Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

SMKN Jakarta. Teorema Usaha - Energi Usaha Daya Energi Potensial Energi Kinetik Energi Mekanik.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "SMKN Jakarta. Teorema Usaha - Energi Usaha Daya Energi Potensial Energi Kinetik Energi Mekanik."— Transcript presentasi:

1 SMKN Jakarta

2 Teorema Usaha - Energi Usaha Daya Energi Potensial Energi Kinetik Energi Mekanik

3 Usaha adalah mentransfer energi melalui gaya dorong pada sebuah benda sehingga benda tersebut dapat bergerak dan berpindah sejauh s

4 W = usaha (joule) w = F s cos θ F = gaya (N) s = perpindahan (m) W = F. s W = F s cos θ

5 Kasus khusus dari persamaan w = F s cos θ a. Jika arah gaya searah dengan arah perpindahan sehingga diperoleh, θ = 0 ° W = F s cos θ W = F s

6 b. Jika arah gaya F tegak lurus dengan arah perpindahan sehingga diperoleh θ = 90° W = F s cos θ W = 0 ( gaya tsb tidak melakukan usaha ) c. Jika arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan sehingga diperoleh θ = 180 ° W = F s cos 180 ° W = F s (-1) W = - F s (benda tidak melakukan usaha)

7 d. Bila gaya yang bekerja pada benda tidak menyebabkan benda bergerak maka usaha yang dilakukan gaya tersebut sama dengan nol W = F s cos θ W = F s cos 0 W = 0

8 Sebuah gaya luar sebesar 60 N bekerja pada sebuah benda. Mengakibatkan benda bergeser sejauh 3 m. Hitung usaha yang dilakukan oleh gaya luar tersebut! W = Fs cos θ W = 60 x 3 cos 60 ° = 180 (1/2) = 90 J

9 Dalam hal ini usaha yang dilakukan merupakan hasil perkalian F dengan s, hasil perkalian tersebut merupakan luas daerah di bawah grafik. Maka usaha yang dilakukan sama dengan luas daerah dibawah grafik pada grafik gaya terhadap perpindahan. F x WgWg ss

10 Contoh Soal Sebuah gaya bekerja pada benda dan menyebabkan perpindahan benda seperti yang dapat di gambarkan pada grafik berikut Hitung usaha yang dilakukan gaya tsb saat benda berpindah sejauh: a. 4 meter b. 8 meter

11 a. Saat benda berpindah sejauh 4m maka usaha yg dilakukan sama dengan luas daerah 1 W = F s = 6N x 4m = 24 J b. Saat benda berpindah 8m maka usaha yg dilakukan adalah luas 1 + luas 2 W = luas 1 + luas 2 = 24 J + ½ ( 4m x 6N ) = 36 J

12 Total Usaha oleh Berbagai Gaya Jika ada beberapa gaya yg bekerja pada benda maka usaha total yang dikerjakan pada benda merupakan hasil penjumlahan skalar dari usaha yang dilakukan oleh masing” gaya. W total = W 1 + W 2 + W 3 + ……. + W n

13 Contoh Soal S ebuah benda yang massanya 5kg terletak diatas lantai. Pada benda bekerja empat gaya luar F 1, F 2, F 3 dan F 4 yang masing” besarnya 12N, 8N, 6N, 4N. Seperti gambar dibawah ini. Akibatnya benda bergeser ke kanan sejauh 2 meter. Hitung usaha dari masing” gaya dan berapa usaha totalnya?

14  Gaya F 1 searah dengan perpindahan, maka W 1 = F 1 s = 12 x 2 = 24 J  W 2 = F 2 s cos θ = 8 x 2 cos 60° = 8 x 2 (1/2) = 8 J  W 3 = 0, karena gaya F 3 tegak lurus dengan perpindahan  W 4 = - F 4 s = (- 4 ) x 2 = - 8 J, negatif karena gaya berlawanan arah dengan perpindahan  W total = W 1 + W 2 + W 3 + W 4 = 24 J + 8 J ( - 8 ) = 24 J

15 ENERGI Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Energi merupakan besaran turunan yang memiliki dimensi sama dengan usaha. Macam – macam energi seperti energi listrik, energi kalor, energi kimia. Energi tidak dapat di ciptakan atau di musnahkan

16 Energi Potensial  Pengertian : energi yang dimiliki benda karena keadaan atau kedudukannya. Energi ini tersimpan pada benda, namun sewaktu” dapat muncul saat berubah jadi energi lain.  Contoh : buah mangga yang berada di atas pohon memiliki energi potensial. Ketika jatuh dari pohon, buah ini akan jatuh kebawah. Dan mengalami perubahan energi dari potensial ke gerak.

17 Energi Potensial Gravitasi  Pengertian : energi potensial yang dimiliki benda dalam medan gravitasi atau yang lebih dikenal dengan percepatan gravitasi. Semakin jauh ketinggian suatu tempat dari permukaan bumi, percepatan gravitasi di tempat tersebut semakin kecil.

18 Energi Potensial Gravitasi Ep = energi potensial gravitasi ( J ) m = massa benda ( kg ) g = percepatan gravitasi ( 10 m/s 2 ) h = ketinggian benda diukur dari bidang acuan ( m )

19 Contoh Soal Berapakan energi potensial yang dimiliki oleh 400m 3 air yang berada pada ketinggian 90m, jika massa jenis air 1000kg/m 3 dan percepatan gravitasi ditempat tersebut 10m/s 2 ? Jawab  Air memiliki massa m = ρ. V = 1000kg/m m 3 = 4 x 10 5 kg  Maka energi potensialnya Ep = m g h = (4 x 10 5 kg) (10m/s 2 ) (90m) = 3,6 x 10 8 Joule

20 Energi Kinetik  Pengertian : energi yang dimiliki oleh setiap benda yang bergerak. Selain dipengaruhi oleh kecepatan, besarnya juga dipengaruhi oleh massa.  Rumus Ek = energi kinetik benda ( Joule ) m = massa benda ( kg ) v = kecepatan benda (m/s 2 )

21 Contoh Soal Sebuah mobil bermassa 700 kg bergerak dengan kecepatan 10m/s. Hitung energi kinetik mobil tersebut! Diket: m = 700 kg ; v = 10m/s Dit: Ek? Jawab Ek = ½ m v 2 = ½ (700kg) (10m/s) 2 = (350) (100) = Joule

22 Teorema Usaha – Energi Kinetik Bagaimana hubungan antara usaha dan energi kinetik benda? Misalkan ada sebuah benda bermassa m yang mula-mula bergerak dengan kecepatan sebesar V 1. Pada benda bekerja gaya konstan F sehingga benda berpindah sejauh s dan kecepatannya berubah menjadi V 2. Dengan memakai rumus GLBB didapatkan v 2 2 = v as atau as = ½ (v 2 2 – v 1 2 )

23 Teorema Usaha – Energi Kinetik Persamaan tadi dapat disubstitusikan untuk mencari hubungan antara usaha dan energi kinetik W = F s = m a s = m (½ v 2 2 – ½ v 1 2 ) = ½ m v 2 2 – ½ m v 1 2 = EK 2 – EK 1 atauW = ∆EK

24 Dari persamaan di atas dapat disimpulkan bahwa usaha sama dengan perubahan energi kinetik yang dimiliki oleh benda. Jika selama bergerak ketinggian benda juga berubah maka usaha yang dilakukan pada benda merupakan total dari perubahan energi kinetik dan energi potensial yang di alami benda.

25 Contoh Soal Sepeda motor bermassa 200kg bergerak dengan kecepatan berubah dari 10m/s menjadi 20m/s. Hitung usaha yang dilakukan pada motor itu! Diket: m= 200kg ; v 2 = 20m/s ; v 1 = 10m/s Dit: W? Jawab W = EK 2 – EK 1 = ½ m v 2 2 – ½ v 1 2 = ½ (200) 20 2 – ½ (200) 10 2 = – = J = 30 kJ

26 Hukum Kekekalan Energi Mekanik

27 Dari gambar diatas di dapat, di titik 1 energi potensial benda (EP 1 ) relatif besar namun energi kinetiknya (EK 1 ) relatif kecil. Sesampianya di titik 2, energi potensial benda (EP 2 ) sudah berkurang dan menjadi relatif kecil, namun energi kinetiknya (EP 2 ) relatif besar. Jumlah energi potensial dan energi kinetik di titik 1 ternyata sama dengan jumlah energi potensial dan energi kinetik di titik 2, sehingga EP 1 + EK 1 = EP 2 + EK 2

28 Jumlah energi potensial dan energi kinetik inilah yang disebut enegi mekanik. Dan energi mekanik disetiap benda tidak berubah. Hukum energi mekanik berlaku umum selama tidak ada gayan luar yang bekerja pada benda tsb. EM = EP + EK

29 Contoh Soal Sebuah batu bermassa 1kg dilempar vertikal ke atas dengan kelajuan awal 20m/s. Hitung energi mekanik, energi potensial, dan energi kinetik benda saat berada di ketinggian 5m ! Diket: m = 1kg ; v = 20m/s ; h = 5m Dit: EM, Ek, Ep?

30  EM 1 = EP 1 + EK 1 = 0 + ½ mv 1 2 = ½ x 1 x 20 2 = 200 J  EM 2 = EM 1 = 200 J (berdasarkan hukum kekekalan energi mekanik)  EP 2 = mgh 2 = 1 x 10 x 5 = 50 J  EK 2 = EM 2 - EP 2 = 200 – 50 = 150 J

31 DAYA  Pengertian : usaha yang dilakukan oleh benda setiap sekon atau laju enegi yang berubah menjadi energi lain.  Rumus : P = daya (watt) W = usaha yang dilakukan (joule) t = waktu (s)

32 Contoh Soal Rinto yang bermassa 50 kg menaiki tangga ke lantai tiga setinggi 12m selama 0,5 menit. Berapa kah daya yang dilakukan Rinto? Diket: m = 50kg ; h = 12m ; t = 0,5menit = 30s Dit: P? Jawab:


Download ppt "SMKN Jakarta. Teorema Usaha - Energi Usaha Daya Energi Potensial Energi Kinetik Energi Mekanik."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google