KERJA DAN ENERGI Materi Kuliah: Fisika Dasar Oleh: Muslimin, S.T., M.T. Fakultas Teknik Universitas Mulawarman

Konsep kerja dan Energi Energi Kinetik Energi Potensial Pokok Bahasan : Konsep kerja dan Energi Energi Kinetik Energi Potensial Gaya konservatif dan Non konservatif Daya

Konsep Kerja dan Energi Dalam ilmu fisika, seseorang dikatakan melakukan kerja atau usaha jika ia memberi gaya F pada sebuah benda sehingga benda tersebut berpindah posisi sejauh s.

Kerja atau usaha didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya pada arah pergeseran dengan panjang pergesaran benda. Secara matematis : W = F s cos  W = F.s Keterangan : W = Kerja atau usaha (Joule) F = Gaya (Newton) S = Perpindahan (meter)  = Sudut antara gaya dan perpindahan

Energi didefinisikan sebagai kemapuan untuk melakukan kerja atau usaha. Bentuk dari energi : Energi panas Energi cahaya Energi nuklir Energi mekanik Energi listrik Energi kimia Dll

Contoh Soal : Steve mencoba membuat Elayne terkesan dengan mobil barunya, akan tetapi mesinnya mati di tengah persimpangan. Sementara Elayne menyetir, Steven mendorong mobilnya 19 m untuk keluar dari persimpangan. Jika dia mendorong searah dengan arah gerak mobil dengan gaya konstan 210 N, berapa kerja yang dilakukannya pada mobil tersebut.

Sebuah benda berada pada bidang datar, karena pengaruh gaya 140 N benda tersebut mengalami perpindahan sejauh 5 m, Hitunglah berapa usaha yang dilakukan untuk memindahkan benda tersebut apabila : Gaya yg diberikan mendatar Gaya membentuk sudut 600 terhadap bidang horizontal

Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda yang sedang bergerak. Benda yang bermassa m dan sedang bergerak dengan kecepatan v, memiliki Energi Kinetik sebesar : EK = ½ m v2 v m Keterangan : EK = Energi kinetik (Joule) m = Massa (Kg) v = Kecepatan (m/s)

W = EK = EK2 – EK1 W = ½ m v22 - ½ m v12 Teorema Kerja-Energi Kinetik : Kerja atau usaha yang dilakukan oleh suatu gaya untuk menggeser benda adalah sama dengan perubahan energi kinetik pada benda tersebut. Secara matematis dapat dinyatakan : W = EK = EK2 – EK1 W = ½ m v22 - ½ m v12

Contoh Soal : Benda yang bergerak dengan kecepatan 20 m/s, jika massa benda 1000 kg. Berapakah besar energi kinetik benda tersebut. Benda yang massanya 40 kg mempunyai energi kinetik sebesar 80 joule. Berapakah kecepatan benda tersebut

Energi Potensial Energi potensial adalah kemampuan untuk melakukan kerja karena posisi atau letak benda. Contoh energi potensial : Energi potensial gravitasi Energi potensial pegas

2.1 Energi Potensial Gravitasi Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh tempatnya (kendudukannya). Besarnya energi potensial benda sama dengan kerja yang sanggup dilakukan gaya berat (w) selama benda jatuh dengan ketinggian h.

EP = w.h = m.g.h Secara matematis : Dimana : EP = Energi potensial (Joule) w = Berat benda (Newton) m = Massa benda (kg) g = Percepatan gravitasi (m/s2) h = Tinggi benda (m)

2.2 Energi Potensial Pegas Energi potensial pegas adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena elastik pegas. Gaya pegas (F) = k.x Energi potensial pegas (EP) = ½ k.x2 Dimana : k = Konstanta pegas (N/m) x = Regangan (m) Hubungan kerja dengan Energi potensial : W = EP = EP1 – EP2

Contoh Soal : Sebuah gaya yang besarnya 60 Newton menyebabkan benda yang massanya 15 kg jatuh setinggi 10 m. Berapakah besar energi potensial jika gravitasi 10 m/s2.

Gaya konservatif dan Non-Konservatif Gaya dikatakan konservatif apabila kerja yang dilakukan oleh sebuah benda yang bergerak diantara kedua titik tidak tergantung pada lintasan yang ditempuhnya melainkan hanya tergantung pada keadaan benda di kedua titik tersebut. P Q 1 2 WPQ(lintasan 1) = -WQP(lintasan 2) WPQ(lintasan 1) + WQP(lintasan 2) = 0 Kerja gaya konservatif : Wkonservatif = EK -EP

WAB(sepanjang d) ≠ WAB(sepanjang s) Gaya dikatakan Non-konservatif apabila kerja yang dilakukan oleh sebuah benda yang bergerak diantara kedua titik tergantung pada lintasan. A d B s WAB(sepanjang d) ≠ WAB(sepanjang s) Kerja gaya non-konservatif : Wnonkonservatif = EK + EP = (EK + EP) = Em

Daya Daya adalah laju perubahan usaha yang dilakukan tiap detik. Dalam bentuk persamaan : Satuan Daya = Watt

Terima Kasih