Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja dan Energi Senin, 11 Maret 2007.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja dan Energi Senin, 11 Maret 2007."— Transcript presentasi:

1 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja dan Energi Senin, 11 Maret 2007

2 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 PENDAHULUAN l Gaya merupakan besaran yang menentukan sistem gerak benda berdasarkan hukum Newton. Ada beberapa kasus dalam menganalisis suatu sistem gerak benda dengan menggunakan konsep gaya menjadi lebih rumit l Ada alternatif lain untuk memecahkan masalah yaitu dengan menggunakan konsep energi dan momentum. Dalam berbagai kasus umum dua besaran ini terkonservasi atau tetap sehingga dapat diaplikasikan l Hukum kekekalan energi dan momentum banyak dimanfaatkan pada kasus-kasus pada sistem banyak partikel yang melibatkan gaya-gaya yang sulit dideskripsikan

3 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 KONSEP KERJA (WORK) l Kerja atau work adalah kemampuan sebuah gaya untuk memindahkan benda pada jarak tertentu Gambar 1: Kerja dengan gaya tetap l Satuan kerja sering digunakan adalah Joule atau J dan dinyatakan sbb dengan W = Kerja (J), F = gaya (N) dan d = perpindahan (m).

4 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 KONSEP KERJA (WORK) - cont l Untuk kerja yang dilakukan oleh gaya yang tidak tetap maka Pers (1) dapat dituliskan menjadi Gambar 2: Kerja dengan gaya tetap dan tidak tetap

5 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja pada gaya pegas Gambar 3: Kerja yang dilakukan oleh gaya pegas l Konsep kerja karena gaya pegas adalah hukum Hooke yaitu dengan F = gaya pegas (N), k = konstanta pegas (N/m) dan x= perubahan panjang (m).

6 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja pada sistem bandul l Bandul adalah beban yang digantungkan dengan menggunakan sebuah tali (biasanya massa tali diabaikan) dengan panjang tertentu dan diberi gaya sehingga bandul mengalami osilasi Gambar 4: Kerja pada bandul l Pada gerak bandul memberikan ilustrasi gaya yang berubah-ubah dalam pergerakannya.

7 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja pada sistem bandul (cont) l Kerja pada sistem Bandul adalah Kerja yang dilakukan oleh massa m bergerak dari sudut  = 0 sampai ke  =  0 karena pengaruh gaya R sehingga l Kesetimbangan gaya pada sistem bandul F x = T sin  ; mg = T cos   F x = mg tan 

8 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja pada sistem bandul (cont) l Maka kerja pada pers di atas menjadi dimana tan  = dy/dx  dx tan  = dy

9 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja pada gaya listrik l Kerja pada gaya listrik berdasarkan konsep hukum Coulomb yaitu dengan  0 = permitivitas vakum 8.85 x C 2 /N.m 2 l Kerja yang dilakukan untuk memindahkan muatan dari titik r 1  r 2 adalah

10 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja pada gaya gravitasi l Kerja pada gaya gravitasi berdasarkan hukum Newton Gravitasi yaitu interaksi dua massa yang memenuhi dengan G = tetapan gravitasi 6.67 x Nm 2 /kg 2 l Kerja pada gaya gravitas! dapat dinyatakan

11 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja pada gaya gravitasi (cont)

12 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 KONSEP ENERGI l Energi merupakan konsep yang sangat penting dalan dunia sains. l Pengertian energi sangat luas sehingga ada yang sulit untuk didefinisikan seperti energi metabolisme, energi nuklir, energi kristal dsb l Secara sederhana energi dapat didefinisikan yaitu kemampuan untuk melakukan kerja

13 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Energi Kinetik l Kata "kinetik" berasal dari kata "kinetikos" yang artinya gerakan. l Apabila kecepatan benda berubah, maka kerja yang dibutuhkan sama dengan perubahan energi kinetik yang dikenal sebagai Teorema Kerja-Energi l Sebagai contoh : hitung kerja yang dibutuhkan untuk mempercepat mobil bermassa 1000 kg dari 20m/s menjadi 30m/s

14 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 l Dengan teorema Kerja-Energi l Dengan Konsep Gaya(misalkan waktu yang dibutuhkan adalah 1 detik) v 2 = v 1 + at  a =10 m/s 2 S = v 1 t + ½ at 2 = 25 m/s F = ma = (1000 kg)(10 m/s 2 ) = N W = F.s = (10000) (25) = 2.5 x 10 5 J l Dari kasus ini ternyata lebih mudah menyelesaikan dengan konsep energi dibandingkan gaya

15 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Energi Potensial l Suatu benda mempunyai energi kinetik tidak hanya karena gerakan tetapi juga pada posisi dan konfigurasi bentuk benda yang dikenal dengan energi potensial. Gambar 6: Posisi benda mempunyai energi yaitu energi potensial l Pada sistem bandul (Gambar 4) benda bergerak dari posisi y 1  y 2 maka kerja l dapat diartinya sebagai perubahan energi potensial gravitasi.

16 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Energi Potensial (cont) l Energi potensial gravitasi (umum) antara dua massa adalah dengan acuan r =   E p = 0 l Artinya, energi potensial gravitasi pada Pers(13) berlaku jika gaya berat atau mg dianggap tetap dan menggunakan Pers(14) berlaku umum, sangat berguna pada tinjauan gerak planet atau benda-benda yang memiliki gaya tarik gravitasi yang dianggap tidak tetap(bergantung pada jarak).

17 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Gaya Konservatif l Gaya konservatif adalah gaya yang hanya tergantung pada posisi, kerja gaya ini hanya tergantung pada posisi awal dan akhir dan tidak tergantung pada lintasannya ! contoh gaya konservatif adalah gaya gravitasi, gaya pegas, gaya listrik dan gaya non-konservatif, contohnya gaya gesek, gaya stokes, dll l Gaya konservatif dan Energi potensial Hubungan antara gaya konservatif dan energi potensial dapat dinyatakan

18 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 l Energi merupakan fungsi posisi U(x,y,z) maka gaya konservatif dapat dituliskan l Dengan menyertakan energi potensial dalam teorema Kerja-Energi maka gaya yang bekerja pada benda dapat berupa gaya konservatif dan non-konservatif W =  E k W nk + W k =  E k W nk =  E p +  E k dimana W nk = kerja gaya non-konservatif dan W k = kerja gaya konservatif.

19 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 l Pada suatu sistem terdiri atas gaya-gaya konservatif maka  E p +  E k = 0 E k1 +  E p1 = E k2 +  E p2 DAYA l Daya dapat dinyatakan sebagai laju kerja atau laju energi terhadap waktu dan dinyatakan secara umum satuan daya adalah watt atau W

20 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Latihan l Problem 1 Seorang lelaki menarik vacuum cleaner dengan gaya F = 50 N membuat sudut 30 o. Hitunglah kerja yang dilakukan pada vacuum cleaner jika vacuum cleaner bergeser 3 m ke kanan

21 Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Latihan l Problem 2 Sebuah mobil dengan massa 1200 kg mendaki sebuah bukit dengan kemiringan 5 o dengan kecepatan konstan 36 km/jam. Hitunglah kerja yang dilakukan oleh mesin mobil selama 5 menit dan daya yang dihasilkan. Gesekan-gesekan diabaikan l Problem 3 Sebuah balok 5 kg didorong ke atas pada sebuah bidang miring 30 o dengan kecepatan awal 5 m/s setelah menempuh jarak 1,5 m berhenti dan meluncur ke bawah kembali a. Hitung gaya gesek (dianggap mempunyai besar tetap) antara balok dan bidang miring b. Tentukan kecepatan balok ketika mencapai dasar bidang miring


Download ppt "Dwi Seno K. Sihono, M.Si. - Fisika Mekanika – Teknik Metalurgi dan Material – Sem. ATA 2006/2007 Kerja dan Energi Senin, 11 Maret 2007."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google