Usaha, Energi, dan Daya

Usaha dan Energi Kelompok VI:

Dhita Kusuma Dewi (3215141705)

Litia Dita Mulyar (3215140623)

Sonia Agatha (3215140637)

Universitas Negeri Jakarta Pendidikan Fisika

Usaha dan energi


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

STANDAR KOMPETENSI :


1. Menganalisis gejala alam dan keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik

KOMPETENSI DASAR :

1.5 Menganalisis hubungan antara usaha, perubahan energi dengan hukum kekekalan energi mekanik

SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Beranda

JIKA KAMU MENDAKI, LAMA KELAMAAN TUBUHMU AKAN MENJADI LELAH KARENA KEHABISAN ENERGI. UNTUK DAPAT MENDAKI DENGAN CEPAT LAGI MEMERLUKAN STAMINA YANG BAIK, MAKA KAMU PERLU ISTIRAHAT DAN MAKAN. KEMANA ENERGI YANG KAMU MILIKI TADI SEHINGGA KEHABISAN ENERGI??


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

USAHA


Usaha yang dilakukan sebuah

benda yang diberi gaya F dan

mengalami perpindahan sejuah s,

bila gaya yang diberikan searah

dengan arah perpindahan maka

usaha dapat diketahui dengan

persamaan :

W = F . s

W: usaha (N.m atau Joule)

F : gaya (N atau kg.m/s2)

s: perpidahan (m)

SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Usaha yang dilakukan oleh

benda yang diberi gaya F

tetapi tidak searah dengan arah perpindahan s, maka

dapat diketahui dengan

menggunkakan persamaan

:

W = F . s

W = Fcosα . s

W = usaha (N.m)

F = besar gaya (N)

S = jarak (m)

α = sudut yang dibentuk oleh arah gaya F dan

arah perpindahan

benda.


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

ENERGI

Suatu sistem dikatakan

mempunyai usaha jika sistem

tersebut mempunyai

kemampuan untuk melkukan

usaha

Besar usaha dan energi adalah

sama

Contoh bentul energi :

Potensial dan kinetik

Energi panas

Energi listrik

Energi cahaya

Dan lainnya


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

ENERGI merupakan kemampuan untuk melakukan usaha.

Hubungan usaha dan energi :

W = F.s

W = m.a.s

W = m.g.(h0-h)

W = Ep0 – Ep

W = ∆Ep

*Usaha yang dilakukan mengalami perpindahan

secara vertikal

h

ho

Hukum usaha-

energi

W = ∆Em

W = Em1-Em2


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

1. ENERGI KIMIA

Yaitu energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia.

Makanan yang kita makan banyak mengandung energi

kimia yang kita butuhkan.

Contohnya : nasi yang mengandung karbohidrat yang

dengan bantuan enzim akan terurai menjadi glukosa

yang kemudian melalui proses glikolisis berubah menjadi

asam piruvat menghasilkan energi.

BENTUK-BENTUK ENERGI


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Energi listrik adalah energi yang tersimpan

dalam benda yang bermuatan listrik.

Energi yang dihasilkan oleh arus listrik

mampu menjalankan motor listrik.

Contohnya lampu listrik, kipas angin,

seterika listrik, dan pompa air listrik.

2. Energi Listrik


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Energi panas adalah energi yang dimiliki oleh benda

yang panas. Benda yang terbakar menghasilkan

panas. Panas disebut juga kalor.

Energi panas terbesar bagi kehidupan bumi adalah

matahari.

Dengan panas matahari kelangsungan kehidupan di

permukaan bumi dapat berlangsung.

Diantaranya dalam proses fotosintesis pada

tumbuhan.

3. Energi panas (kalor)


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Energi Bunyi adalah energi yang dimiliki oleh bunyi. Di dalam bunyi, tersimpan energi yang besar. Kalau orang berteriak dengan keras di dekat telinga kita, maka telinga kita akan terasa sakit. Begitu pun ketika adanya pesawat yang terbang jet yang rendah akan mengakibatkan kaca jendela rumah bisa pecah.

4. Energi bunyi

Energi Cahaya adalah Energi yang dimiliki oleh cahaya.

Kapas yang diletakkan di bawah lensa cembung yang terkena sinar matahari dapat terbakar. Karena cahaya matahari yang dikumpulkan oleh lensa cembung dapat memanaskan kapas sampai terbakar.

5. Energi cahaya


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Energi Nuklir adalah energi yang terdapat pada inti atom.

Ada 2 reaksi:

a. Reaksi fusi nuklir adalah reaksi peleburan dua atau lebih inti

atom menjadi atom baru dan menghasilkan energi, juga

dikenal sebagai reaksi yang bersih.

b. Reaksi fisi nuklir adalah reaksi pembelahan inti atom akibat

tubrukan inti atom lainnya, dan menghasilkan energi dan

atom baru yang bermassa lebih kecil, serta radiasi

elektromagnetik.

6. Energi nuklir


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

1. Energi yang dimiliki suatu benda berkaitan dengan

gerak.

2. Terdiri atas?

3. Energi potensial dan energi kinetik.

Em = Ep + Ek

dengan: Em = energi mekanik (Joule)

Ep = energi potensial (Joule)

Ek = energi kinetik (Joule)

7. Energi Mekanik (Em)


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

ENERGI POTENSIAL Energi potensial merupakan energi yang dimiliki suatu benda karena kedudukannya atau keberadaannya. Kemampuan melakukan kerja karena posisi atau letak disebut energi potensial. Sebagai contoh, benda yang terletak pada ketinggian tertentu berpotensi untuk jatuh. Pengertian energi potensial hanya berhubungan dengan gaya konservatif.

Energi Potensial terbagi menjadi dua, yaitu:

a. Energi Potensial Gravitas

b. Energi Potensial Pegas


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Energi Potensial Gravitasi (EP) adalah energi yang dipunyai oleh benda dengan massa m yang bergantung pada posisi relatif terhadap permukaan bumi. Posisi benda tersebut diukur pada ketinggian h yang relatif terhadap suatu titik acuan:

a. Energi Potensial Gravitasi

dengan,

m = massa benda (kg) g = percepatan gravitasi (m/s2) h = tinggi benda (m)

Ep = energi potensial gravitasi (Joule)

h


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

b. Energi Potensial Pegas Ketika kita menarik sebuah benda elastik sampai

benda mengalami pertambahan panjang maka

benda tersebut akan menunjukkan

kemampuannya untuk kembali ke bentuk semula, inilah yang menunjukkan energi potensial pegas. Secara matematis dapat dinyatakan dengan persamaan berikut

dengan,

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = simpangan (m)

Ep = energi potensial pegas (Joule)


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Rumus Energi potensial pegas

Menurut hukum Hooke, untuk meregangkan pegas sepanjang di

perlukan gaya sebesar . Ketika teregang, pegas memiliki energi

potensial, jika gaya tarik dilepas, pegas akan melakukan usaha sebesar

Gambar grafik hubungan antara gaya yang diberikan pada pegas dan

pertambahan panjang pegas

Menunjukkan grafik hubungan antara besar gaya yang diberikan pada

pegas dan pertambahan panjang pegas. Energi potensial pegas

dapat diperoleh dengan menghitung luas daerah di bawah kurva. Jadi,


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/sd.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/rrrr-copy.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/11.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/ret.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/nana-rumus-pdf14-copy-72.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/ss.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/ss.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/ederd.jpg

https://fisikamemangasyik.files.wordpress.com/2012/10/ret.jpg

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki benda karena gerakannya. Jadi hanya benda bergerak yang memiliki energi kinetik.

Energi kinetik suatu benda besarnya berbanding lurus dengan massa benda dan kuadrat kecepatannya. Secara matematika ditulis sebagai berikut:

dengan,

Ek = energi kinetik (J)

m = massa (kg)

v = kecepatan (m/s)

2..2

1vmEk

ENERGI KINETIK


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Berdasarkan Hukum II Newton, diketahui bahwa

percepatan berbanding lurus dengan gaya dan

berbanding terbalik dengan massa.

Maka usaha yang dilakukan pada benda adalah

jika

dengan F = gaya (N)

s = perpindahan (m)

m = massa benda (kg)

maka

a = percepatan benda (m/s2)

W = Usaha (joule)


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Teorema Usaha-Energi Kinetik

Tinjau benda bermassa m yang sedang

bergerak pada suatu garis lurus mendatar

dengan kelajuan awal v1. Sebuah gaya

konstan F yang searah dengan arah gerak

benda dikerjakan pada benda. Benda

berpindah sejauh s dan kelajuan menjadi v2

SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Energi mekanik adalah penjumlahan energi

potensial dan energi kinetik pada suatu

sistem.

Em = Ek + Ep

Hukum Kekekalan Energi Mekanik

Em1 = Em2

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

½.m. V12+m.g.h1 = ½.m. V22+m.g.h2

Ek0= ½.m.

V02

Ek0=0

Ep0=m.g.h0

Ek= ½.m.

V02

Ep0=m.g.h0

Ep0=0

ENERGI MEKANIK


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Besar energi mekanik suatu sistem akan

selalnu sama pada posisi mana pun.


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

ENERGI MEKANIK Energi Mekanik

Energi Kinetik Energi Potensial

Berhubungan dengan gerak

benda

Berhubungan dengan

ketinggian benda


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK

Keterangan :

EMawal Energi Mekanik Awal

(Ekinetik + Epotensial)

EMakhir Energi Mekanik Akhir

(Ekinetik + Epotensial)

Wluar Usaha luar (dorongan atau tarikan)

Wgesekan Usaha akibat gesekan

gesekanluarawalakhir WWEMEM


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Daya adalah kecepatan melakukan usaha

atau usaha per satuan waktu.

Dinyatakan dengan persamaan :

DAYA

dengan,

P = daya (J/s = watt)

t = waktu (s)

W = usaha (J)


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Satuan lain yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah

hp = Horse power; DK = daya kuda; PK = Paarden Kracht dengan 1 hp = 1 DK = 1 PK = 746 watt


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Dapat disimpulkan bahwa daya, jika dikalikan satuan waktu, s, menghasilkan satuan watt.s atau J yang merupakan satuan energi . Dari sini muncul satuan energi yang dikaitkan dengan pemakaian energi listrik sehari-hari yaitu kwh.

1 kwh (kilo watt hour= kilo watt jam) dengan demikian adalah sama dengan 103x 3600 watt s = 3,6 . 106 J


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Contoh soal:

Sebuah mesin menghasilkan daya 2.000 watt, berapakah kerja yang dihasilkan oleh mesin itu selama 1 jam?

Diketahu:

Ditanya : W = …?

Jawab : W = p . t

t = 1 jam = 3.600 s

P = 2.000 watt

W = 2000 w . 3600 s

W = 7.200.000 w.s

W = 7.200.000 Joule Universitas Negeri Jakarta Pendidikan Fisika

SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

1. KLIK JAWABAN YANG KAMU ANGGAP BENAR

2. Silakan mulai dari nomor manapun

LATIHAN SOAL

Ke soal 1 Ke soal 2

Ke soal 7

Ke soal 3

Ke soal 9 Ke soal 10 Ke soal 8 Ke soal 6

Ke soal 4 Ke soal 5


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

1. Perhatikan gambar disamping !

Sebuah kotak ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton. Jika kotak berpindah 4 meter ke kanan, tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut!

a. 48 J

b. 3 J

c. 36 J

d. 24 J


Ke soal 1 Ke soal 2 Ke soal 7 Ke soal 3 Ke soal 6 Ke soal 4 Ke soal 5 Ke soal 9 Ke soal 10 Ke soal 8

SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

2. Sebuah balok berada pada

lantai licin dan ditarik oleh gaya

F = 40 Newton. Jika usaha yang

dilakukan oleh gaya kepada

balok adalah 680 joule,

hitunglah besar perpindahan

balok!

a. 28 m

b. 17 m

c. 40 m

d. 34 m



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

3. Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda!

a. 5,3 N

b. 3,1 N

c. 1,2 N

d. 2,1 N



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

4. Dua buah gaya masing-masing

F1=10 N dan F2 = 5 N bekerja

pada sebuah benda yang

terletak pada suatu permukaan

lantai. Jika benda berpindah ke

kanan sejauh 5 meter, tentukan

usaha yang dilakukan pada

benda oleh kedua gaya

tersebut!

a. 70 W

b. 80 W

c. 90 W

d. 75 W



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

5. Dua buah gaya masing-

masing F1 = 15 N dan F2 = 7 N

bekerja pada sebuah benda

yang terletak pada suatu

permukaan lantai. Jika benda

berpindah ke kanan sejauh 6

meter, tentukan usaha yang

dilakukan pada benda oleh

kedua gaya tersebut!

a. 48 w

b. 90 w

c. 42 w

d. 132 w



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

6. Usaha total yang dilakukan

oleh dua buah gaya F1 dan F2

pada sebuah benda adalah

120 joule. Perhatikan gambar

di samping!

Jika perpindahan benda

adalah 5 meter, tentukan

besarnya gaya F2!

a. 36 N

b. 24 N

c. 60 N

d. 12 N



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

7. Seorang anak memindahkan sebuah buku yang jatuh dilantai ke atas meja. Massa buku adalah 300 gram dan tinggi meja dari lantai adalah 80 cm. Jika percepatan gavitasi bumi adalah 10 m/s2, usaha yang diperlukan adalah…

a. 2,4 J

b. 4,2 J

c. 8 J

d. 4 J



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

8. Seorang siswa yang beratnya 450

Newton menaiki tangga yang

memiliki ketinggian 3 m. Siswa

tersebut memerlukan waktu 6 detik

untuk sampai ke atas. Tentukan daya

yang dikeluarkan siswa untuk

kegiatan tersebut!

a. 450 W

b. 225 W

c. 252 W

d. 522 W



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

9. Dalam 2 menit sebuah lampu

menggunakan energi listrik

sebanyak 3000 joule.

Tentukan daya lampu

tersebut!

a. 1500 W

b. 250 W

c. 25 W

d. 6000 W



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

10. Perhatikan gambar!

Seorang anak membawa kotak yang

beratnya 50 Newton dari titik A menuju

B, kemudian kembal lagi ke A. Menurut

fisika, berapakah usaha yang dilakukan

anak?

a. 50 J

b. 25 J

c. 80 J

d. 0 J



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

ANDA BELUM BERUNTUNG

MOHON COBA LAGI

MAAF !!!

Ke soal 1 Ke soal 2

Ke soal 7

Ke soal 3 Ke soal 9

Ke soal 10

Ke soal 8

Ke soal 6

Ke soal 4

Ke soal 5


SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Pembahasan 1 :

Usaha = gaya x

perpindahan

W = F x S

W = 12 x 4

W = 48 joule

Pembahasan 1



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Usaha = gaya x

perpindahan

W = F x S

680 = 40 x S

S = 680 / 40

S = 17 meter

Pembahasan 2



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Pembahasan 3

Usaha = gaya x

perpindahan

W = F x S

15,6 = F x 13

F = 15,6 / 13

F = 1,2 Newton

Pembahasan 3



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Pembahasan 4

W = (F1 + F2) x S

W = (10 + 5) x 5

W = 15 x 5

W = 75 joule

Pembahasan 4



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

TEPAT

Pembahasan 5

Pembahasan 5

W = (F1 − F2) x S

W = (15 − 7) x 6

W = 8 x 6

W = 48 joule



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

W = (F1 − F2) x S

120 = (36 − F2) x 5

120 / 5 = 36 − F2

24 = 36 − F2

F2 = 36 − 24

F2 = 12 Newton

Pembahasan 6



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Pembahasan 7 Usaha bisa juga ditemukan dari perubahan energi

potensial buku. Energi potensial buku saat dilantai

adalah nol, sementara energi potensial saat di meja

adalah Ep = m x g x h, dimana h adalah tinggi meja.

Ubah satuan ke MKS (meter, kilogram, sekon), dengan

demikian

W = Δ Ep

W = m x g x h

W = 0,300 x 10 x 0,80

W = 2,4 joule

ANDA SANGAT HEBAT



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Pembahasan 8

Hubungan Daya (P) dan Usaha (W) serta waktu (t) :

P = W / t

dimana

W = Usaha (joule) , jangan keliru sebagai berat

karena lambang berat w juga tetapi huruf kecil!

W = (gaya berat siswa) x (perpindahan siswa) = 450

x 3 = 1350 joule

Dengan demikian :

P = W/t

P = 1350 / 6

P = 225 watt

BETUL SEKALI



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Pembahasan 9

Ubah menit menjadi detik, 2

menit = 120 detik

P = W/t

P = 3000 / 120

P = 25 watt



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Pembahasan 10

Kotak akhirnya tidak berpindah

tempat, sehingga

perpindahannya adalah nol

W = gaya x perpindahan = 0



SK dan KD

Materi

USAHA

ENERGI

Selesai

Latihan

Uji Kompetensi

DAYA

Beranda

Uji Kompetensi

Terimakasih


Usaha, Energi, dan Daya

Education