Usaha dan Energi.

Presentasi berjudul: "Usaha dan Energi."— Transcript presentasi:

1 Usaha dan Energi

2 Persoalan gerak yang melibatkan gaya konstan  Dinamika
Persoalan gerak yang melibatkan gaya yang tidak tetap: F(x)  Usaha dan Energi F(t)  Momentum

3 Usaha Usaha adalah suatu besaran skalar yang diakibatkan oleh gaya yang bekerja sepanjang lintasan z ds 2 F 1 y x

4 Usaha sebagai Luas F x Wg s W = F * s dW = F(s) d s

5 KERJA OLEH GAYA KONSTAN
F F q F cos q s Kerja yang dilakukan oleh sebuah gaya didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan. Gambar di atas merupakan ilustrasi sebuah benda yang bergeser sejauh s karena mendapatkankan gaya konstan F. Dari definisi tentang usaha dapat dikatakan bahwa sebuah gaya melakukan usaha jika : a. mengakibatkan terjadina pergeseran benda b. gaya F harus memiliki komponen yang sejajar dengan s. (5.1) (5.2)

6 N F q f mg Mengapa ? (5.3) Usaha oleh gaya F :
Usaha oleh gaya gesek f : Usaha oleh gaya normal N : Mengapa ? Usaha oleh gaya berat mg : (5.3) Usaha total :

7 Energi Kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja Bentuk dari energi:
Energi kinetik Energi potential: gravitasi, pegas, listrik Panas dll Energi ditransfer kepada benda  Usaha positif Energi ditransfer dari benda  Usaha negatif. .

8 Satuan Usaha dan Energi
Gaya  Jarak = Usaha Newton  [M][L] / [T]2 Meter = Joule [L] [M][L]2 / [T]2 N.m (Joule) Dyne-cm (erg) = 10-7 J BTU = 1054 J calorie = J foot-lb = J eV = 1.6x10-19 J cgs Lainnya mks

9 Usaha dan Energi Kinetik
Jika gaya F selalu tetap, maka percepatan a akan tetap juga, sehingga untuk a yang tetap: x F v1 v2 a i m

10 Teorema Usaha – Energi kinetik
Usaha yang dilakukan pada benda akan mengakibatkan perubahan energi kinetik dari benda tersebut

11 Jenis Gaya Gaya Konservatif Contoh : Gaya Gravitasi, Gaya Pegas, dll
Gaya non Konservatif Contoh : Gaya Gesek, dll

12 Usaha yang dilakukan oleh Gaya Konservatif
Tidak dibergantung kepada lintasan yang diambil W2  1 2 Sehingga: 1 W1  2 Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif sebanding dengan negatif perubahan energi potensialnya Gaya konservatif adalah minus gradient dari energi potensialnya

13 Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi
Wg = F ∆s = mg s cos  = mgy Wg = mgy hanya bergantung pada y ! j m s mg y 

14 Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi
W = W1 + W Wn = F r 1+ F r F rn = F (r1 + r rn) m r1 r2 r3 rn r mg = F r = F y j y Wg = mg y Bergantung hanya pada y, bukan pada lintasan yang diambil !

15 Hukum Kekekalan Energi Mekanik
S Energiawal = S Energiakhir . Berlaku pada sistem yang terisolasi Proses pengereman ada energi yang berubah menjadi panas (hilang) Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan Hanya bentuk energi yang berubah Contoh: Energi potensial  Energi Kinetik (benda jatuh bebas)

16 Gerak Bandul Fisis v h1 h2 m Pada kasus ini dapat terlihat perubahan antara energi kinetik (KE) dan energi potensial (PE) pada bandul. KE2 + PE2 = KE1 + PE1

17 Jet Coaster KE2 + PE2 = KE1 + PE1 N v v R mg

18 Usaha oleh Gaya Non-Konservatif
Bergantung kepada lintasan yang diambil A B Lintasan 1 Lintasan 2 Wlintasan 2 > Wlintasan 1. Contoh: Gaya gesek adalah gaya non-konservatif Wf = Ff • D = -kmgD. D Ff = -kmg

19 Gerak pada permukaan kasar
Hitunglah x! x d k

20 Hukum Kekekalan Energi Umum
WNC = KE + PE = E Dimana WNC adalah usaha yang dilakukan oleh gaya non konservatif E TOT = KE + PE + Eint = 0 Dimana DEint adalah perubahan yang terjadi pada energi internal benda ( perubahan energi panas) dan DEint = -WNC

21 Keseimbangan Kita meletakan suatu balok pada permukan kurva energi potensial: U x Stabil unstabil netral Jika posisi awal pada titik stabil maka balok tersebut akan bergerak bolak-balik pada posis awalnya Jika posisi awal pada titik unstabil maka balok tidak akan pernah kembali keadaan semulanya Jika posisi awal pada titik netral maka balok tersebut akan bergerak jika ada gaya yang bekerja padanya

22 Daya Daya adalah laju perubahan usaha yang dilakukan tiap detik v F q
Satuan SI dari daya 1 W = 1 J/s = 1 N.m/s1 1 W = ft.lb/s 1 horsepower = 1 hp = 746 W