fisika makalah newwww

7/23/2019 fisika makalah newwww

1/22

BAB I

Kerja sebagai interaksi sebagai alih energi

1.1 PENGERTIAN USAHA DAN ENERGIEnergi Disebut juga dengan tenaga. Energi adalah kemampuan untuk

melakukan usaha.Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain

(transformasi energy). Energi juga dapat dipindahkan dari satu benda ke

benda lain (transformasi energy), tetapi energi tetap kekal.

Disebut juga kemampuan energy untuk melakukan usaha.usaha

didenisikan sebagai hasil perkalian (dot product) gaya dan perpindahan.

Usaha didenisikan juga sebagai perkalian scalar antara gaya (F) dan

perpindahan () yang diakibatkannya.

W=F . s=F scos

Denisi ini menjelaskan hubungan usaha dan energy. !erarti pula usaha

sama dengan perubahan energy.

W= E

1.2 TRANS!R"ASI ENERGIDalam Fisika kita juga artikan energy sebagai kemampuan melakukan kerja. Energi di dalam

alam adalah suatu besaran yang kekal. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain;

misalnya pada kompor di dapur, energy yang terdapat dalam minyak tanah diubah menjadi

api. Selanjutnya jika api digunakan untuk memanaskan air, energy berubah bentuk lagi

menjadi gerak molekul molekul air. Contoh lain, energy yang di dapat dari pembakaran

berubah menjadi energy gerak pada mobil.

Perubahan bentuk energy ini disebut Transformasi Energi.

TRANSER ENERGI

Energi juga dapat dipindahkan dari satu benda ke benda lain, atau lebih umum dari satu system


2/22

ke system yang lain. Perpindahan energy ini disebut Transfer Energi. Misalnya dalam contoh

kita di dapur , energy pembakaran yang ada di dalam api dipindahkan ke air yang ada di dalam

panci.Perpindahan Energi seperti ini , yang terjadi sematamata karena perbedaan temperature,

disebutKalor.

Energi juga dapat dipindahkan dari suatu system ke system yang lain melalui gaya yang

mengakibatkan pergeseran posisi benda.Perpindahan energy semacam ini adalah yang kita kenal

sebagaiKerja mekanikatau kita katakana sebagai kerjasaja.

Energi adalah suatu kuantitas yang kekal , dapat berubah bentuk , dan dapat pindah dari satu

system ke system yang lain , akan tetapi jumlah keseluruhannya adalah tetap.Energi tidak dapat

dibentuk dari nol dan juga tidak dapat dimusnahkan .!ita hanya dapat mrubah bentuk energy

atau memindahkan energy.

1.# UKURAN TRANSER ENERGI"erja yang dilakukan oleh sebuah gaya dapat diukur dari banyaknya

bahan bakar yang diperlukan untuk melakukan kerja tersebut.jika dalam

sebuah percobaan kita diusahakan ada energy yang hilang sebagai kalor,

maka energy dari bahan bakar seluruhnya dipergunakan untuk

melakukan kerja.Untuk suatu gaya F tertentu yang bekerja pada bendatertentu, perpindahan benda sebesar #d memerlukan bahan bakar # kali

sebanyak perpindahan sebesar d.edangkan untuk suatu perpindahan

tertentu, gaya # F memerlukan bahan bakar # kali sebanyak untuk gaya

sebesar F.$adi kerja yang dilakukan oleh gaya F yang menyebabkan

bergeseran benda sebesar x dalam arah F dapat dituliskan sebagai %

W=F . x

Denisi di atas menyatakan bah&a jika pergeseran x=0 maka tidak

ada kerja yang dilakukan.


3/22

SATUAN ENERGI

Satuan energy disebut juga satuan kerja adalah sebuah satuan baku yang digunakan dalam satuan

energy.Dalam system satuan M!S , satuan untuk gaya adalah "e#ton $"% dan satuan untuk

panjang adalah meter $m%,sehingga satuan untuk kerja haruslah ne#tonmeter $"m% ;jadi satuan

ini,

& 'oule ( & "m

Dalam system satuan cgs , gaya dinyatakan dalam dyne , dan panjang dalam cm , sehingga kerja

dinyatakan dynecm;satuan ini kita sebut erg.

'adi,

& erg ( & dynecm

Dalam system satuan stastika )ps $inggris% kerja dinyatakan dalam )ootpound $)tlb%.

*ubungan antara ketiga satuan kerja di atas adalah sebagai berikut,

& joule ( &+7

erg (+,-

& )tlb (&,-/ joule (&,-/ &+7

erg

!arena kerja adalah energy yang dipindahkan , maka satuan untuk energy adalah sama

dengan satuan untuk kerja.


4/22

1.$ GA%A TAK SE&A&AR GERAK

Sekarang misalkan perpindahan 01 tidak sejajar dengan arah

F berapakah besar kerja yang

dilakukan pada benda. Perhatikan 2ambar 3.4

2ambar 3.4 gaya F menbuat sudut 5 terhadap arah perpindahan 01.

2aya F membuat sudut 5 terhada) arah perpindahan 01. misalkan 01 cukup kecil sehingga

sudut 5 dapat dianggap tetap. 6ntuk membahas apa yang terjadi, kita uraikan gayaF atas

komponenkomponen pada arah sumbu 7 dan 8, yaitu

F ( a1 Fx 9 ay Fy

Dengan a1 :ektor satuan pada arah 7, dan ay :ektor satuan pada arah 8. kita lihat bah#a benda

hanya berpindah tempat pada arah 7, dan tidak berpindah tempat dalam arah 8. jadi komponen

gaya j ayFy tidak melakukan kerja, sehingga kerja yang dilakukan oleh gaya

F

hanyalah


5/22

0# ( F 01 ( F cos x

Perhatikan bah#a gaya F dan perpindahan 01 keduanya adalah :ektor. Persamaan $3&% dapatdituliskan dengan notasi :ektor, yaitu denganperkalian titikatauperkalian scalarantara dua

:ektor.

'ika anda mengangkat balok ini :ertikal tanpa mempergunakan bidang miring, kerja kita dapat

mempergunakan gaya yang lebih kecil $P ( /3,3 "%, dari pada jika kita mengangkat langsung

:ertiakal $gaya ( 3 "%. akan tetapi pada bidang miring kita harus mendorongnya lebih jauh $/

m% sedangkan dalam arah :ertikal kita hanya perlu mengangkat sejauh - m. pad proses

perpindahan energi oleh kerja ini, dari manakah energi diambilLt

Daya sesaat yang diberikan adalahA

P ( dWdt

( F .ds

dt

(F

.v

'ika daya besarnya tetap, maka * ( P dan > ( P .t

Dalam system satuan S, satuan daya adalah jouleLdetik, yang disebutwatt.

Dalam system satuan nggris, satuan daya adalah )tlbLdet4 namun karena satuan ini terlalu kecil

untuk pemakaian seharihari, sehingga orang menggunakan satuan yang lebih besar, yaitu tenaga

kuda atau horse po#er $hp%.

& hp ( //+ )tlbLdetatau & hp ( #att

=tau juga bias dinyatakan dalam kilo#attjam. Satu kilo#attjam adalah kerja yang dilakukan

olehsuatu system yang bekerja dengan daya konstan & kilo#att selama satu jam.

Contoh A

Seekor kuda berlari menarik sekarung beras bermassa &++ kg. !oe)isien gesekan antara karung

beras dan jalan +,. erapa cepat kuda harus berlari dengan laju tetap agar melakukan kerja

dengan daya sebesar satu daya kuda ? H sin

H cos -++( k . "

H cos -++( k $> ? H sin %

H1

23 ( +, $m.g ? H sin -++%

H1

23 ( +, $&++.&+ ? H

1

2 %

H . +,3 ( +, $&+++ ? H . +,/%

+,3 H ( ++ ? +,- H

+,3 H 9 +,-H ( ++

&,& H ( ++

H (600

1,17 ( /&4,3 ( /&- "e#ton

!arena komponen gaya H1, maka P ( F .: dan karena P ( & hp ( , maka

: (746

513 ( &,/ mLs4 ( /,44 kmLjam ( / kmLjam


21/22

!esimpulannya seekor kuda tak akan dapat lama bertahan menstrans)er energy dengan laju

sebesar satu daya kuda.

Contoh 3

Sebuah mobil mmpergunakan daya &++ hp, dan bergerak dengan kecepatan - kmLjam. erapa

gaya dorong mesin mobil

fisika makalah newwww

Documents