Hubungan Usaha dan Energi, Bagaimana

Hubungan Usaha dan Energi, Bagaimana ?

Halo Sobat, Bagaimana kabarnya ? salam sehat selalu ya….. Kali ini kita akan membahas bagaimana hubungan usaha dan energi.

Masih ingat apa itu usaha dan energi ? nah kalau sudah lupa, perhatian uraian berikut. Usaha dan energi yang akan dipelajari di SMA sedikit lebih detail dari usaha dan energi yang dipelajari saat masih duduk di bangku SMP Tetapi konsepnya tetap sama.

Pengertian Usaha dan Energi

Pernahkah teman-teman mendorong meja ? meja yang teman-teman dorong akan berpindah (bergeser). Hal ini karena ada gaya dorong yang diberikan oleh teman-teman terhadap meja sehingga menyebabkan meja berpindah. Pada saat mendorong meja berarti teman-teman melakukan usaha terhadap meja tersebut.

Pengertian usaha
Dalam fisika usaha diartikan sebagai gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda sejauh s. Dari definisi tersebut dapat disimpulkan jika benda yang diberi gaya tidak berpindah maka usaha sama dengan nol. Besar usaha di tuliskan :
W = F . S
Dimana :
W = Usaha (J)
F = Gaya (N)
S = Perpindahan (m)

Apabila gaya yang diberikan pada benda tidak searah dengan perpindahan benda tetapi membentuk sudut sebesar α, besar usaha ditentukan :

W = F . s cos α

Pengertian Energi
Dalam fisika energi merupakan besaran fisis yang tidak dapat dilihat tetapi dapat dirasakan. Contoh : energi bunyi, energi angin. Energi bersifat kekal dan dapat berubah dari satu bentuk energi menjadi energi yang lain.

Contoh : energi listrik berubah menjadi energi gerak pada kipas angin. Di kelas XI kita akan mempelajari energi potensial dan energi kinetik.

a. Energi Potensial
Energi potensial didefinisikan sebagai energi yang dimiliki yang dimiliki benda karena kedudukan (ketinggian) benda terhadap titik acuan. Umumnya permukaan bumi digunakan sebagai titik acuan.
Ep = m x g x h
Dimana :
Ep = energi potensial (J)
m= massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = ketinggian benda terhadap titik acuan (m)

Untuk lebih memahami energi potensial perhatikan gambar ini

energi potensial
Benda A, B, C, dan D bermassa sama, kedudukan benda seperti yang ditunjukkan pada gambar. Perbedaan kedudukan benda menyebabkan energi potensial juga berbeda. Energi potensial terbesar dimiliki oleh benda A dan energi potensial terkecil dimiliki oleh benda D. Besar energi potensial sebanding dengan massa benda dan ketinggian benda terhadap titik acuan.

b. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda bergerak. Contoh mobil yang melaju di jalan raya. Energi kinetik dipengaruhi oleh massa benda dan kecepatan benda. Energi kinetik dirumuskan
Ek = ½ m x v2
Dimana :
Ek = energi kinetik (joule)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

 

Hubungan Usaha dan Energi

Dalam kehidupan sehari-hari kita sering melihat benda yang jatuh dari ketinggian tertentu. Namun pernahkah kita berpikir  bagaimana energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak jatuh ke bawah.

Ketika belajar usaha dan energi kita tahu bahwa benda yang berada pada ketinggian tertentu memiliki energi potensial dan benda yang bergerak memiliki energi kinetik.  Sehingga benda yang jatuh memiliki energi mekanik (energi potensial dan energi kinetik).  Lalu bagaimana dengan energi  ? apakah energi potensial maupun energi kinetik benda selalu tetap atau mengalami perubahan ?untuk memahaminya perhatikan uraian berikut.

Misalnya ketika sebuah benda jatuh dari atas meja. Sebelum benda jatuh dan masih diam di atas meja benda hanya memiliki energi potensial dan tidak memiliki energi kinetik. Ketika benda mulai jatuh ke bawah benda memiliki energi potensial dan energi kinetik.

Semakin mendekati permukaan bumi energi potensial benda semakin berkurang karena ketinggian benda semakin berkurang sedangkan energi kinetiknya semakin besar karena semakin mendekati permukaan bumi kecepatan benda semakin besar.

Ketika menyentuh permukaan bumi energi potensial benda sama dengan nol dan energi kinetiknya bernilai maksimum. Pada kasus tersebut jumlah energi mekanisnya selalu tetap, yang berubah hanya jumlah energi kinetik dan energi potensialnya.

Bagaimana jika ada gaya konservatif yang bekerja pada benda ? apakah usaha benda tersebut konstan atau berubah ? Jika tidak ada gaya konservatif  yang bekerja pada benda maka energi mekanik benda sebelum dan sesudah benda tersebut melakukan usaha besarnya konstan.
W = 0, maka Em1 = Em2
Em1 adalah  energi mekanik benda sebelum benda melakukan usaha dan Em2 adalah energi mekanik benda setelah  benda melakukan usaha.

Sedangkan jika ada  gaya konservatif yang bekerja pada benda maka energi mekanik benda sebelum melakukan usaha berbeda dengan energi mekanik benda setelah melakukan usaha. Gaya konservatif dapat berupa gaya gesek maupun gaya pegas.
W = Δem
F. s = Em2 – Em1

Usaha yang dilakukan oleh benda dapat menyebabkan perubahan energi kinetik benda tersebut. Misalnya sebuah  meja yang mula-mula diam di atas lantai di dorong sehingga meja bergerak. Usaha yang dialami benda sama dengan perubahan energi kinetik benda terebut.
W = Δek
persamaan tersebut digunakan jika tidak ada gaya konservatif yang bekerja pada benda. Jika ada gaya konservatif  seperti  gaya  gesekkan  antara  kaki  meja  dan  lantai, digunakan
F- fgesekan = Ek2 – Ek1

Ketika  sebuah benda jatuh dari ketinggian tertentu  maka usaha yang dilakukan benda dapat menyebabkan pada terdapat perubahan energi potensial pada benda tersebut.
W = Δep
Semakin mendekati permukaan bumi energi potensial benda semakin kecil, begitu pun sebaliknya semakin tinggi kedudukan benda dari permukaan bumi maka energi potensial benda juga semakin besar.

 

Demikianlah bahasan sesederhana kami mengenai hubungan usaha dan energi. Semoga bermanfaat dan sampai jumpa lagi di lain kesempatan dengan maglearning.id.

Loading...

Tinggalkan Balasan