usaha dan energi. pengertian. hubungan usaha dan energi. energi kinetik dan potensial. hukum kekekalan energi. daya

1. USAHA & ENERGI
ALIEF SELLA F N N

2. A. USAHA
 Pengertian Usaha
Usaha adalah gaya yang menyebabkan benda
berpindah.
Rumus :
W= F . s
W = usaha (joule)
F = gaya (newton)
s = perpindahan (meter)
F
s

3. Contoh soal
 1. sebuah gaya sebesar 100 N diberikan pada
benda bermassa 10 kg, sehingga benda
berpindah sejauh 5 meter. Hitunglah usaha
yang diberikan!
10 Kg
F = 100 N
5 m
Diket : F = 100 N
s = 5 m
Penyelesaian :
W = F. s
W = 100. 5
W = 500 J

4. Contoh soal
 2. sebuah gaya keatas dikerjakan pada
sebuah benda yang massanya 10 kg,
sehingga benda terangkat sejauh 5 meter.
Hitunglah usaha yang dilakukan untuk gaya
keatasnya!
10 kg
F
5 m
Di ket : m = 10 kg
g = 10 m/s²
s = 5 m
Penyelesaian :
W = F. S
W = m. g. s
W = (10 kg) (10 m/s²) (5
m)
Ingat!
F = m. g

5. Jika sebuah benda dipengaruhi
oleh beberapa gaya .....
W= ∑F . s
W=(F1 + F2)
s
W= F1s +
F2s
Usaha total oleh berbagai gaya
yang bekerja pada suatu
benda diperoleh dengan cara
menjumlahkan secara aljabar
biasa.
Usaha dari Berbagai Gaya
s
F
1F
2
s
F
1F
2
F1 > F2
W=(F1 - F2)
s
W= F1s - F2s

6. Rumus : W= F. Cos α. s
Usaha dapat bernilai (-) ketika gaya
yang bekerja berlawanan arah
dengan arah perpindahan
Usaha dapat bernilai (+) ketika gaya
yang bekerja searah dengan arah
perpindahan

8. Contoh soal
 Sebuah gaya sebesar 100 N membentuk sudut 30º
terhadap benda bermassa 10 kg. Sehingga benda
berpindah sejauh 5 meter. Hitunglah usaha yang
dikerjakan!
α
30º
F
Di ket :
F = 100 N
α = 30º
s = 5 meter
Penyelesaian :
W= F. Cos α. s
W= (100 N) (cos 30º) (5 m)
W = 500 . ½√3
W= 250 √3
W = 433 J

9. Menghitung besarnya usaha dari grafik hubungan
antara gaya dan perpindahan
W = F. s
F (gaya)
s
(perpindahan)
W = F. S
W = F (X2 –
X1)
F (gaya)
s
(perpindahan)X1 X2
Pada grafik, cara menghitung usaha
(W) yaitu dengan menghitung luas
daerah yang diarsir

11. Hubungan usaha dengan gaya
berat
 Contoh soal
Sebuah benda bermassa 20 kg terletak pada bidang
miring dengan sudut 30º. Jika percepatan gravitasi
sebesar 10 m/s² dan benda bergeser sejauh 3 meter ke
arah bawah, maka besarnya gaya yang dilakukan
benda tersebut adalah
w
mg Cos α
30º
Di ket :
m = 20 kg
α = 30º
g = 10 m/s²
s = 3 meter
Di tanya : W = .. ?
Penyelesaian :
W = F. s
W = mg sin α . s
W = 20. 10. ½. 3
W= 300 joule

12. B. Energi
 Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan
usaha
 Suatu benda dikatakan memiliki energi jika benda tersebut
dapat melakukan usaha.

13. C. Energi Kinetik
Mengapa?
Mengapa?
Asyiknya berpikir
Kesimpulan :
semakin besar massa benda, maka
semakin besar pula energi kinetiknya
Semakin besar kecepatan benda, maka
semakin besar pula energi kinetiknya

14. Energi kinetik
:
Contoh: mobil yang sedang bergerak
energi yang dimiliki oleh benda
yang sedang bergerak

15. Contoh soal
 Sebuah bola basket dilemparkan dengan
kecepatan 10 m/s. Jika massa bola basket itu
600 gram, berapakah energi kinetiknya?
 Diketahui :
m = 600 gram = 0,6 kg
v = 10 m/s
Penyelesaian :
Ek = ½ m. V2
Ek = ½ 0,6. 102
Ek = 30 joule

16. D. Energi Potensial Gravitasi
m = massa
h = ketinggian/posisi
g = percepatan gravitasi
Bola di atas meja
h
Ep = m. g. h

17. Contoh soal
 Sebuah kelapa berada di pohon setinggi 6 meter dari
permukaan tanah. Apabila massa buah kelapa itu 2 kg
dan percepatan gravitasinya 10 m/s
Diketahui :
h = 6 meter
m = 2 kg
g = 10 m/s

18. E. Energi potensial elastik
Contoh :Pegas ditekan
Energi potensial elastik adalah
energi yang tersimpan dalam
benda benda elastik sebagai akibat
benda benda tersebut
direnggangkan/ ditekan

19. Contoh soal
 Suatu pegas mempunyai konstanta sebesar
100 N/m. Ketika simpangannya 5 cm, tentukan
besar energi potensial yang dimiliki oleh pegas
tersebutDi ketahui :
k = 100 N/m
x = 5 cm = 0,05 m

20. E. Hubungan Usaha dan Energi
Potensial
h1
h
2
m.g

21. H. Hubungan Usaha dan energi
kinetik
2
0
2
2
1
2
1
mvmvW t 
Misalkan sebuah benda bermassa m mula-mula bergerak
dengan kecepatan V1.
kemudian sebuah gaya F bekerja pada benda tersebut
sehingga kecepatannya bertambah menjadi V2
t

22. TRY IT!
 Sebuah kotak yang massanya 2kg mula-mula
bergerak pada sebuah bidang datar yang licin
dengan kecepatan 2 m/s kemudian, pada
kotak tersebut bekerja sebuah gaya F = 20 N
sehingga kecepatannya menjadi 8 m/s.
Tentukanlah :
 A. Usaha yang dilakukan oleh gaya F !
 B. Jarak yang ditempuh !

23. I. Hukum kekekalan energi
mekanik
 Energi mekanik yang dimiliki suatu benda
merupakan jumlah energi potensial dan energi
kinetik yang dimiliki benda tersebut .
Energi mekanik bernilai selalu tetap (kekal).
Yang berubah hanyalah energi potensial dan
energi kinetiknya. Jadi ..
Em = Ep +
Ek
Em1 = Em 2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

24. Gaya
Pegas

25. J. DAYA
 Daya merupakan kecepatan usaha yang
dilakukan atau besar usaha per satuan waktu.