Dokumen tersebut membahas tentang usaha, energi, dan gravitasi. Menguraikan definisi usaha sebagai perkalian antara gaya dan perpindahan serta hubungannya dengan energi kinetik dan potensial. Juga menjelaskan sifat-sifat gaya gravitasi dan medan gravitasi.

1. Usaha,Energi ,
dan Gravitasi
Disusun oleh: Kelompok 6
- Fadya Iasha Nasution (2206053732)
- Puteri Nahwa (2206027135)
- Daffa Dzakwan Fertoni(2206049520)
- Rizqia Indriyana Mukhtar
(2206049602)
- Dimas Alif Ramadhan (2206053612)

2. USAHA
> Menyatakan hubungan antara gaya
dan energi. Energi menyatakan
kemampuan melakukan usaha
> Usaha, W, yang dilakukan oleh gaya
konstan pada sebuah benda
didefinisikan sebagai perkalian antara
komponen gaya sepanjang arah
perpindahan dengan besarnya
perpindahan
(F cos θ) komponen dari gaya
sepanjang arah perpindahan
∆x adalah besar perpindahan
W = (F cosθ )∆x

3. Tidak ada perpindahan
Gaya dan perpindahan
saling tegak lurus,
sehingga cos 90° = 0
Usaha adalah nol ketika:
1.
2.
(jika kita membawa ember
secara horizontal, gaya
gravitasi tidak melakukan
kerja)

4. tambahan :
Jika terdapat banyak gaya yang bekerja pada benda, usaha total yang
dilakukan adalah penjumlahan aljabar dari sejumlah usaha yang
dilakukan tiap gaya

5. USAHA
1
2
􏰂􏰂 Positif, jika gaya dan perpindahan berarah sama
􏰂􏰂 Negatif, jika gaya dan perpindahan berlawanan arah
Usaha dapat bernilai positif atau negatif
Usaha yang dilakukan oleh orang:
􏰂
􏰂􏰂Ketika menaikkan kotak +
Ketika menurunkan kotak -
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi:
􏰂􏰂Ketika menaikkan kotak -􏰂
Ketika menurunkan kotak +
Ketika bergerak horisontal nol

6. INTERPRETASI GRAFIK
DARI USAHA
Bagi perpindahan total (xf -xi ) menjadi begian kecil
perpindahan ∆x
􏰀􏰀 Untuk setiap bagian kecil perpindahan:
Sehingga, usaha total adalah:
Wi =(Fcosθ)∆xi
Yang merupakan luas total dibawah kurva F(X)

7. ENERGI KINETIK
Energi diasosiasikan dengan gerak sebuah benda
Besaran skalar, satuannya sama dengan usaha
Kerja berhubungan dengan energi kinetik
Misalkan, F adalah sebuah gaya konstan:

8. Teorema Usaha
Energi Kinetik
Ketika usaha dilakukan oleh gaya neto pada sebuahbenda dan benda hanya mengalami
perubahan laju, usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi kinetik benda
Laju akan bertambah jika kerja positif 􏰁􏰁
Laju akan berkurang jika kerja negatif

9. Usaha dan
Energi Kinetik
Palu yang bergerak mempunyai energi kinetik
dan dapat melakukan usaha pada paku (palu
mengalami perubahan kecepatan)
Lanjutan

10. ENERGI POTENSIAL
Benda berinteraksi dengan bumi melalui gaya gravitasi
Sebenarnya energi potensial dari sistem bumi-benda
Energi potensial gravitasi adalah energi yang berkaitan dengan posisi relatif sebuah
benda dalam ruang di dekat permukaan bumi
Satuan dari Energi Potensial sama dengan Usaha dan Energi Kinetik

11. Contoh Energi Potensial

12. Usaha dan Energi
Potensial Gravitasi
Tinjau sebuah buku bermassa m pada
ketinggian awal
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi :
Catatan :

13. Titik Acuan untuk Energi
Potensial Gravitasi
Pemilihannya bebas karena perubahan energi potensial yang merupakan
kuantitas penting
Pilih tempat yang tepat untuk titik acuan nol
Tempat dimana energi potensial gravitasi bernilai nol harus dipilih untuk setiap
problem
- Biasanya permukaan Bumi
- Dapat tempat lain yang disarankan oleh problem

14. Potensial
Gravitasi
1
Pemilihan titik acuan sembarang karena
usaha yang dilakukan hanya bergantung
pada perubahan energi potensial

15. Gaya konservatif
► Sebuah gaya dimulai jika usaha yang terjadi pada benda yang bergerak
diantara dua titik tidak bergantung pada lintasan yang dilalui benda
- Usaha hanya bergantung pada posisi akhir dan awal dari benda
- Gaya animasi dapat memiliki fungsi energi potensial yang berkaitan
Catatan: Sebuah gaya dikatakan konservatif jika usaha yang dilakukan pada
benda yang bergerak melalui lintasan tertutup adalah nol

16. Contoh gaya konservatif:
■Gaya Gravitasi - Gaya Pegas
■ Gaya Elektromagnetik
▶Karena kerjanya tidak bergantung lintasan:
hanya pada titik akhir dan awal W = EP-EP:
Gaya
Konservatif

17. ►Sebuah gaya dikatakan nonkonservatif jika
kerja yang dilakukannya pada sebuah benda
bergantung pada lintasan yang dilalui oleh
benda antara titik akhir dan titik awal
► Contoh gaya non-konservatif - Gaya gesek
Gaya Non
Konservatif

18. Contoh : Gaya Gesekan sebagai
Gaya Non Konservatif
► Gaya gesek mentransformasikan energi
kinetik benda menjadi energi yang berkaitan
dengan temperatur
•Benda menjadi lebih panas dibandingkan
sebelum bergerak
•Energi Internal adalah bentuk energi yang
digunakan yang berkaitan dengan temperatur
benda

19. ► Lintasan biru lebih pendek dari
lintasan merah Kerja yang
dibutuhkan lebih kecil pada
lintasan biru daripada lintasan
merah
► Gesekan bergantung pada
lintasan dan merupakan gaya
non-konservati
Gaya Gesek Bergantung Lintasan

20. Kekekalan Energi Mekanik
Hukum kekekalan energi berbunyi :
“Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, energi hanya dapat diubah bentuk
dari bentuk energi satu ke bentuk energi yang lain".
Dalam sebuah sistem yang terisolasi yang terdiri dari benda-benda yang saling
berinteraksi melalui gaya konservatif, energi mekanik total sistem tidak berubah
Dalam kekekalan energi, energi mekanik total tidak berubah (konstan)

21. Energi mekanik total
adalah jumlah dari
energi kinetik dan energi
potensial sistem
EM = EK + EP = tetap
Atau dapat dijabarkan dengan
persamaan
Epa + Eka = Epb + Ekb

22. Daya
Daya didefinisikan sebagai laju transfer (aliran) energi. Daya memiliki satuan watt (W) yang diambil dari
penemu yang bernama James Watt.
P = W / t = F . v
P = Daya
W = Usaha
t = waktu
F = Gaya
v = kecepatan
Satuan SI adalah Watt (W)
W = J / s = kg . m2 / s2
Referensi:
Utami (2021). Definisi Usaha dan Daya dalam Fisika. Jakarta; https://www.kompas.com/skola/read/2021/05/31/204815969/definisi-usaha-dan-daya-dalam-fisika?page=all
Khan Academy. What is power? https://www.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/a/what-is-power

23. Contoh Daya
Pernahkah kamu mendengar kalimat “mobil tersebut setara dengan 100 tenaga kuda”? istilah
tenaga kuda tersebut mengacu pada daya.
Satu tenaga kuda atau 1 hp (horsepower) adalah daya sebesar 735,5 watt. Satu tenaga kuda
berarti besar usaha yang diberikan untuk memindahkan benda seberat 75 kilogram sejauh satu
meter dalam waktu satu detik.

24. Gravitasi
Gaya gravitasi antara dua
benda adalah gaya tarik-
menarik dan harganya
berbanding lurus dengan
massa masing-masing benda,
dan berbanding terbalik
dengan kuadrat jarak antara
keduanya.
Persamaan umum gaya
gravitasi untuk dua benda
sejajar yang memiliki jarak
menurut hukum Newton,
adalah :

25. Gravitasi
Medan Gravitasi
Medan gravitasi adalah medan yang menyebar dari benda bermassa dan memenuhi
ruang di sekitarnya yang berupa gaya gravitasi. Berarti, benda bermassa lain yang
terdapat dalam medan tersebut akan mengalami gaya
gravitasi.
Gaya gravitasi bumi membuat seluruh benda
yang ada di medan gravitasinya akan tertarik
menuju pusat bumi.
Kuat medan gravitasi didefinisikan sebagai
gaya gravitasi per satuan massa benda dalam
suatu medan, dapat dirumuskan:

26. Daftar Pustaka
Utami (2021). Definisi Usaha dan Daya dalam Fisika. Jakarta;
https://www.kompas.com/skola/read/2021/05/31/204815969/definisi-usaha-dan-
daya-dalam-fisika?page=all
Khan Academy. What is power?
https://www.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-
energy-tutorial/a/what-is-power
Aviyanti. Usaha dan Energi. UPI.
http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/197705012001122-
LINA_AVIYANTI/5._usaha_dan_energi.pdf

27. Semoga hari
Anda indah.
Terima kasih
semuanya!

28. Sebuah meja ditarik dengan tali dengan arah 60 derajat dan membutuhkan gaya 60 Newton.
Tentukan usaha yang diperlukan untuk menarik kardus tersebut jika kardus bergerak sejauh 10
meter!
Contoh Soal
W = 60.10.cos60
W = 60.10.0.5
W = 300 Joule
Jadi, usaha yang diperlukan untuk menarik kardus tersebut adalah sebesar 300 Joule.
Pembahasan :

29. Perbandingan massa planet A dan B adalah 2 : 3
sedangkan perbandingan jari-jari planet A dan B
adalah 1 : 2. Jika berat benda di planet A adalah
W maka berat benda di planet B adalah
Contoh Soal
pembahasan

30. Contoh Soal
Suatu bola dengan massa 0,6 kg didorong dari permukaan meja yang tingginya 4 meter dari tanah.
Jika kecepatan bola pada saat lepas dari bibir meja 20 m/s, maka EM bola pada saat ketinggian 2
meter dari tanah adalah?
Diketahui:
m = 0,6 kg
h = 4 m
v = 20 m/s
Ditanya: EM saat h = 2 m?
Jawaban:
EM = EK + EP
EM = 1/2mv2 + mg(h2 – h1)
EM = 1/2.0,6.400 + 0,6.10.(4-2)
EM = 120 + 12
EM = 132 Joule
Jadi, EM bola pada saat ketinggian 2 meter adalah 132 Joule.

31. Contoh Soal
Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertical dari permukaan tanah dengan kecepatan awal
10 ms .bila g 10 m/s maka usaha yang dilakukan gaya berat bola pada saat mencapai tinggi
maksimum adalah...
Diketahui:
m = 500
g = 0,5 kg
Vo = 10 m/s
Jawaban:
Benda bergerak vertikal ke atas sampai ketinggian maksimum
benda akan diam maka v₁ = 0
Untuk menentukan usaha melalui rumusan berikut:
W = W = M (v+2-vo²)
W = 0,5.(0 – 100)
Maka usahanya = 25 joule