Usaha dan Energi : Pengertian, Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata
USAHA DAN ENERGI
( Pengertian, Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata )
( Tugas 8 )
Usaha
Adalah gaya
yang bekerja pada suatu benda yang
menyebabkan benda tersebut berpindah
Pada bidang datar
Rumus :
W = F.s ( lantai licin / tidak ada gaya gesek )
Ket:
W = usaha (
joule )
F = gaya ( N )
s = perpindahan
(m)
Bidang datar ( lantai kasar )
W = ( ∑F ). S
W = ( F – fk ) . S
Grafik F terhadap S :
Rumus :
W =
Luasan grafik F terhadap s
W = F .s.cos ѳ
2
Rumus :
W = (
Fx – fk ). S
Keterangan
:
Fx = F cos ѳ
fk = µk N
N = w - Fy
N = mg– F sin ѳ
Soal:
1. Dari
grafik di bawah, tentukan usaha yang dilakukan pada benda setelah benda berpindah
sejauh 12 m.
2.
Jika m = 10 kg, g = 10 m/s2, tentukan usaha yang dilakukan benda jika
benda bergerak sejauh 10 m untuk :
a. lantai licin
b. lantai kasar dengan µk = 0,2
3.
seorang ibu mendorong kereta belanja bermasa m di
atas bidang datar licin dengan gaya sebesar F sehingga berjalan dalam selang
waktu t.
berdasarkan data di atas , maka urutan data
yang menghasilkan usaha mulai dari terkecil adalah…
4. SBMPTN
2018
Sebuah benda bermassa 200 gram bergerak pada bidang xy
dengan persamaan x (t ) = 3t2 – 2t + 4 dan y(t) = 4t -5. Besar gaya
yang bekerja pada benda adalah….
1. Dari grafik di bawah, tentukan usaha yang dilakukan pada benda setelah benda berpindah sejauh 20 m.
2. Jika m = 20 kg, g = 10 m/s2, tentukan usaha yang dilakukan benda jika benda bergerak sejauh 8 m untuk :a. lantai licin
b. lantai kasar dengan µk = 0,1.
3. seorang ibu mendorong kereta belanja bermasa m di atas bidang datar licin dengan gaya sebesar F sehingga berjalan dalam selang waktu t.
berdasarkan data di atas , maka urutan data yang menghasilkan usaha mulai dari terkecil adalah…
4. SBMPTN 2018
Sebuah benda bermassa 100 gram bergerak pada bidang xy dengan persamaan x (t ) = 4t2 – 2t + 5 dan y(t) = 3t -2. Besar gaya yang bekerja pada benda adalah….
ENERGI
Adalah usaha yang masih tersimpan
1.
Energi
potensial
Adalah energy yang dimiliki benda
karena memiliki ketinggian tertentu dari permukaan bumi
Rumus:
Ep = m g h
∆Ep = Ep2 – Ep1
∆Ep= mgh2 – mgh1
∆Ep = mg(h2 – h1)
W =
- ∆Ep
W = F.S
Keterangan:
m = massa benda( kg )
g = percepatan gravitasi bumi ( m/s2)
h1 = tinggi benda mula-mula ( m )
h2 = tinggi benda akhir( m )
Ep = energy potensial ( J )
∆Ep= perubahan energy potensial( J )
W = usaha( J )
W = +
,jika arah perpindahan searah dengan gaya berat ( ke bawah )
W = - , jika arah perpindahan arahnya berlawanan
dengan gaya berat( ke atas)
Soal:
1. Sebuah
benda yang massanya 500 gr dilemparkan vertical keatas, jika g = 10 m/s2,.Hitung
besarnya perubahan energy potensial benda dari ketinggian 5 m sampai 15 m dari tanah.
2. Ibu
menarik ember berisi air yang bermassa 4 kg yang di ikat tali dari ketinggian 2
meter sampai pada ketinggian 10 meter. jika g = 10 m/s2, hitung
usaha yang harus dilakukan ibu
3. Sebuah peluru ditembakkan dengan sudut elevasi α ( cos α = 4/5 ) dan kecepatan awal peluru 200 m/s. bila massa peluru 50 gram dan g = 10 m/s2, tentukan energi potensial peluru setelah bergerak 2 sekon.
4.
Jika massa benda diletakkan di puncak bidang miring 6 kg, AB = 6 m, panjang
bidang miring BC = 10 m, g = 10 m/s2.
Tentukan: a) tinggi
bidang h (AC)
b) energy potensial
Energi kinetik
Rumus:
Ek = ½
m 𝜗 2
Ek = energy kinetic ( J)
m = massa benda( kg )
𝜗 = kecepatan benda ( m/s2)
Hubungan Usaha dengan energy kinetic:
ΔEk = Ek2 – Ek1
W = ΔEk
USAHA
W = F.s
F =
gaya penahan/gaya dorong/gaya tarik
S =
panjang, tebal,kedalaman (m)
Keterangan :
W = usaha( J )
Ek1 = energy kinetic mula-mula ( J )
Ek2 = energy kinetic akhir
( J )
m =massa benda ( Kg
)
v = kecepatan benda ( m/s2 )
v1= kecepatan benda mula-mula ( m/s2
)
v2= kecepatan benda akhir ( m/s2 )
Soal
1. Pada
sebuah benda diam yang massanya 5 kg bekerja pada gaya konstan yang
mengakibatkan benda bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Hitung usaha yang dilakukan
gaya tersebut.
2. Sebuah
partikel bermassa 5 kg bergerak lurus dengan kecepatan tetap 4 m/s. bila sebuah
usaha sebesar 20 joule dilakukan pada partikel, maka kecepatannnya akan
menjadi……………
3. Seseorang
mengendarai mobil yang mempunyai massa 2000 kg dengan kecepatan 50 m/s. karena
dari jauh melihat orang menyeberang dia mengerem sehingga kecepatan mobil
berkurang menjadi 20 m/s. besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya pengereman
adalah…
4. Sebuah
benda bergerak dengan kecepatan v serta memiliki energi kinetic Ek. Bila
kecepatan balok menjadi 4v, maka besarnya energi kinetic adalah…
5. Sebuah
benda mempunyai massa 3 kg mula-mula diam kemudian bergerak lurus mendatar
dengan percepatan 2 m/s2. Besarnya usaha yang di ubah menjadi energi
kinetic setelah 3 sekon adalah ….
6. Benda
X dan dan benda Y bermassa sama. Benda X jatuh dari ketinggian 2h dan benda Y
jatuh dari ketinggian 5h.jika benda X jatuh mengenai tanah dengan kecepatan v
m/s. besarnya energi kinetic benda Y saat menyentuh tanah adalah…
7. Benda 1 dan benda 2 masing-masing bermassa 16 kg
dan 9 kg. kedua benda memiliki energi kinetic yang sama besar. Jika laju benda
1 adalah 20 m/s, tentukan laju benda 2.
9. Bila
koefisien gesek kinetic antara benda dan lantai µk = 0,2. Tentukan
nilai perpindahan benda ( s )
10.
Sebuah peluru bermassa 10 gram
ditembakkan pada sudut elevasi 37o dan kecepatan 100 m/s seperti
gambar. Bila koefisien gesek udara diabaikan. Besarnya energi kinetic peluru di
titik tertinggi adalah….
HUKUM
KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Energi mekanik adalah jumlah energy
potensial dan energy kinetic ( pada setiap saat)
Rumus:
EM = Ep + EK
soal :
1. Sebuah
bola bermassa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan saat lepas
dari pinggir meja 2 m/s.tentukan energy mekanik partikel pada saat ketinggiannya
1 m.
2. Sebuah
benda bermassa 1 kg dilepaskan dari ketinggian A, mengikuti lintasan seperempat
lingkaran dengan jari-jari 125 cm. panjang lintasan BC adalah 2 meter dan benda
berhenti di C. tentukan
a. usaha yang dibutuhkan untuk menempuh lintasan
BC
3. Dua
benda menuruni lintasan dari titik A. massa benda pertama m1 = 4 kg
dan massa benda kedua m2 6 kg. jika g = 10 m/s2, maka
perbandingan energi kinetic EkB1 dan EkB2 di titik B adalah…
4. Sebuah
benda bermassa m di lepaskan dari ketinggian h di atas permukaan tanah.
Tentukan perbandingan energi potensial dan energi kinetic Ketika benda di titik
A adalah …
5. Benda
bermassa m mula-mula berada di puncak bidang miring dan memiliki energi
potensial Eo. Benda kemudian benda meluncur sampai di titik X.
Besarnya energi kinetic dimiliki benda saat dititik X adalah…
6.
7. Sebuah
mangga bermassa 200 gr jatuh dari dahannya pada
ketinggian 5 meter ( g = 10 m/s2). Tentukan besar energi
kinetic mangga saat mengenai tanah!
Adalah kemampuan untuk melakukan usaha tiap
satuan waktu atau kecepatan untuk melakukan usaha
Rumus:
Daya
pada generator :
atau
P = ρQ gh
η
Q = V/t = debit air (m3/s)
1. Pada kincir angin atau kincir air
Keterangan :
P = daya( watt atau Joule/sekon (J/s)
W = usaha( Joule )
t = waktu( sekon )
F = gaya( N )
V = kecepatan( m/s )
η = efisiensi generator
soal:
1. Air
terjun setinggi 40 m di gunakan untuk pembangkit listrik tenaga air. Setiap detik
air mengalir 10 m3. Jika efisiensi generator 70% dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2.
Hitung:daya rata-rata yang di hasilkan!
2. Suatu
pembangkit listrik tenaga air memakai turbin yang diputar oleh air bendungan
yang jatuh dari ketinggian 50 meter. Jika pembangkit listrik mempunyai
efisiensi 80 % dan menghasilkan daya 10 mega watt ( MW ). Tentukan nilai debit
air yang di hasilkan.
3. UM
UGM 2019
Sebuah mobil bermassa 1200 kg melaju konstan dengan
kelajuan 108 km/jam menaiki tanjakan miring dengan kemiringan tan α = 0,5. Bila
gaya gesek total 800 N. tentukan daya minimum yang harus diberikan pada mobil.
4. Sebuah
mobil memiliki daya 200 hp ( horse power ). Tentukan waktu yang diperlukan oleh
mesin mobil jika menghasilkan gaya 4000 N dan bergerak sejauh 40 meter.
( 1
horse power = 745,7 watt )
5. Sebuah
mobil melaju dengan laju tetap 54 km/jam bila mesin mobil memberikan gaya
sebesar 2000 N. tentukan daya mesin mobil tersebut.
Post a Comment for "Usaha dan Energi : Pengertian, Rumus dan contoh Soal Penyelesaian - jessipermata"