Usaha dan Energi

Assalamu'alaikum Wr.Wb

Hallo teman-teman, selamat datang di blog dunialugina. ^^

pada kesempatan ini, saya akan berbagi mengenai materi usaha dan energi, selamat membaca.

A. KOMPETENSI INTI

KI.1  Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya.

KI.2  Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong, kerjasama, cinta damai, responsif dan proaktif), menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa, serta memposisikan diri sebagai agen transformasi masyarakat dalam membangun peradaban bangsa dan dunia.

KI.3  Memahami, menerapkan, dan menjelaskan pengetahuan faktual, konseptual, prosedural, dan metakognitif dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untukmemecahkan masalah.

KI.4 Mencoba, mengolah, menyaji, dan mencipta dalam ranah konkret dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri serta bertindak secara efektif dan kreatif, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan.

   B. KOMPETENSI DASAR

1.1  Bertambah keimanannya dengan menyadari hubungan keteraturan dan kompleksitas alam dan jagad raya terhadap kebesaran Tuhan yang menciptakannya.

1.2  Menyadari kebesaran Tuhan yang mengatur karakteristik fenomena usaha dan energi.

2.1    Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur; teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-hari sebagai wujud implementasi sikap dalam melakukan percobaan dan berdiskusi.

2.2    Menghargai kerja individu dan kelompok dalam aktivitas sehari-hari.

3.3 Menganalisis konsep energi, usaha, hubungan usaha dan perubahan energi, dan hukum kekekalan energi untuk menyelesaikan permasalahan gerak dalam kejadian sehari-hari

4.3  Memecahkan masalah dengan menggunakan metode ilmiah terkait dengan konsep gaya, dan kekekalan energi

Dari KI dan KD di atas pasti teman-teman sudah tau dong kita disini akan membahas mengenai usaha dan energi. Yuk langsung aja kita bahas

USAHA

 Dalam ilmu Fisika usaha diartikan sebagai  "Gaya yang bekerja pada suatu benda hingga benda tersebut dapat berpindah tempat". 
Usaha ini dapat dirumuskan sebagai berikut :  W = F.s
Dimana :
W = Usaha (N.m) (J)

F = Gaya (N)s = Perpindahan (m)
Yang harus diingat adalah gaya merupakan suatu tarikan atau dorongan, jadi ketika kamu menarik atau mendorong suatu objek dapat diartikan bahwa kamu sudah memberikan gaya kepada objek tersebut.  Contohnya, saat kamu mendorong meja sehingga meja tersebut berpindah sejauh 2 meter, itu artinya kamu telah melakukan usaha. Selain itu, ketika kamu menarik loker hingga loker tersebut dapat terbuka itu artinya amu sudah melakukan usaha. 
Dari persamaan W = F.s, kita dapat mengetahui bahwa :
1.  Semakin besar gaya yang dibutukan untuk mendorong atau menarik suatu objek, maka usaha yang dilakukan lebih besar pula
2.  Semakin jauh perpindahan posisi objek yang diberi gaya, maka semakin besar pula usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan objek tersebut
Hubungan arah gaya dan perpindahan:
-  Jika sudut = 0°, arah gaya berimpit dengan arah perpindahan, W = F.s
-  Jika sudut = 90°, arah gaya tegak  lurus dengan arah perpindahan, cos 90° = 0, dikatakan gaya tidak melakukan usaha
- Jika s = 0, berarti gaya tidak menyebabkan benda berpindah, maka usaha yang dilakukan nol. Misal anda mendorong tembok, tembok tidak bergerak maka dalam hal ini anda tidak melakukan usaha.



gambar 1 : box yang diberi tarikan (gaya F) dapat berpindah posisi




     Coba perhatikan gambar dibawah ini, apakah usaha untuk memindahkan balok dengan cara A sama atau berbeda dengan cara B ?




Gambar 2 : perbedaan sudut antara gaya dengan objek



 Tentu saja akan berbeda, untuk kasus B kita dapat menghitung usahanya dengan


W = F (cosθ). s

        Ketika kita menggunakan sudut  (sudutnya tidak 0 derajat) untuk menarik suatu objek pasti usaha yang diberikan akan berbeda. Contohnya ketika kamu ingin mendorong kotak buku dengan massa 50 Kg agar berpindah sejauh 4 meter misalnya dengan gaya lurus, kemudian kamu ingin membandingkannya dengan saat kamu memberikan gaya 60 derajat. Dimana kamu memindahkannya dengan percepatan 2 m/s^2.
penyelesaian :
cara 1

W = F.s
W =  (m x a) s
W = (50 x 2) 4
W = 400 Nm

Cara 2
W = F.(cosθ) s
W = (m x a)(cosθ) s
W = (50 x 2) cos 60. 4
W = 100. 1/2. 4
W = 200 Nm
Jadi, usaha yang lebih mudah untuk menarik kotak buku adalah dengan cara B

Bagaimana, apakah kamu sudah mengerti ? pastinya dong, kan mudah sekali :)
Energi Tahukah kamu, apa itu energi ?


“Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha”

Setiap hari kamu melakukan usaha, melakukan kerja, dan kegiatan lainnya dikarenakan kamu memiliki energi dari makanan yang diubah menjadi tenaga. Energi yang tubuh kamu butuhkan biasanya menggunakan satuan Kalori (kal). Itulah sebabnya, jika kamu tidak sarapan dipagi hari kamu akan merasa lemas, pusing, dan bisa sampai pingsan karena tubuh kamu kehabisan energi padahal harus terus bekerja atau berusaha.

Jenis energi ini ada tiga, yaitu energi potensial, energi kinetik, dan energi mekanik.

1.      Energi potensial adalah kemampuan untuk bergerak berdasarkan posisinya. Rumus untuk menghitungnya Ep = m.g.h, dengan dengan Ep = Energi potensial (J), m= massa (Kg), g = percepatan gravitasi (m/s²), h = ketinggian (m).

2.      Energi kinetik adalah kemampuan suatu benda untuk bergerak berdasarkan kecepatannya. Rumus untuk menghitungnya Ek = 1/2. m.v², Ek = energi kinetik (J), m = massa (Kg), v = kecepatan (m/s)

3.      Energi mekanik adalah penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. rumus untuk menghitungnya EM= Ep+Ek. 

Contoh Energi Potensial

Misalkan, sebuah bola dengan massa 200 gr berada diatas lemari dengan ketinggian 3 m. Berarti bola tersebut memiliki energi potensial  sebesar 

Jawab :

Diketahui        : m = 200 gr; h = 3m

Ditanyakan      : Ep ?

Ep = m.g.h

      = 0,2. 10. 3

      = 6 J

Contoh Energi Kinetik

Misalkan, sebuah bola dengan massa 200 gr dijatuhkan dari atas lemari dengan kecepatan 2 m/s. Berarti bola tersebut memiliki energi kinetik  sebesar 

Jawab :

Diketahui        : m = 200 gr; v = 2 m/s

Ditanyakan      : Ep ?

Ek = ½ m v²

      = ½. 0,2. 2²

      = 0,4 J