7/23/2019 fisika makalah newwww
1/22
BAB I
Kerja sebagai interaksi sebagai alih energi
1.1 PENGERTIAN USAHA DAN ENERGIEnergi Disebut juga dengan tenaga. Energi adalah kemampuan untuk
melakukan usaha.Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain
(transformasi energy). Energi juga dapat dipindahkan dari satu benda ke
benda lain (transformasi energy), tetapi energi tetap kekal.
Disebut juga kemampuan energy untuk melakukan usaha.usaha
didenisikan sebagai hasil perkalian (dot product) gaya dan perpindahan.
Usaha didenisikan juga sebagai perkalian scalar antara gaya (F) dan
perpindahan () yang diakibatkannya.
W=F . s=F scos
Denisi ini menjelaskan hubungan usaha dan energy. !erarti pula usaha
sama dengan perubahan energy.
W= E
1.2 TRANS!R"ASI ENERGIDalam Fisika kita juga artikan energy sebagai kemampuan melakukan kerja. Energi di dalam
alam adalah suatu besaran yang kekal. Energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain;
misalnya pada kompor di dapur, energy yang terdapat dalam minyak tanah diubah menjadi
api. Selanjutnya jika api digunakan untuk memanaskan air, energy berubah bentuk lagi
menjadi gerak molekul molekul air. Contoh lain, energy yang di dapat dari pembakaran
berubah menjadi energy gerak pada mobil.
Perubahan bentuk energy ini disebut Transformasi Energi.
TRANSER ENERGI
Energi juga dapat dipindahkan dari satu benda ke benda lain, atau lebih umum dari satu system
7/23/2019 fisika makalah newwww
2/22
ke system yang lain. Perpindahan energy ini disebut Transfer Energi. Misalnya dalam contoh
kita di dapur , energy pembakaran yang ada di dalam api dipindahkan ke air yang ada di dalam
panci.Perpindahan Energi seperti ini , yang terjadi sematamata karena perbedaan temperature,
disebutKalor.
Energi juga dapat dipindahkan dari suatu system ke system yang lain melalui gaya yang
mengakibatkan pergeseran posisi benda.Perpindahan energy semacam ini adalah yang kita kenal
sebagaiKerja mekanikatau kita katakana sebagai kerjasaja.
Energi adalah suatu kuantitas yang kekal , dapat berubah bentuk , dan dapat pindah dari satu
system ke system yang lain , akan tetapi jumlah keseluruhannya adalah tetap.Energi tidak dapat
dibentuk dari nol dan juga tidak dapat dimusnahkan .!ita hanya dapat mrubah bentuk energy
atau memindahkan energy.
1.# UKURAN TRANSER ENERGI"erja yang dilakukan oleh sebuah gaya dapat diukur dari banyaknya
bahan bakar yang diperlukan untuk melakukan kerja tersebut.jika dalam
sebuah percobaan kita diusahakan ada energy yang hilang sebagai kalor,
maka energy dari bahan bakar seluruhnya dipergunakan untuk
melakukan kerja.Untuk suatu gaya F tertentu yang bekerja pada bendatertentu, perpindahan benda sebesar #d memerlukan bahan bakar # kali
sebanyak perpindahan sebesar d.edangkan untuk suatu perpindahan
tertentu, gaya # F memerlukan bahan bakar # kali sebanyak untuk gaya
sebesar F.$adi kerja yang dilakukan oleh gaya F yang menyebabkan
bergeseran benda sebesar x dalam arah F dapat dituliskan sebagai %
W=F . x
Denisi di atas menyatakan bah&a jika pergeseran x=0 maka tidak
ada kerja yang dilakukan.
7/23/2019 fisika makalah newwww
3/22
SATUAN ENERGI
Satuan energy disebut juga satuan kerja adalah sebuah satuan baku yang digunakan dalam satuan
energy.Dalam system satuan M!S , satuan untuk gaya adalah "e#ton $"% dan satuan untuk
panjang adalah meter $m%,sehingga satuan untuk kerja haruslah ne#tonmeter $"m% ;jadi satuan
ini,
& 'oule ( & "m
Dalam system satuan cgs , gaya dinyatakan dalam dyne , dan panjang dalam cm , sehingga kerja
dinyatakan dynecm;satuan ini kita sebut erg.
'adi,
& erg ( & dynecm
Dalam system satuan stastika )ps $inggris% kerja dinyatakan dalam )ootpound $)tlb%.
*ubungan antara ketiga satuan kerja di atas adalah sebagai berikut,
& joule ( &+7
erg (+,-
& )tlb (&,-/ joule (&,-/ &+7
erg
!arena kerja adalah energy yang dipindahkan , maka satuan untuk energy adalah sama
dengan satuan untuk kerja.
7/23/2019 fisika makalah newwww
4/22
1.$ GA%A TAK SE&A&AR GERAK
Sekarang misalkan perpindahan 01 tidak sejajar dengan arah
F berapakah besar kerja yang
dilakukan pada benda. Perhatikan 2ambar 3.4
2ambar 3.4 gaya F menbuat sudut 5 terhadap arah perpindahan 01.
2aya F membuat sudut 5 terhada) arah perpindahan 01. misalkan 01 cukup kecil sehingga
sudut 5 dapat dianggap tetap. 6ntuk membahas apa yang terjadi, kita uraikan gayaF atas
komponenkomponen pada arah sumbu 7 dan 8, yaitu
F ( a1 Fx 9 ay Fy
Dengan a1 :ektor satuan pada arah 7, dan ay :ektor satuan pada arah 8. kita lihat bah#a benda
hanya berpindah tempat pada arah 7, dan tidak berpindah tempat dalam arah 8. jadi komponen
gaya j ayFy tidak melakukan kerja, sehingga kerja yang dilakukan oleh gaya
F
hanyalah
7/23/2019 fisika makalah newwww
5/22
0# ( F 01 ( F cos x
Perhatikan bah#a gaya F dan perpindahan 01 keduanya adalah :ektor. Persamaan $3&% dapatdituliskan dengan notasi :ektor, yaitu denganperkalian titikatauperkalian scalarantara dua
:ektor.
'ika anda mengangkat balok ini :ertikal tanpa mempergunakan bidang miring, kerja kita dapat
mempergunakan gaya yang lebih kecil $P ( /3,3 "%, dari pada jika kita mengangkat langsung
:ertiakal $gaya ( 3 "%. akan tetapi pada bidang miring kita harus mendorongnya lebih jauh $/
m% sedangkan dalam arah :ertikal kita hanya perlu mengangkat sejauh - m. pad proses
perpindahan energi oleh kerja ini, dari manakah energi diambilLt
Daya sesaat yang diberikan adalahA
P ( dWdt
( F .ds
dt
(F
.v
'ika daya besarnya tetap, maka * ( P dan > ( P .t
Dalam system satuan S, satuan daya adalah jouleLdetik, yang disebutwatt.
Dalam system satuan nggris, satuan daya adalah )tlbLdet4 namun karena satuan ini terlalu kecil
untuk pemakaian seharihari, sehingga orang menggunakan satuan yang lebih besar, yaitu tenaga
kuda atau horse po#er $hp%.
& hp ( //+ )tlbLdetatau & hp ( #att
=tau juga bias dinyatakan dalam kilo#attjam. Satu kilo#attjam adalah kerja yang dilakukan
olehsuatu system yang bekerja dengan daya konstan & kilo#att selama satu jam.
Contoh A
Seekor kuda berlari menarik sekarung beras bermassa &++ kg. !oe)isien gesekan antara karung
beras dan jalan +,. erapa cepat kuda harus berlari dengan laju tetap agar melakukan kerja
dengan daya sebesar satu daya kuda ? H sin
H cos -++( k . "
H cos -++( k $> ? H sin %
H1
23 ( +, $m.g ? H sin -++%
H1
23 ( +, $&++.&+ ? H
1
2 %
H . +,3 ( +, $&+++ ? H . +,/%
+,3 H ( ++ ? +,- H
+,3 H 9 +,-H ( ++
&,& H ( ++
H (600
1,17 ( /&4,3 ( /&- "e#ton
!arena komponen gaya H1, maka P ( F .: dan karena P ( & hp ( , maka
: (746
513 ( &,/ mLs4 ( /,44 kmLjam ( / kmLjam
7/23/2019 fisika makalah newwww
21/22
!esimpulannya seekor kuda tak akan dapat lama bertahan menstrans)er energy dengan laju
sebesar satu daya kuda.
Contoh 3
Sebuah mobil mmpergunakan daya &++ hp, dan bergerak dengan kecepatan - kmLjam. erapa
gaya dorong mesin mobil