Pengertian Usaha, Energi dan Daya Beserta Rumusnya

1. Pengertian Usaha
Dalam kehidupan sehari-hari usaha selalu dikaikan dengan aktvitas atau kegiatan yang dilakukan manusia. Misalnya : Anto berusaha keras untuk mendapat nilai 100.
Dalam fisika usaha dikaitkan dengan gaya yangdiberikan pada benda sehingga menyebabkan perpindahan benda. Misalnya andi mendorong buku sehingga buku berpindah tempat. Persamaan untuk mencari usaha :
W = F x s
W = usaha (j)
F = gaya (N)
S = perpindahan (m)

Jika gaya yang diberikan tidak searah dengan perpindahan maka digunakan persamaan :
W = F cos α x s
α adalah sudut yang dibentuk oleh gaya dengan perpindahan.
Jika ada grafik hubungan antara gaya (F) dan perpindahan (s), maka besar usaha sama dengan luas dibawah grafik.

Usaha akan bernilai nol jika benda yang diberikan usaha tdak berpindah. Misalnya Andi mendorong kereta api tetapi kereta api tidak berpindah maka usaha yang dilakuka Andi terhadap kereta sama dengan nol.

2. Pengertian Energi

Dalam fisika energi di definisikan sebagai kemampuan atau kesanggupan benda untuk melakukan usaha atau melakukan kerja. Dalam kehidupan sehari hari energi juga disebut tenaga. Orang yang sakit tidak memilki energi yang cukup untuk melakukan kerja.

 Ada berbagai macam jenis energi :
1. Energi kimia
Energi kimia adalah energi yang tersimpan di dalam makanan atau di dalam bahan kimia. misalnya : nasi, bensin, solar menyimpan energi kimia.

2. Energi listrik
Energi listrik adalah energi yang dihasilkan oleh muatan listrik yang mengalir. Energi listrik merupakan energi yang paling di butuhkan pada saat ini.

3. Energi bunyi
Energi bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh getran udarabdi sekitarsumber bunyi. Energi bunyi inilah yang menyebabkan bunyi dapat terdengar oleh telinga kita.

4. Energi angin
Energi angin adalah energi yang dimiliki oleh udara yang mengalir. Pada zaman dahulu energi angin banyak dimanfaatkan untuk berlayar. Pada saat sekarang energi angin banyak dimanfaatkan untuk memutar kincir angin, untuk olahraga terjun payung, untuk menerbangkan layang-layang.

5. Energi kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dihasilkan oleh benda-benda bergerak. Benda yang diam atau tidak bergerak tidak memiliki energi kinetik. Contohnya kincir angin yang berputar, perahu yang berlayar, kereta api yang berjalan.
Energi kinetik dirumuskan
Ek = ½ m v2
Keterangan :
Ek = energi kinetik benda (j)
m= massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s2)

6. Energi potensial
Energi potensial dibedakan menjadi 2 yaitu
a. energi potensial gravitasi
Energi potensial gravitasi merupakan energi yang dimilki benda karena posisi atau ketinggian benda dari prmukaan bumi. Energi potensial gravitasi dirumuskan :
Ep = m g h
Keterangan :
Ep = energi poensial gravitasi (j)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi(m/s2)
h = ketinggian benda dari permukaan bumi (m)
b. energi potensial pegas
energi potensial pegas adalah energi yang dimiliki benda karena sifat elastis bahan tersebut. Energi pitensial pegas dirumuskan :
Ep = ½ k Δx2
Keterangan :
K = konstanta pegas (N/m)
Δx = perubahan panjang pegas

7. Energi mekanik
Energi mekanik adalah jumlah total dari energi potensial dan energi kinetik
Em = Ep +Ek

3. Pengertian Daya
Dalam fisika daya di definisikan sebagai banyaknya energi yang digunakan tiap satu satuan waktu. Daya diumuskan :
P = w/t
Keterangan :
P = daya (watt)
W = energi (j)
t = waktu (S)
Besarnya daya sebanding dengan energi dan berbanding terbalik dengan waktu.


4.Hubungan Energi dan Usaha
Bila dikaitkan dengan energi, usaha merupakan perubahan energi. Usaha dapat berupa perubahan energi potensial ataupun perubahan energi kinetik. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
  1. Hubungan usaha dengan energi potensial : 

    W = Δ Ep = mg (Δh)
    dengan :
    W = usaha (J)
    Δ Ep = perubahan energi potensial (J)
    m = massa benda (kg)
    g = gravitasi bumi (m/s2)
    Δh = perubahan ketinggian (m)
    Contoh :
    Sebuah bola bermassa 500 gram dijatuhkan dari atas gedung setinggi 2 m. Tentukan besar usaha selama perpindahan bola tersebut.
    Pembahasan 
    Dik :
    m = 500 g = 0,5 kg
    Δh = 2 m
    W = m g Δh
    W = 0,5 (10) (2)
    W = 10 Joule.
  2. Hubungan usaha dengan energi kinetik :

    W = Δ Ek = ½ m (v22 - v12)
    dengan :
    W = usaha (J)
    Δ Ek = perubahan energi kinetik (J)
    m = massa benda (kg)
    v2 = kecepatan akhir benda (m/s)
    v1 = kecepatan awal benda (m/s) Contoh :
    Tentukan esar usaha yang dilakukan oleh mesin terhadap sebuah mobil bermassa 1 ton yang mula-mula diam sehingga bergerak dengan kecepatan 5 m/s.
    Pembahasan 
    Dik :
    v2 = 5 m/s
    m = 1000 kg
    v1 = 0
    W = ∆Ek
    W = ½. m (v22 - v12)
    W = ½ (1000) (25 - 0)
    W = 12.500 Joule

Rumus Dasar Daya
Daya adalah laju energi yang dihantarkan atau besarnya usaha yang dilakukan dalam selang waktu tertentu. Dengan kata lain, daya adalah hasil bagi usaha terhadap waktu yang secara matematis dapat ditulis sebagai berikut : P = W/t = (F.s) / t = F. v
dengan :
P = daya (J/s atau Watt)
W = usaha (J)
t = waktu (s)
F = gaya (N)
v = kecepatan (m/s)
Contoh :
Tentukan besar daya untuk memindahkan sebuah benda sejauh 200 m dengan kecepatan konstan sebesar 10 m/s dan usaha sebesar 400 Joule.
Pembahasan 
Dik :
s = 200 m
v = 10 m/s
W = 400 J
P = W/t = F v
Karena waktu tidak diketahui maka kita cari terlebih dahulu waktunya. Berdasarkan GLB diperoleh :
t = s/v
t = 200/10
t = 20 s
P = W/ t
P =400/ 20
P = 20 J/s

0 Response to "Pengertian Usaha, Energi dan Daya Beserta Rumusnya"

Post a comment

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel