USAHA, ENERGI, DAYA

USAHA, ENERGI, DAYA

1. Tulislah dimetri dari: usaha, energi potensial, dan energi kinetik !
Apa pula satuan dari setiap besaran diatas ?
Bagaimana kesimpulannya ?
NO
BESARAN
LAMBANG
SATUAN
RUMUS

Usaha
Daya
Massa
Jarak
Waktu
Gaya
Grafitasi
Kecepatan Awal
Percepatan
Kecepatan
Energi Kinetik
Energi Potensial
Energi Mekanik
W
P
m
S
t
F
q
V0
a
V
Ek
Ep
Em
Joule
Watt
Kilogram
Meter
Detik
Newton
Meter/sekon2
Meter/sekon
Meter/detik2
Volt
Joule
Joule
Joule
W = F.s

S = V.t

F = m.a

Ep = m . r . h
Em­ = Ep + Ek

Dimensi dari setiap besaran dalam tabel tersebut dapat dituliskan sebagai berikut:

Usaha (W):

Dimensi: [M] [L]^2 [T]^-2

Satuan: Joule (J)

Rumus: W = F.s (Usaha adalah hasil perkalian antara gaya dan jarak)

Energi Potensial (Ep):

Dimensi: [M] [L]^2 [T]^-2

Satuan: Joule (J)

Rumus: Ep = m . g . h (Energi potensial adalah hasil perkalian antara massa, percepatan gravitasi, dan ketinggian)

Energi Kinetik (Ek):

Dimensi: [M] [L]^2 [T]^-2

Satuan: Joule (J)

Rumus: Ek = 0.5 * m * v^2 (Energi kinetik adalah setengah dari massa dikalikan dengan kuadrat kecepatan)

Kesimpulan:

Usaha, energi potensial, dan energi kinetik memiliki dimensi yang sama, yaitu [M] [L]^2 [T]^-2.

Satuan untuk ketiganya adalah Joule (J).

Hubungan antara usaha, energi potensial, dan energi kinetik dapat direpresentasikan oleh rumus-rumus yang diberikan.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha, energi potensial, dan energi kinetik memiliki dimensi dan satuan yang serupa, mencerminkan konsistensi dalam pemahaman konsep energi dalam konteks fisika.

2. Jelaskan arti usaha dalam fisika !
Sebagai suatu bentuk kegiatan, baik tenaga maupun pikiran untuk mencapai tujuan dan juga dapat dikatakan bahwa usaha selalu berkaitan dengan daya, perpindahan dan energi.
3. Sebuah benda massanya 2 kg dalam keadaan diam, kepadanya dikerjakan gaya 8 N selama 2 secon
Hitung:
Usaha yang dilakukan oleh daya itu dan
Dayanya ?
Diket: m = 2 kg
F = 8 N
t = 8 sekon
Ditanya: w … ?
P … ?
Jawab:

a. w = F.S
= 8.16 = 128 joule
b.

Usaha dalam konteks fisika dapat dijelaskan sebagai suatu bentuk kegiatan, baik yang melibatkan tenaga maupun pikiran, dengan tujuan untuk mencapai suatu hasil. Konsep usaha ini selalu terkait erat dengan daya, perpindahan, dan energi.

Untuk mengilustrasikan penggunaan konsep usaha dalam fisika, kita ambil contoh sebuah benda dengan massa 2 kg yang awalnya dalam keadaan diam. Terhadap benda tersebut dikerjakan gaya sebesar 8 N selama 2 detik. Dengan diketahui bahwa massa benda (m) adalah 2 kg, gaya yang dikerjakan (F) adalah 8 N, dan waktu (t) adalah 2 detik, kita dapat menghitung usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut serta dayanya.

a. Menghitung Usaha (w):

w=F⋅S

Namun, nilai perpindahan (S) tidak langsung diberikan. Untuk menghitung usaha, kita memerlukan informasi tambahan mengenai perpindahan benda. Namun, dalam contoh ini, nilai perpindahan tidak diberikan sehingga kita tidak dapat menghitung usaha secara langsung.

b. Menghitung Daya (P):

P= W/t

​

Kita dapat menghitung daya dengan menggunakan rumus di atas, di mana W adalah usaha dan t adalah waktu. Namun, karena nilai usaha belum diketahui (karena nilai perpindahan tidak diberikan), kita juga tidak dapat menghitung daya secara langsung.

Oleh karena itu, untuk menghitung usaha dan daya, kita memerlukan informasi tambahan mengenai perpindahan benda selama gaya dikerjakan terhadapnya. Jika nilai perpindahan (S) diberikan, kita dapat menggunakan rumus w=F⋅S untuk menghitung usaha dan P= W/t untuk menghitung daya.

4. Seorang anak menaiki beban 6 kg ke suatu tempat setinggi 8 m selama 50 sekon. Berapa daya anak tersebut ? q = 10m/S2
Diket: m = 6 kg
t = 50 sekon
S = 8 m
g = 10m/S2
Ditanya: r … ?
Jawab:
w = m.q
= 6.10
= 60

Dalam situasi ini, kita memiliki seorang anak yang menaiki suatu tempat dengan membawa beban seberat 6 kg. Ketinggian yang dinaiki adalah 8 meter, dan waktu yang diperlukan untuk mencapai ketinggian tersebut adalah 50 detik. Kita ditanya untuk menghitung daya yang dikerahkan oleh anak tersebut.

Diketahui:

Massa (m) = 6 kg

Waktu (t) = 50 detik

Ketinggian (S) = 8 meter

Gravitasi (g) = 10 m/S^2

Daya (P) dapat dihitung dengan rumus:

P= W/t

Di mana W (kerja) adalah perkalian antara massa (m), percepatan gravitasi (g), dan jarak yang dinaiki (S), yaitu:

W=m⋅g⋅S

Substitusi nilai yang diberikan:

W=6kg⋅10m/S² ⋅8m

W=480Joule

Kemudian, kita dapat menghitung daya (P):

P= 480Joule / 50detik

P=9.6Watt

Jadi, daya yang dikerahkan oleh anak tersebut adalah 9.6 Watt.

5. Suatu benda yang massanya 2 kg dilepaskan pada bidang miring licin, dengan kemiringan: cos
Bila q = 10ms-2 hitung:
Usaha selama bergerak 8 sekon !
Energi kinetik pada detik ke 8 !
Diket: m = 2 kg
Cos a =
q = 10 ms-2
t = 8 sekon
Ditanya: w dan Ek … ?
Jawab: a. w = m.q
= 2.10
= 20 joule
b.

= 100 joule
Vt = V0 + q.t
V(8) = 0 + 10.8
V(8) = 80
V =

Perhitungan Usaha dan Energi Kinetik

Suatu benda yang massanya 2 kg dilepaskan pada bidang miring licin, dengan kemiringan: cos. Bila q = 10ms^-2 hitung: Usaha selama bergerak 8 sekon! Energi kinetik pada detik ke 8! Diket: m = 2 kg, Cos a = , q = 10 ms^-2, t = 8 sekon. Ditanya: w dan Ek … ?

Jawaban:

a. w = m.q

w = 2.10
w = 20 joule

b.

Ek = 0.5 * m * Vt² - 0.5 * m * V₀²
Ek = 0.5 * 2 * (V(8)² - V₀²)
Ek = 0.5 * 2 * (80² - 0)
Ek = 100 joule

6. Sebuah benda yang massanya 2 kg dijatuhkan dari tempat diatas tanah dengan kecepatan awal = 4 ms-1 . hitung kecepatan benda tersebut setelah bergerak sejauh 12 m dari tempat semula ! (q = 10 ms-2)
Diket: m = 2 kg
V0= 4 ms-1
S = 12 m
q = 10m.s-2
t =

Ditanya: V … ?
Jawab: V =

= 30 volt
Sebuah benda yang massanya = 4 kg dilepaskan dari ketinggian 25 m diatas tanah. Q = 10 m.s-2 . Hitung:
a. Enegri kinetik benda tersebut saat berada pada ketinggian 15 m dari tanah
b. Energi mekanik benda tersebut bergerak !
Diket: m = 4 kg
h = 25 m
q = 10 ms-2

Ditanya:
a. Ek = pada h = 15m
b. Em
Jawab:
a.

= 600 joule
c. Em = Ek + Ep
= 600 m.q.h
= 600 + (4 . 10. 25)
= 600 + 1000
= 1600 joule

Permasalahan Fisika 1

Sebuah benda yang massanya 2 kg dijatuhkan dari tempat di atas tanah dengan kecepatan awal = 4 m/s. Hitung kecepatan benda tersebut setelah bergerak sejauh 12 m dari tempat semula! (q = 10 m/s²)

• Diket: m = 2 kg
• V₀ = 4 m/s
• S = 12 m
• q = 10 m/s²
• t = [belum diketahui]

Ditanya: V ... ?

Jawab: V = [hasil perhitungan]

---

Permasalahan Fisika 2

Sebuah benda yang massanya = 4 kg dilepaskan dari ketinggian 25 m di atas tanah. q = 10 m/s². Hitung:

1. Enegri kinetik benda tersebut saat berada pada ketinggian 15 m dari tanah
2. Energi mekanik benda tersebut bergerak!

• Diket: m = 4 kg
• h = 25 m
• q = 10 m/s²

Ditanya:

1. a. Ek pada h = 15 m
2. b. Em

Jawab:

1. a. Ek = [hasil perhitungan]
2. b. Em = Ek + Ep
• Em = Ek + Ep = [hasil perhitungan]