YOU ARE DOWNLOADING DOCUMENT

Please tick the box to continue:

Transcript
Page 1: Usaha dan-energi
Page 2: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Usaha dan energi

Page 3: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Usaha dan energi

KOMPETENSI DASAR:1.5 Menganalisis hubungan antara usaha,

perubahan energi dengan hukum kekekalan energi mekanik

INDIKATOR 1. Menguraikan hubungan antara usaha, gaya, dan

perpindahan2. Menghitung besar energi potensial (gravitasi dan

pegas) dan energi kinetik3. Menerapkan hubungan antara usaha dan energi

kinetik4. Menerapkan hubungan antara usaha dengan

energi potensial5. Menganalisis bentuk hukum kekekalan energi

mekanik

STANDAR KOMPETENSI 1. Menganalisis gejala alam dan

keteraturannya dalam cakupan mekanika benda titik

Page 4: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Mengapa mobil jeep ini mampu menarik sebuah beban yang sangat berat ???

karena adanya usaha.

Apa yang dimaksud dengan usaha ?

Page 5: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

DEFINISIDEFINISIUsaha adalah hasil kali antara gaya Usaha adalah hasil kali antara gaya konstan F dengan perpindahan s.konstan 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

Page 6: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Satuan Dari usaha Satuan Dari usaha

Page 7: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Teorema Usaha -Energi Teorema Usaha -Energi Dan Energi KinetikDan Energi Kinetik

Page 8: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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 benda perubahan energi kinetik dari benda tersebut.tersebut.

Page 9: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

21mvEK

Page 10: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

Page 11: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

USAHA OLEH ENERGI KINETIK

Page 12: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

Page 13: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Energi Mekanik Total

Page 14: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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 Teorema kerja-energi dapat dituliskan

dalam bentuk energi mekanik total:dalam bentuk energi mekanik total:

WWncnc = E = Eff – E – E00

ENERGI MEKANIK TOTALENERGI MEKANIK TOTAL

Page 15: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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..

Page 16: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Contoh: Roller Coaster RaksasaSatu dari yang tercepat Satu dari yang tercepat

diantara roller coaster di diantara roller coaster di dunia adalah Magnum dunia adalah Magnum XL-200 di Cedar Point XL-200 di Cedar Point Park in Sandusky, Ohio Park in Sandusky, Ohio (seperti gambar). Kereta (seperti gambar). Kereta seakan-akan jatuh dari seakan-akan jatuh dari ketinggian 59,4 m. ketinggian 59,4 m. Asumsikan bahwa Asumsikan bahwa coaster ini memiliki coaster ini memiliki kecepatan yang kecepatan yang mendekati nol ketika mendekati nol ketika berada di puncak. 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.

Page 17: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

Page 18: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

tW

P

Page 19: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

Tabel Satuan dari Daya

Page 20: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

Page 21: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

LATIHAN SOALLATIHAN SOAL

1. Usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1. Usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 50 N sewaktu menarik beban seperti gambar 50 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

Page 22: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

JAWABAN : BENARPenyelesaian : DW = F x s cos θ= 50 x 15 cos 450

= 250 √2

SOAL SELANJUTNYA …

Page 23: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

JAWABAN : SALAH

Silakan coba lagi…

Page 24: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

2. ANGKAT BEBAN2. ANGKAT BEBAN

Atlet 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. ia menurunkannya dedngan jarak yang sama. Beban dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan Beban dinaikkan dan diturunkan dengan kecepatan yang sama. Besar usaha yang dilakukan pada barbel yang sama. Besar usaha yang dilakukan pada barbel ketika diangkat adalah …ketika diangkat adalah …

a. 460 Jb. - 460 Jc. 300 Jd. -350 Je. 280 J

Page 25: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

Page 26: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

JAWABAN : SALAH

Silakan coba lagi…

Page 27: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

Page 28: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

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

Page 29: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

JAWABAN : SALAH

Silakan coba lagi…

Page 30: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

REFERENSI

1. 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.

Page 31: Usaha dan-energi

KOMPETENSIKOMPETENSI

BERANDABERANDA

MATERIMATERI

LATIHANLATIHAN

EVALUASIEVALUASI

PENYUSUNPENYUSUN

REFERENSIREFERENSI

PENYUSUN

Nama : Novita Pratama, s. PdInstansi : Sma Negeri 2 arga makmurWebsite : www. Sman2arma.com

EDITORNama : Nur Samsudin, S. Pd.Fis.Email : [email protected]