Home >Documents >Usaha Energi Momentum

Usaha Energi Momentum

Date post:02-Dec-2015
Category:
View:265 times
Download:11 times
Share this document with a friend
Description:
rise
Transcript:
  • PAGI PAGI JALAN SEHATSAMBIL MENGHIRUP UDARA SEGAR DISITU

    SELAMAT PAGI PARA SAHABATBAPAK UCAPKAN OM SWASTYASYU

  • Usaha Energi dan Momentum

  • Persoalan gerak yang melibatkan gaya konstan Dinamika

    Persoalan gerak yang melibatkan gaya yang tidak tetap:F(x) Usaha dan EnergiF(t) Momentum

  • Apakah kerja (usaha) itu? Orang memindahkan bangku dari satu tempatke tempat lain Mesin traktor memindahkan tanah

    Semut membawa makanan Orang, mesin traktor dan semut melakukanusaha/kerja (mekanik) Dua komponen yang harus ada dalamusaha/kerja: pelaku yang memberikan gaya pada benda dan perpindahan benda

  • UsahaUsaha adalah suatu besaran skalar yang diakibatkan oleh gaya yang bekerja sepanjang lintasanzxyFds21

  • USAHA OLEH GAYA KONSTANF cos qUsaha yang dilakukan oleh sebuah gaya didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya pada arah pergeseran dengan panjang pergeseran benda.

  • Usaha oleh gaya F :Usaha oleh gaya gesek f :Usaha oleh gaya normal N :Usaha oleh gaya berat mg :Usaha total : (5.3)

  • Usaha = Gaya x Perpindahan

  • Contoh Seorang mahasiswa mengangkat bukubermassa 0,5 kg dari lantai ke atas mejayang tingginya 75 cm dengan melawangaya gravitasi. Tentukan: A. Kerja yang dilakukan oleh mahasiswa tsb

    B. Kerja yang dilakukan gaya gravitasi

  • Usaha oleh Gaya yang BerubahDxFxDA=FxDxDW = FxDxxixfxixfUsaha(5.4)

  • Usaha sebagai LuasW = F * sdW = F(s) d s

  • APAKAH ENERGI ITU? Seseorang yang sedang mengalami kelaparan yanghebat tidak dapat bekerja dengan baik Seorang tukang becak biasanya makannya banyak agarmemperoleh banyak energi Sebuah mobil memerlukan bahan bakar sebagai sumberenergi agar dia bisa bergerak Energi listrik diperlukan agar alat-alat listrik dapatberkerja

  • EnergiKemampuan untuk melakukan usaha atau kerjaBentuk dari energi: Energi kinetikEnergi potential: gravitasi, pegas, listrik Panas dllEnergi ditransfer kepada benda Usaha positifEnergi ditransfer dari benda Usaha negatif..

  • ENERGI KINETIK: energi yang terkandung dalam objekyang bergerak Palu digerakkan agar mempunyai energi kinetik sehingga ketikapalu mengenai paku, palu dapat melakukan kerja terhadap pakusehingga paku dapat menancap pada dinding ENERGI POTENSIAL: energi yang terkandung dalamsuatu sistem/benda karena konfigurasi sistem tersebutatau karena posisi benda tersebut Untuk menancapkan tiang-tiang pancang pada pekerjaankonstruksi bangunan, beban ditarik ke atas kemudian dilepaskansehingga menumbuk tiang pancang,

  • BENTUK ENERGI LAIN Energi listrik: energi potensial elektromagnetikdan energi kinetik elektron yang mengalir padapenghantar dan pada peralatan listrik Energi kimia: energi potensial elektromagnetikdan energi kinetik pada atom dan molekul Energi dalam gas ideal: energi kinetik partikel-partikel gas ideal Energi nuklir: energi potensial inti (kuat danlemah) dalam bentuk energi ikat inti atau massa(dari kesetaraan massa dengan energi)

  • Satuan Usaha dan Energi Gaya Jarak = UsahaNewton [M][L] / [T]2 Meter = Joule [L] [M][L]2 / [T]2

  • Usaha dan Energi KinetikJika gaya F selalu tetap, maka percepatan a akan tetap juga, sehingga untuk a yang tetap:

  • ENERGI POTENSIAL GRAVITASI BUMI Benda bermassa m dibawa ke atas olehgaya F melawan gaya gravitasisehingga benda tersebut selalu dalamkesetimbangan. Kerja oleh gaya F : WF= F h = mgh Kerja oleh gaya gravitasi: Wg = - mgh Energi Potensial Gravitasi bumi: EP = mghmgFhNegatip dari kerja oleh gaya gravitasi bumimenghasilkan perubahan energi potensialgravitasi bumi

  • Teorema Usaha Energi kinetikUsaha yang dilakukan pada benda akan mengakibatkan perubahan energi kinetik dari benda tersebut

  • Jenis GayaGaya KonservatifContoh : Gaya Gravitasi, Gaya Pegas, dll

    Gaya non KonservatifContoh : Gaya Gesek, dll

  • Usaha yang dilakukan oleh Gaya KonservatifTidak dibergantung kepada lintasan yang diambilW1 2W2 1Sehingga:Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif sebanding dengan negatif perubahan energi potensialnyaGaya konservatif adalah minus gradient dari energi potensialnya12

  • Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi Wg = F s = mg s cos = mgy Wg = mgy hanya bergantung pada y !

  • Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasiBergantung hanya pada y, bukan pada lintasan yang diambil ! mmg y W = W1 + W2 + . . .+ Wn = F r= F y

    = F r 1+ F r2 + . . . + F rn= F (r1 + r 2+ . . .+ rn)

  • Usaha yang dilakukan pada PegasPada pegas akan bekerja gaya sbb: F(x)x2 xx1-kxPosisi awalF = - k x1F = - k x2

  • Pegas (lanjutan)-kxEnergi Potensial Pegas

  • BAGAIMANA MEKANISMEPERUBAHAN BENTUK ENERGI? KERJA OLEH GAYA-GAYA DAPAT MERUBAHBENTUK ENERGI INTERAKSI DAPAT MERUBAH BENTUK ENERGI Contoh: PLTA Air sungai di tempat yang tinggi mempunyai energi potensialyang besar Jika air sungai mendapati terjunan, maka gaya gravitasimerubah energi potensial air terjun menjadi energi kinetik Ketika air terjun ini menumbuk turbin, maka kerja oleh gayatumbukan ini merubah enrgi kinetik air terjun menjadi energikinetik turbin Kerja oleh turbin yang membawa kumparan untuk berputarmerubah energi kinetik turbin menjadi energi listrik

  • Hukum Kekekalan Energi Mekanik

    S Energiawal = S Energiakhir .

    Berlaku pada sistem yang terisolasiProses pengereman ada energi yang berubah menjadi panas (hilang)Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkanHanya bentuk energi yang berubahContoh: Energi potensial Energi Kinetik (benda jatuh bebas)

  • Gerak Bandul FisisPada kasus ini dapat terlihat perubahan antara energi kinetik (KE) dan energi potensial (PE) pada bandul.KE2 + PE2 = KE1 + PE1

  • Jet CoasterRvmgNvKE2 + PE2 = KE1 + PE1

  • Usaha oleh Gaya Non-KonservatifBergantung kepada lintasan yang diambil

    Wlintasan 2 > Wlintasan 1.Contoh:Gaya gesek adalahgaya non-konservatifWf = Ff D = -kmgD.

  • Gerak pada permukaan kasarHitunglah x!

  • Hukum Kekekalan Energi UmumDimana WNC adalah usaha yang dilakukan oleh gaya non konservatifWNC = KE + PE = EE TOT = KE + PE + Eint = 0Dimana DEint adalah perubahan yang terjadi pada energi internal benda ( perubahan energi panas) dan DEint = -WNC

  • Diagram Energi Potensial0xUmxx0xUFmxF0xUmxF = -dPE/dx = - {slope}

  • KeseimbanganKita meletakan suatu balok pada permukan kurva energi potensial:Jika posisi awal pada titik stabil maka balok tersebut akan bergerak bolak-balik pada posis awalnyaJika posisi awal pada titik unstabil maka balok tidak akan pernah kembali keadaan semulanya

    Jika posisi awal pada titik netral maka balok tersebut akan bergerak jika ada gaya yang bekerja padanya

  • DayaDaya adalah laju perubahan usaha yang dilakukan tiap detikSatuan SI dari daya 1 W = 1 J/s = 1 N.m/s1 1 W = 0.738 ft.lb/s1 horsepower = 1 hp = 746 W

  • MOMENTUM LINEARdanTUMBUKAN

  • Konsep Impuls-Momentum Dalam proses yang sebenarnya seringkalididapatkan keadaan Gaya bekerja dalam waktu yang sangat singkat,seperti dalam proses tumbukan atau peluruhan Melibatkan banyak massa sekaligus Konsep Impuls-Momentum memudahkan kitauntuk menyelesaikan persoalan seperti ini.

    Tujuan Instruksional: Setelah pertemuan inimahasiswa dapat menentukan besaran-besaranmekanika dengan menggunakan konsep Impuls-Momentum

  • Hukum Newton II :Bagaimanakah momentum benda yang terisolasi, yaitu tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut ? Momentum Linear :

  • Impuls :Impuls suatu gaya F sama dengan perubahan momentum benda.Teorema Impuls-MomentumGaya rata-rata :Untuk F konstan :

  • Impuls : Contoh: Madun menendang bola mati sehinggasesaat setelah ditendang, bola berkelajuan 20 m/s. Jikamassa bola 0,8 kg, dan waktu kontak antara kaki danbola adalah 0,02 sekon, tentukan gaya rata-rata yangdilakukan Zidane pada bola! Bandingkan besar gayatersebut dengan berat bola! (Ingat:impuls danmomentum merupakan besaran-besaran vektor)IMPULS = PERUBAHAN MOMENTUM

    Gaya Impulsif: gaya yang sangat besar tetapiberlansung dalam waktu yang sangat singkat. Jika pada suatu benda bekerja gaya impulsif maka gayalain dapat diabaikanI = Ft = ma t = mv = p

  • KEKEKALAN MOMENTUM LINIERUNTUK SISTEM DUA PARTIKELMomentum partikel di dalam suatu sistem tertutup selalu tetapHukum kekekalan momentum

  • TUMBUKANInteraksi antar partikel yang berlangsung dalam selang waktu yang sangat singkatPada setiap tumbukan jumlah momentum sistem sesaat sebelum tumbukan adalah sama dengan jumlah momentumnya sesaat setelah tumbukan

  • Klasifikasi TumbukanTumbukan Lenting SempurnaTumbukan Lenting SebagianTumbukan Tak Lenting sama sekaliHukum kekekalan momentum :Untuk tumbukan tak lenting sama sekali dalam satu dimensi

  • Untuk tumbukan lenting sempurna dalam satu dimensiHukum kekekalan momentum :

  • TUMBUKAN DALAM DUA DIMENSIKomponen ke arah x :Jika tumbukan lenting sempurna :

  • Pusat Massa Sistem Partikel

  • Bagaimana jika massanya lebih dari dua ?Bagaimana jika massanya tersebar di dalam ruang ?

  • Bagaimana untuk benda pejal (sistem partikel kontinyu) ?

  • Gerak Sistem Partikel= P

  • M+DmMKecepatan bahan bakar relatip terhadap roketUntuk interval waktu yang sangat pendek :

    ****Gambar di atas merupakan ilustrasi sebuah benda yang bergeser sejauh s karena mendapatkankan gaya konstan F. Dari definisi tentang usaha dapat dikatakan bahwa sebuah gaya melakukan usaha jika : a. mengakibatkan terjadina pergeseran benda b. gaya F harus memiliki komponen yang sejajar dengan s.**Keterangan :Di sini dijelaskan bagaimana proses perhitungan usaha oleh sebuah gay

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended