USAHA DAN ENERGI

Chum salmon “climbing a ladder” in the McNeil River in Alaska Chum salmon “climbing a ladder” in the McNeil River in Alaska. Why are fish ladders like this often built around dams? Do the ladders reduce the amount of work that the fish must do to get past the dam? (Daniel J. Cox/Tony Stone Images)

USAHA DAN ENERGI Usaha Daya Energi Gaya konservatif & non Kekekalan Energi

USAHA Usaha/kerja : memaparkan bagaimana dikerahkannya gaya pada benda, hingga benda berpindah. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda oleh gaya tetap F (besar & arahnya) didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan s dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan itu.

USAHA Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan :

USAHA Usaha yang dilakukan oleh gaya yang berubah : selisih tenaga

DAYA usaha yang dilakukan oleh benda persatuan waktu. laju usaha yang dilakukan terhadap waktu (cepatnya energi dipindahkan)

Energi Kinetik Energi: kemampuan melakukan usaha. Benda yang bergerak memiliki kemampuan untuk melakukan usaha, sehingga dapat dikatakan memiliki energi. Energi gerakan ini disebut energi kinetik (bahasa Yunani kinetikos berarti “gerakan”). Usaha total yang dilakukan pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetik benda itu (prinsip usaha-energi)

Energi Potensial Gravitasi Energi potensial, yakni energi yang berkaitan dengan gaya yang bergantung pada posisi benda atau susunan benda. Misal : gaya gravitasi (berarah vertikal) usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi hanya bergantung pada ketinggian benda, dan tidak bergantung bentuk lintasan gerak benda.

Energi Potensial Pegas Energi potensial yang berkaitan dengan bahan elastis, mis. pegas a)Pegas b)dapat menyimpan energi (potensial pegas) saat dirapatkan c)dapat melakukan kerja saat dilepas

Gaya konservatif Usaha yang dilakukan pada benda untuk mengatasi gaya gravitasi tidak bergantung pada lintasan yang dipilih. Mis : untuk mengangkat benda ke atas (langsung) maupun melewati bidang miring licin hingga ketinggian tertentu memerlukan usaha yg sama. Gaya konservatif : gaya dimana usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut tidak bergantung pada lintasannya, namun hanya pada posisi awal dan akhir.

Gaya non konservatif Gaya gesekan bukan gaya konservatif (nonkonservatif), karena usaha yang dilakukan gaya itu (mis. saat mendorong kotak di lantai kasar) bergantung pada lintasan yang dipilih.

Kekekalan Energi Energi mekanik : penjumlahan EK dan EP (hukum kekekalan energi mekanik untuk gaya-gaya konservatif) Energi mekanik tsb besarnya tetap (kekal).

Twin Falls on the Island of Kauai, Hawaii Twin Falls on the Island of Kauai, Hawaii. The gravitational potential energy of the water–Earth system when the water is at the top of the falls is converted to kinetic energy once that water begins falling. How did the water get to the top of the cliff? In other words, what was the original source of the gravitational potential energy when the water was at the top? (Hint: This same source powers nearly everything on the planet.)

Three identical balls are thrown from the top of a building, all with the same initial speed. The first is thrown horizontally, the second at some angle above the horizontal, and the third at some angle below the horizontal. Neglecting air resistance, rank the speeds of the balls at the instant each hits the ground.

(b) Berapa jauhkah peti akan kemudian meluncur di lantai? Seorang pekerja pabrik sengaja melepaskan 100 kg peti yang semula diam di atas sebuah bidang miring yang licin dengan panjang 3 m dan sudut 370 terhadap horizontal. Koefisien gesek antara peti dan lantai horizontal pabrik adalah 0,2. (a) Seberapa cepat peti bergerak saat ia mencapai bagian bawah bidang miring? (b) Berapa jauhkah peti akan kemudian meluncur di lantai? Petunjuk : gunakan prinsip hukum kekekalan energi mekanik dan konsep usaha-energi, percepatan gravitasi g = 10 m/s2.

Latihan Soal 1.Seorang pekerja mendorong kotak yang beratnya 93 N yang terletak pada bidang miring. Orang itu mendorong kotak ke arah mendatar dengan gaya 85 N. a. Berapakah usaha yang dilakukan orang itu? b. Berapa usaha yg dilakukan gaya gravitasi? c. Jika K =0,20, berapakah usaha yg dilakukan gaya gesek tsb?

2. Seorang pemanjat tebing membawa ransel 7,50 kg 2. Seorang pemanjat tebing membawa ransel 7,50 kg. Ia mulai memanjat tebing dengan kelajuan konstan, dan 30,0 menit kemudian ia berada pada ketinggian 9,2 m di atas titik awal. a. Berapakah usaha yang ia lakukan terhadap ranselnya? b. Jika berat pemanjat itu 650 N, berapakah usaha total yang ia lakukan untuk mengangkat dirinya sendiri dan ranselnya? c. Berapakah daya total yang dikerahkan pemanjat itu?

3. Sebuah benda bergerak lurus dengan persamaan dinyatakan dalam satuan SI. Jika massa benda 2 kg, berapakah a. Usaha yang dikerjakan oleh gaya pada benda tersebut selama 4 detik pertama ? b. Daya yang dikerjakan pada benda tersebut pada t = 2 ?

4.Sebuah balok yang bermassa 1 kg menumbuk pegas horisontal dengan konstanta pegas 2 N/m. Balok menekan pegas sejauh 4 m dari posisi normalnya. Bila dianggap koefisien gesekan kinetik antara balok dengan permukaan horizontal adalah 0,25, berapakah laju balok pada saat mulai menumbuk pegas