Dokumen ini menjelaskan tentang energi, usaha, dan daya dalam fisika, termasuk pengertian, bentuk-bentuk energi, dan hukum kekekalan energi. Energi terdiri dari energi potensial dan kinetik, yang berhubungan dengan posisi dan kecepatan benda, serta bagaimana keduanya saling bertransformasi. Ini juga menjelaskan konsep usaha yang terkait dengan gaya dan perpindahan, serta daya sebagai tingkat waktu dalam melakukan usaha.

1. ENERGI, USAHA DAN DAYA
Mohamad Akbar, M. Si.

2. Materi Inti
 Energi, Usaha, dan Daya
1. Pengertian energi
2. Bentuk-bentuk energi
3. Perubahan energi
4. Energi mekanik: energi potensial dan energi
kinetik
5. Pengertian usaha
6. Pengertia Daya

3. 1. Pengertian Energi
 Semua makhluk hidup membutuhkan energi untuk
kelangsungan hidup mereka.
 Apa yang dimaksud energi?
 Energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha.
 Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah Joule (J).
Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori atau kWh
(kilo Watt hours).
 1 kalori = 4,2 Joule
atau
 1 Joule = 0,24 kalori

4. Hukum Kekekalan Energi
 Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan,
tapi energi dapat berubah dari satu bentuk ke
bentuk lain.
 Kita lihat animasi gerak rollercoaster berikut.

5. 2. Bentuk-bentuk Energi
 Energi panas (kalor)
 Energi listrik
 Energi cahaya
 Energi kimia
 Energi mekanik
 Energi bunyi
 Energi nuklir

6. 3. Perubahan Energi pada Peralatan Listrik
a
b
c
d e f

7. 4. Energi Mekanik (Em)
 Energi mekanik merupakan total
dari seluruh energi yang dimiliki
oleh benda.
 Terdiri atas?
 Energi potensial dan energi kinetik.
Em = Ep + Ek
Ket: Em = energi mekanik (Joule)
Ep = energi potensial (Joule)
Ek = energi kinetik (Joule)

8. Energi Potensial
 Ialah energi yang disebabkan oleh posisi benda.
Ep = m x g x h
dengan: Ep = energi potensial (Joule)
m = massa benda (kg)
g = konstanta gravitasi (m/s)
h = ketinggian (m)

9. Contoh soal
1. Sebuah batu memiliki massa
2 kg dijatuhkan dari
ketinggian 20 meter.
Hitunglah energi potensial
batu tersebut! (Percepatan
gravitasi 10 m/s^2)
Diketahui : m = 2 kg
h = 20 m
g = 10 m/s
Ditanya : Ep ?
Jawab : Ep = m g h
Ep = 400 Joule
2. ika benda bermassa 15 kg berada pada
ketinggian h di atas tanah memiliki energi
potensial sebesar 2.940 J Hitunglah energi
potensial batu tersebut! (percepatan gravitasi
9,8 m/s2)
Diketahui:
m = 15
kg
Ditanya: Ketinggian (h) ?
Jawab:
Ep = m g h
V = 20 m
h = Ep/m g
Jadi, kecepatan benda tersebut adalah 5,77
m/s
Jadi, Ep benda tersebut adalah
400 Joule
Ep = 2940 kg
g = 9,8 kg

10. Energi Kinetik
 Energi kinetik?
 Energi kinetik sebuah benda didefinisikan sebagai usaha yang dibutuhkan
untuk menggerakkan sebuah benda dengan massa tertentu dari keadaan
diam hingga mencapai kecepatan tertentu..
 Ketika benda dijatuhkan, energi potensial berubah menjadi energi kinetik.
 Semakin bergerak ke bawah, energi potensialnya semakin berkurang tapi
energi kinetiknya semakin bertambah. Mengapa?
 Semakin bergerak ke bawah, ketinggian benda dari permukaan bumi
semakin kecil (Ep berkurang) tapi kelajuannya semakin besar (Ek bertambah)

11. Contoh soal
1. Sebuah benda dikatakan
memiliki energi kinetik
sebesar 200 J karena benda
tersebut bergerak dengan
kecepatan 36 km/jam.
Perkirakan besar massa
benda tersebut
Diketahui : Ek= 200 J
v = 36 km/jam
Ditanya : Massa Benda (m)?
Jawab : Ek = 1/2 m.v2
m = 2Ek/v2
m = 4 kg
2. Suatu benda bermassa 30 kg
memiliki energi kinetik 500 J.
Berapakah kecepatannya?
Diketahui:
m = 30 kg
Ek = 500 J
Ditanya: Kecepatan (v) ?
Jawab:
Ek = ½ x mv²
V = 5,77 m/s
V² = Ek/0,5 x m
Jadi, kecepatan benda tersebut adalah 5,77
m/s
Jadi, massa benda tersebut
adalah 4 kg

12. Contoh soal
2. Terdapat suatu buah semangka yang
jatuh dari ketinggian. Semangka
tersebut memiliki massa sebesar 300
gram. Pada saat jatuh buah
semangka berada dalam ketinggian
10 meter. Jika ternyata besarnya
gravitasi adalah 10 m/s2. Dari
informasi tersebut berapa jumlah
energi mekanik yang ada pada
semangka.
Diketahui : massa Semangka = 300 gram
Ditanya : Energi mekanik
Jawab :
1. Bola dengan massa 0.3 kg
jatuh dari ketinggian 2
meter, kecepatan dan
percepatan bola jatuh 10
m/s. Berapa Energi mekanik
bola pada saat ketinggian 1
meter?
Diketahui
:
m = 0.3 kg
v = 10 m/s
Ditanya : h ketinggian 1 Meter?
Jawab :
Em = 1/2 m.v2 + m g h
Em = Ep + Ek
Em = 30 joule
Gravitasi (g) = 10 m/s2
Ketinggian (h) = 10 m
= 0.3 kg
h = 2 m
Em = 18 Joule
g = 10 m/s
Em = Ep + Ek
Em = 1/2 m.v2 + m g h

13. 5. Usaha
 Usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya).
Jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu
tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga
dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat
disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang
dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah
tempat.
 Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu?
Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah
sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap
ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu
dikatakan tidak melakukan usaha.

14.  Apabila gaya disimbolkan
dengan F dan perpindahan
dengan s, secara matematis
usaha dituliskan dalam
persamaan berikut.
W = F s
dengan:
 W = usaha (J)
 F = gaya (N)
 s = perpindahan (m)
 Persamaan ini berlaku untuk
gaya yang arahnya sama
dengan perpindahan, seperti
terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2.
Arah gaya yang diberikan
pada balok searah dengan
perpindahannya.

15. 7. Daya (Power)
 Daya merujuk pada tingkat waktu melakukan usaha atau
memberikan energi, yang dapat dinyatakan sebagai jumlah
usaha yang dilakukan (W), atau energi yang ditransfer,
dibagi dengan interval waktuEnergi yang dipakai setiap detik,
satuannya Watt.
Ket : P : Daya (Watt)
W: Energi yang dipakai (Joule)
t: Waktu (sekon)

16. Jenis Daya
1.Daya sesaat : Daya sesaat adalah kekuatan
yang diukur pada saat tertentu dalam waktu
tertentu.
2.Daya Rata-rata : Daya rata-rata adalah daya
yang diukur dalam jangka waktu yang lama,
3.Daya Puncak : nilai maksimum yang dimiliki
daya sesaat dalam sistem tertentu selama
jangka waktu yang lama melebihi daya rata-rata

17. Tugas
 Buat masing-masing 5 Soal beserta jawabannya
terkait dengan usaha dan daya dalam fisika.
 Soal yang dibuat tidak boleh sama dengan
mahasiswa lainnya.

18. Tugas
1. Sebuah mobil bermassa 40.000 kg bergerak ke arah timur dengan
kecepatan 40 m/s. Berapakah energi kinetik mobil tersebut?
2. Mobil pak Parto berjalan dengan kelajuan 3 m/s. Massa mobil pak
Parto adalah 1 ton. Berapa energi kinetik mobil pak Anto?
3. Sebuah benda memiliki massa 4 kg berada pada ketinggian 13 meter
dari tanah. Benda tersebut semula dalam keadaan diam, kemudian
dijatuhkan sehingga mencapai tanah. Jika g = 15 m/s2, maka
berapakah energi kinetik benda saat ketinggian 3 meter dari tanah?
4. ebuah benda berada di gedung setinggi 26 m. Jika energi potensial
benda 2.600 J, dan percepatan gravitasinya 10 m/s, berapakah massa
benda tersebut?
5. Sebuah benda berada pada ketinggian 12 meter di atas lantai. Jika
massa benda 8 kg dan percepatan gravitasi bumi 10 m/s, maka
energi potensial yang dimiliki benda tersebut adalah?
6. Sebuah benda jatuh bebas pada ketinggian 20 meter. Jika percepatan
gravitasi bumi 10 m/s, maka kecepatan benda saat ketinggian 15
meter diatas tanah adalah?