MATERI FISIKA TENTANG USAHA DAN ENERGI
Jika kamu melihat cheetah berlari lama-kelamaan tubuhnya menjadi lelah karena
kehabisan energi. Untuk dapat berlari dengan cepat lagi memerlukan stamina yang
baik,
maka
cheetah perlu istirahat dan makan. Kemana energi yang cheetah miliki tadi
sehingga kehabisan energi ?
Tubuh
yang lemas setelah makan menjadi kuat dan baterai yang soak jika diisi lagi (di
carge) siap dipakai kembali. Dari contoh tadi dapat dikatakan bahwa benda yang
memiliki energi dapat melakukan kerja. Dengan kata lain energi adalah kemampuan
untuk melakukan kerja (usaha). Satuan energi menurut Satuan Internasional (SI)
adalah joule, satuan energi yang lain: erg, kalori, dan kWh. Satuan kWh biasa
digunakan untuk menyatakan energi listrik, dan kalori biasanya untuk energi
kimia.
Konversi satuan energi:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 joule = 1 watt sekon
1 kWh = 3.600.000 joule
Konversi satuan energi:
1 kalori = 4,2 joule
1 joule = 0,24 kalori
1 joule = 1 watt sekon
1 kWh = 3.600.000 joule
A.
Usaha
Perhatikanlah
gambar orang yang sedang menarik balok sejaruh d meter! Orang tersebut
dikatakan telah melakukan kerja atau usaha. Namun perhatikan pula orang yang
mendorong dinding tembok dengan sekuat tenaga. Orang yang mendorong dinding
tembok dikatakan tidak melakukan usaha atau kerja. Meskipun orang tersebut
mengeluarkan gaya tekan yang sangat besar, namun karena tidak terdapat
perpindahan kedudukan dari tembok, maka orang tersebut dikatakan tidak
melakukan kerja.
Kata
kerja memiliki berbagai arti dalam bahasa sehari-hari, namun dalam fisika kata
kerja diberi arti yang spesifik untuk mendeskripsikan apa yang dihasilkan gaya
ketika gaya itu bekerja pada suatu benda. Kata ’kerja’ dalam fisika disamakan
dengan kata usaha. Kerja atau Usaha secara spesifik dapat juga didefinisikan
sebagai hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang sejajar dengan
perpindahan.
Jika
suatu gaya F menyebabkan perpindahan sejauh s, maka gaya F melakukan usaha
sebesar W, yaitu
Persamaan
usaha dapat dirumuskan sebagai berikut.
W =
SF . s
W =
usaha (joule)
F =
gaya yang sejajar dengan perpindahan (N)
s =
perpindahan (m)
B.
Energi
Energi
merupakan salah satu konsep yang penting dalam sains. Meski energi tidak dapat
diberikan sebagai suatu definisi umum yang sederhana dalam beberapa kata saja,
namun secara tradisional, energi
dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.
1.
Energi Potensial
Energi
potensial adalah energi yang berkaitan dengan kedudukan suatu benda terhadap
suatu titik acuan. Dengan demikian, titik acuan akan
menjadi tolok ukur penentuan ketinggian suatu benda..
Energi
potensial dinyatakan dalam persamaan:
Ep
= m . g . h
Persamaan
energi seperti di atas lebih tepat dikatakan sebagai energi potensial
gravitasi. Di samping energi potensial gravitasi, juga terdapat energi potensial
pegas yang mempunyai persamaan:
Ep
= ½ . k. Dx2 atau Ep = ½ . F . Dx
Di
samping energi potensial pegas, juga dikenal energi potensial gravitasi Newton,
yang berlaku untuk semua benda angkasa di jagad raya, yang dirumuskan:
Ep
= – G M.m / r2
2.
Energi Kinetik
Energi
kinetik adalah energi yang berkaitan dengan gerakan suatu benda. Jadi, setiap
benda yang bergerak, dikatakan memiliki energi kinetik. Meski gerak suatu benda
dapat dilihat sebagai suatu sikap relatif, namun penentuan kerangka acuan dari
gerak harus tetap dilakukan untuk menentukan gerak itu sendiri.
Persamaan
energi kinetik adalah :
Ek
= ½ m v2
3.
Energi Mekanik
Energi
mekanik adalah energi total yang dimiliki benda, sehingga energi mekanik dapat
dinyatakan dalam sebuah persamaan:
Em
= Ep + Ek
Energi
mekanik sebagai energi total dari suatu benda bersifat kekal, tidak dapat
dimusnahkan, namun dapat berubah wujud, sehingga berlakulah hukum kekekalan
energi yang dirumuskan:
Ep1
+ Ek1 = Ep2 + Ek2
Sumber:Fisika-XI-semester1.com/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar