materi kuliah fisika teknik I : energi potensial

1. ENERGI POTENSIAL
DAN
HUKUM KEKEKALAN ENERGI
Kuliah Fisika Dasar I
Pertemuan ke 9

2. Gaya Konservatip
P
Gaya disebut konservatip apabila usaha yang dilakukan sebuah
partikel untuk memindahkannya dari satu tempat ke tempat lain
tidak bergantung pada lintasannya.
Q 1
2
WPQ(lintasan 1) = WPQ(lintasan 2)
P
Q 1
2
WPQ(lintasan 1)
= - WQP(lintasan 2)
WPQ(lintasan 1) + WQP(lintasan 2) = 0
Usaha total yang dilakukan oleh gaya
konservatip adalah nol apabila partikel
bergerak sepanjang lintasan tertutup
dan kembali lagi ke posisinya semula
Contoh : Wg= - mg(yf - yi)
2
2 1
Ws = kxi - kxf
2
1
2
Usaha oleh gaya gravitasi
Usaha oleh gaya pegas

3. Gaya Tak-Konservatip
Gaya disebut tak-konservatip apabila usaha yang dilakukan sebuah
partikel untuk memindahkannya dari satu tempat ke tempat lain
bergantung pada lintasannya.
A
s WAB(sepanjang d) ¹ WAB(sepanjang s)
d B
Usaha oleh gaya gesek :
- fd < - fs
Energi Potensial
Untuk F konservatip :
x
= ò = -D = - f
Wc x Fxdx U Ui U f
i
Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatip sama dengan
minus perubahan energi potensial yang terkait denga gaya tersebut.
D U = U - Ui = -ò x
f
f Fxdx
x i

4. Hukum Kekekalan Energi Mekanik
F Gaya konservatip
Usaha oleh gaya konservatip :
W K c = D
W U c = -D
DK = -DU
DK + DU = D(K +U) = 0 Hukum kekekalan energi mekanik
i i f f K +U = K +U
Ei = Ef
E = K +U
Energi mekanik suatu sistem akan selalau konstanjika gaya
yang melakukan usaha padanya adalah gaya konservatip
Perambahan (pengurangan) energi kinetik suatu sistem konservatip
adalah sama dengan pengurangan (penambahan) energi potensialnya
+ å = + å i i f f K U K U Untuk sistem dengan lebih dari satu gaya konservatip

5. Potensial Gravitasi di Dekat Permukaan Bumi
y
y A Q f
B
y P i
x
mg h
= -mgh
PAQ PA AQ W =W +W
PBQ PB BQ W =W +W
= -mgh
W = - mg y = -mgh
g åD
n n
f i h = y - y
g i f W = mgy -mgy
Usaha oleh medan gaya
gravitasi adalah konservatip
Energi Potensial Gravitasi : U mgy g º Ug = 0 pada y = 0
g i f g W =U -U = -DU
Hukum Kekekalan Energi Mekanik : i i f f mv + mgy = mv2 + mgy
2 1
2
1
2

6. Potensial Gravitasi di Dekat Permukaan Bumi
y
y A Q f
B
y P i
x
mg h
= -mgh
PAQ PA AQ W =W +W
PBQ PB BQ W =W +W
= -mgh
W = - mg y = -mgh
g åD
n n
f i h = y - y
g i f W = mgy -mgy
Usaha oleh medan gaya
gravitasi adalah konservatip
Energi Potensial Gravitasi : U mgy g º Ug = 0 pada y = 0
g i f g W =U -U = -DU
Hukum Kekekalan Energi Mekanik : i i f f mv + mgy = mv2 + mgy
2 1
2
1
2