Usaha dan Energi
Apa itu usaha ?
Apa syarat terjadinya usaha ?
Asyiknya mencoba
Ketika dilepaskan, apakah bola yang berayun akan kembali dengan mengenai wajah ? Mengapa ?
Usaha : ada gaya & perpindahan
Asalkan ada gaya dan perpindahan, apakah sudah
pasti ada usaha ???
Apakah pria ini melakukan usaha ???
A B
Asyiknya berpikir
Apakah atlit angkat besi ini melakukan
usaha ???
Asyiknya berpikir
$
Apakah pria ini melakukan
usaha ???
Asyiknya berpikir
Gaya , maka usaha ↑ ↑Perpindahan , maka usaha ↑
↑
Satuan usaha: Joule
1 Joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 Newton
untuk berpindah sejauh 1 meter
Apa itu energi ?
Ada berapa macam bentuk energi ?
Energi : kemampuan melakukan usaha
Energi
Energi panas
Energi nuklir
Energi mekanik
Energi kimia
Energi listrik
Energi mekanik
Energi kinetik
Energi potensial+
=
Apakah benda bergerak memiliki energi?
Energi kinetikEnergi kinetik
Asyiknya berpikir
Sakit mana, ditabrak orang dewasa
atau anak kecil ??Mengapa?
Sakit mana, kena bola kaki dengan kecepatan 1 m/s atau 5 m/s ???
Mengapa?
Asyiknya berpikir
Apa itu energi kinetik ?
Apa yang menentukan besarnya energi kinetik ?
•
Asyiknya mencoba
mA mB
mB = 4 × mA
Mobil mana yang paling merusakkan kaleng ???
Pegas (di tengah-tengah)
Energi kinetik :
m = massav = kecepatanEk = ½ m v2
Energi Kinetik
Contoh: mobil yang sedang bergerak
energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak
Apakah suatu benda yang benda dalam keadaan diam memiliki energi?
Apakah buah apel ini memiliki energi?
Energi Potensial
Apa itu energi potensial ?
Apa yang menentukan besarnya energi potensial ?
Asyiknya mencoba
Pakunya bisa menancap
Kenapa ya ???
Energi potensial : energi yang dimiliki benda karena posisinya
m = massah = ketinggian/posisi
g = percepatan gravitasiEp = m g h
Energi Potensial
Contoh :
Pegas ditekan
Bola di atas meja
Diukur terhadap apakah ketinggian tersebut?
Titik acuan
Titik dimana energi potensial
dianggap 0
Berapa energi potensial batu bermassa 2 kilogram yang diletakkan pada posisi 10 meter
di atas tanah jika titik acuannya :
Berapa energi potensial batu bermassa 2 kilogram yang diletakkan pada posisi 10 meter
di atas tanah jika titik acuannya :
tempat yang tingginya 2 meter?h = 10 – 2 = 8 m
Ep = 2 x 10 x 8 = 160 JEp = m g h = 2 x 10 x 10 = 200 Joule
permukaan tanah?
Usaha mana yang lebih besar,lewat lintasan pink atau biru?
Gaya apa yang menentukan besarnya usaha di sini?
SAMA ! ! ! Gaya gravitasi
Gaya Konservatif
Gaya gravitasi merupakan gaya konservatif
Usaha oleh gaya gravitasi ketinggian awal dan akhir, tidak tergantung lintasan.
Wpink = Wbiru
Naik Tangga
Mana yang usahanya lebih besar?Mana yang usahanya lebih besar?
Ingat: Gaya Konservatif !!!
Ayunan Newton !!!
Asyiknya mencoba
Hukum Kekekalan Energi
Energi total = EM = konstanEK1+EP1 = EK2 + EP2
EM (Etotal)
EKEP
EM = Energi mekanik
Hukum Kekekalan Energi
Asyiknya mencoba
Berapa kelereng yang pergi ???
Jawaban Ice Breaker
STOPPED PENDULUM
Asyiknya mencoba
Niagara-gara
Alap-alap
Halilintar
Kora-kora
Dunia Fantasi
Asyiknya Mengungkap Rahasia
Video Simulasi Halilintar
Asyiknya mencoba
Mengapa pulpen bisa melompat ???
Asyiknya mencoba
2 orang pegawai angkut barang, Amir dan Badu. Keduanya sedang bekerja memindahkan barang dari suatu rumah ke dalam truk. Bila diperhatikan, kerja
Amir lebih gesit daripada Badu.
Asyiknya berpikir
Siapa yang usahanya lebih besar, Amir atau Badu?
Siapa yang lebih kuat?
Amir lebih kuat !!!
Daya Amir lebih besar
Daya
Daya = usaha yang dilakukan per satuan waktu
Satuan: Watt
Berapa Joule usaha yang dilakukan gaya 1 N untuk berpindah 10 m?
1 Newton sejauh 1 m 1 Joule1 Newton sejauh 10 m 10 Joule
Berapa Joule usaha yang dilakukan gaya 5 N untuk berpindah 1 m?
1 Newton sejauh 1 m 1 Joule5 Newton sejauh 1 m 5 Joule
Berapa Joule usaha yang dilakukan gaya 5 N untuk berpindah 10 m?
1 Newton sejauh 1 m 1 Joule1 Newton sejauh 10 m 10 Joule5 Newton sejauh 10 m 50 Joule
Usaha = gaya x perpindahan
Bermain Dengan Variabel
Berapa Joule usaha yang dilakukan gaya F Newton untuk berpindah sejauh s meter?
1 Newton sejauh 1 m 1 JouleF Newton sejauh 1 m F Joule
F Newton sejauh s m F.s Joule
Asyiknya bermain variabel
m
s
F
vv = 0F
Berapakah usaha balok ini?Berapakah usaha balok ini?
Berapa energi kinetik balok ini?Berapa energi kinetik balok ini?
Lantai licin
Usaha = gaya x perpindahan ( W = F s )
Gaya balok dipercepat ( a = F / m )a = v / t
Jarak = ½ v t
Jadi, usaha:W = F s = m a s = m ( v / t ) ½ v t = ½ m v2
Usaha balok ini adalah energi yang diberikan kepada balok, sehingga energi kinetik balok :
Ek = ½ m v2
Berapa energi kinetik yang dimiliki seekor anjing bermassa 20 kg yang sedang berlari
dengan kecepatan 3 m/s?
Energi kinetik = ½ m v2 = ½ x 20 x 3 = 90 Joule
Sepanjang perjalanan: energi potensial energi kinetik
hingga ketika mencapai tanah: energi potensial = 0 dan energi kinetiknya 50 Joule.
Ketika menumbuk tanah: Energi kinetik energi bunyi,
energi untuk meremukan mangga, dan energi panas.
Ketika menumbuk tanah: Energi kinetik energi bunyi,
energi untuk meremukan mangga, dan energi panas.
Bola basket
Bola basket bermassa 1 kg terjatuh dari meja dengan ketinggian 1.5 m dari atas lantai.
Bagaimana proses perubahan energi pada bola itu hingga memantul kira-kira sampai ketinggian 1.5 m kembali?
Selama jatuh, energi potensial itu berubah sedikit demi sedikit menjadi energi kinetik.
Hingga ketika mencapai tanah, energi potensialnya 0 dan energi kinetiknya 15 Joule.
Bola memantul kembali, energi kinetik kembali berubah menjadi energi potensial sedikit demi sedikit,
sampai ketika bola mencapai ketinggian 1.5 m kembali.
Pada ketinggian 1.5 m, energi kinetik bola = 0 dan energi potensialnya = 15 J.
Ketika bola berubah arah, bola sempat diperlambat sampai berhenti,
kemudian dipercepat kembali.
Ketika bola berubah arah, bola sempat diperlambat sampai berhenti,
kemudian dipercepat kembali.
Tapi,
Artinya pada saat menumbuk (berubah arah), bola pernah berhenti, energi kinetiknya 0.
Lalu bagaimana dengan prinsip kekekalan energi ???
Memang benar, pada saat sampai di tanah, energi
kinetik bola = 15 J.
Kemudian energi tersebut berubah menjadi energi potensial
pegas (bola berubah bentuk).
Dan kembali lagi menjadi energi kinetik.