| ||||||||||||
Jika sebuah benda menempuh jarak sejauh S akibat gaya F yang bekerja pada benda tersebut maka dikatakan gaya itu melakukan usaha, dimana arah gaya F harus sejajar dengan arah jarak tempuh S.
Dimensi usaha energi: 1W] = [El = ML2T-2 Kemampuan untuk melakukan usaha menimbulkan suatu ENERGI (TENAGA). Energi dan usaha merupakan besaran skalar. Beberapa jenis energi di antaranya adalah:
Pemecahan soal fisika, khususnya dalam mekanika, pada umumnya didasarkan pada HUKUM KEKEKALAN ENERGI, yaitu energi selalu tetap tetapi bentuknya bisa berubah; artinya jika ada bentuk energi yang hilang harus ada energi bentuk lain yang timbul, yang besarnya sama dengan energi yang hilang tersebut.
PRINSIP USAHA-ENERGI W tot = DEk ® S F.S = Ek akhir - Ek awal W tot = jumlah aljabar dari usaha oleh masing-masing gaya D Ek = perubahan energi kinetik = Ek akhir - Ek awal
ENERGI POTENSIAL PEGAS (Ep)
Dx = regangan pegas Tanda minus (-) menyatakan bahwa arah gaya Fp berlawanan arah dengan arah regangan x. 2 buah pegas dengan konstanta K1 dan K2 disusun secara seri dan paralel:
Note: Energi potensial tergantung tinggi benda dari permukaan bumi. Bila jarak benda jauh lebih kecil dari jari-jari bumi, maka permukaan bumi sebagai acuan pengukuran. Bila jarak benda jauh lebih besar atau sama dengan jari-jari bumi, make pusat bumi sebagai acuan.
Contoh: 1. Sebuah palu bermassa 2 kg berkecepatan 20 m/det. menghantam sebuah paku, sehingga paku itu masuk sedalam 5 cm ke dalam kayu. Berapa besar gaya tahanan yang disebabkan kayu ? Jawab: Karena paku mengalami perubahan kecepatan gerak sampai berhenti di dalam kayu, make kita gunakan prinsip Usaha-Energi: F. S = Ek akhir - Ek awal F . 0.05 = 0 - 1/2 . 2(20)2 F = - 400 / 0.05 = -8000 N (Tanda (-) menyatakan bahwa arah gaya tahanan kayu melawan arah gerak paku ). 2. Benda 3 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s pada sebuah bidang datar kasar. Gaya sebesar 20Ö5 N bekerja pada benda itu searah dengan geraknya dan membentuk sudut dengan bidang datar (tg a = 0.5), sehingga benda mendapat tambahan energi 150 joule selama menempuh jarak 4m. Jawab: Uraikan gaya yang bekerja pada benda: Fx = F cos a = 20Ö5 = 40 N Fy = F sin a = 20Ö5 . 1Ö5 = 20 N S Fy = 0 (benda tidak bergerak pada arah y) Fy + N = w ® N = 30 - 20 = 10 N Gunakan prinsip Usaha-Energi S Fx . S = Ek (40 - f) 4 = 150 ® f = 2.5 N 3. Sebuah pegas agar bertambah panjang sebesar 0.25 m membutuhkan gaya sebesar 18 Newton. Tentukan konstanta pegas dan energi potensial pegas ! Jawab: Dari rumus gaya pegas kita dapat menghitung konstanta pegas: Fp = - k Dx ® k = Fp /Dx = 18/0.25 = 72 N/m Energi potensial pegas: Ep = 1/2 k (D x)2 = 1/2 . 72 (0.25)2 = 2.25 Joule |
Minggu, 18 Juli 2010
Usaha (Kerja) Dan Energi
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar