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
ENERGI POTENSIAL GRAVITASIENERGI POTENSIAL GRAVITASI DefinisiDefinisi
Energi Potensial Gravitasi (Energi Potensial Gravitasi (EPEP) ) adalah energi yang dipunyai oleh adalah energi yang dipunyai oleh benda dengan massa benda dengan massa mm yang yang bergantung pada posisi relatif bergantung pada posisi relatif terhadap permukaan bumi. Posisi terhadap permukaan bumi. Posisi benda tersebut diukur pada benda tersebut diukur pada ketinggian ketinggian hh yang relatif terhadap yang relatif terhadap suatu titik acuan:suatu titik acuan:
mghEP
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Energi Mekanik Total
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Konsep dari kerja dan teorema kerja-energi Konsep dari kerja dan teorema kerja-energi telah memberikan kesimpulan bahwa suatu telah memberikan kesimpulan bahwa suatu benda dapat mempunyai dua jenis energi: benda dapat mempunyai dua jenis energi: energi kinetik dan energi potensial gravitasi. energi kinetik dan energi potensial gravitasi.
Jumlahan dari kedua jenis energi ini dikenal Jumlahan dari kedua jenis energi ini dikenal dengan energi mekanik total dengan energi mekanik total EE, sehingga:, sehingga:
E = EK + EPE = EK + EP Teorema kerja-energi dapat dituliskan dalam Teorema kerja-energi dapat dituliskan dalam
bentuk energi mekanik total:bentuk energi mekanik total:WWncnc = E = Eff – E – E00
ENERGI MEKANIK TOTALENERGI MEKANIK TOTAL
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Kekekalan Energi Kekekalan Energi MekanikMekanik Jika tidak ada kerja yang dilakukan oleh Jika tidak ada kerja yang dilakukan oleh
gaya non-konservatif, atau gaya non-konservatif, atau WWncnc = 0, = 0, makamaka
EEff = E = E00
(½mv(½mvff22 + mgh + mghff) = (½mv) = (½mv00
22 + mgh + mgh00) )
Atau energi mekanik total bernilai Atau energi mekanik total bernilai konstan sepanjang lintasan antara titik konstan sepanjang lintasan antara titik awal dan akhir, atau tidak ada awal dan akhir, atau tidak ada perubahan dari nilai awalnya perubahan dari nilai awalnya EE00..
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Contoh: Roller Coaster RaksasaSatu dari yang tercepat Satu dari yang tercepat
diantara roller coaster di diantara roller coaster di dunia adalah Magnum XL-dunia adalah Magnum XL-200 di Cedar Point Park in 200 di Cedar Point Park in Sandusky, Ohio (seperti Sandusky, Ohio (seperti gambar). Kereta seakan-gambar). Kereta seakan-akan jatuh dari akan jatuh dari ketinggian 59,4 m. ketinggian 59,4 m. Asumsikan bahwa coaster Asumsikan bahwa coaster ini memiliki kecepatan ini memiliki kecepatan yang mendekati nol yang mendekati nol ketika berada di puncak. ketika berada di puncak. Abaikan gesekan dan Abaikan gesekan dan tentukan kecepatan tentukan kecepatan kereta tepat ketika kereta tepat ketika berada di bawah.berada di bawah.
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
PENYELESAIANPENYELESAIAN Gaya normal tegak lurus arah gerak Gaya normal tegak lurus arah gerak
sehingga tidak ada kerja yang dilakukan. sehingga tidak ada kerja yang dilakukan. Gesekan diabaikan, sehingga WGesekan diabaikan, sehingga Wncnc = 0 J. = 0 J.
Gunakan hukum kekekalan energi Gunakan hukum kekekalan energi mekanik, sehingga:mekanik, sehingga:
awalmekanik energi
020
akhirmekanik energi
2
21
21 mghmvmghmv ff
m/s 1,342 020 hhgvv ff
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
DAYA DefinisiDefinisi
Daya rata-rata adalah rata-rata Daya rata-rata adalah rata-rata perubahan dari kerja perubahan dari kerja WW yang dilakukan dan yang dilakukan dan diperoleh dengan membagi W dengan diperoleh dengan membagi W dengan waktu yang diperlukan untuk melakukan waktu yang diperlukan untuk melakukan kerja tersebut.kerja tersebut.
Satuan SI untuk Daya adalah joule/detik = Satuan SI untuk Daya adalah joule/detik = watt (W)watt (W)
P
tWP
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Tabel Satuan dari Daya
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
BENTUK LAIN DARI DAYABENTUK LAIN DARI DAYA Daya dapat pula didefinisikan sebagai
perubahan dari energi dibagi dengan waktu.
Karena kerja, energi dan waktu merupakan besaran skalar, maka daya juga merupakan besaran skalar.
Karena W = Fs maka daya rata-rata juga dapat dituliskan sebagai berikut:
waktuenergi perubahan P
vFP
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
LATIHAN SOALLATIHAN SOAL
1. Usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 50 1. Usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 50 N sewaktu menarik beban seperti gambar N sewaktu menarik beban seperti gambar pada sudut 45pada sudut 45ºsejauh 10 m adalah … (J)ºsejauh 10 m adalah … (J)
a. 100 b. 150√2c. 200 √2d. 250 √2e. 500
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
JAWABAN : BENARPenyelesaian : DW = F x s cos θ= 50 x 15 cos 450= 250 √2
SOAL SELANJUTNYA …
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
JAWABAN : SALAHSilakan coba lagi…
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
2. ANGKAT BEBAN2. ANGKAT BEBANAtlet angkat berat sedang mengangkat barbel Atlet angkat berat sedang mengangkat barbel dengan berat 710 N. Pada gambar dengan berat 710 N. Pada gambar bb ia mengangkat ia mengangkat beban sejauh 0,65 m di atas dadanya. Pada gambar beban sejauh 0,65 m di atas dadanya. Pada gambar cc ia menurunkannya dedngan jarak yang sama. Beban ia menurunkannya dedngan jarak yang sama. Beban dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan yang dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan yang sama. Besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika sama. Besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika diangkat adalah …diangkat adalah …
a. 460 Jb. - 460 Jc. 300 Jd. -350 Je. 280 J
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Penyelesaian : A Barbel diangkat dan diturunkan
dengan kecepatan yang sama, sehingga kondisinya adalah setimbang. Konsekwensinya, gaya F yang dikerjakan oleh atlet haruslah seim-bang dengan berat dari barbel tersebut, sehingga F = 710 NKerja ketika beban dinaikkan:
JAWABAN : BENAR
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
JAWABAN : SALAHSilakan coba lagi…
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
3. Berdasarkan soal no. 2 besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika diangkat adalah …
a. 460 Jb. - 460 Jc. 300 Jd. -350 Je. 280 J
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
Penyelesaian : B Barbel diangkat dan diturunkan dengan
kecepatan yang sama, sehingga kondisinya adalah setimbang. Konsekwensinya, gaya F yang dikerjakan oleh atlet haruslah seim-bang dengan berat dari barbel tersebut, sehingga F = 710 NKerja ketika beban diturunkan adalah …
JAWABAN : BENAR
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
JAWABAN : SALAHSilakan coba lagi…
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
REFERENSI1. Ekowati, Evelyn. 2007. Fisika untuk SMA
kelas XI Program Ilmu Alam. Surakarta : Penerbit CV. Haka MJ.
2. Kanginan, Martin. 2007. Fisika untuk SMA Kelas XI Semester 1. Jakarta : Penerbit Erlangga
3. Kanginan, Martin. 2007. Seribu Pena untuk SMA Kelas XI. Jakarta : Penerbit Erlangga
4. http://www.google.co.id/imglanding?q=gambar usaha dan energi.
KOMPETENSI
BERANDA
MATERI
LATIHAN
EVALUASI
PENYUSUN
REFERENSI
PENYUSUN
Nama : Novita Pratama, s. PdInstansi : Sma Negeri 2 arga makmurWebsite : www. Sman2arma.com
EDITORNama : Nur Samsudin, S. Pd.Fis.Email : [email protected]
Related Documents
