Usaha
Usaha merupakan sesuatu yang dilakukan oleh gaya pada sebuah benda
yang menyebabkan benda mengalami
perpindahan atau bergerak.
W = F
. s
W = usaha dalam joule
S
= perpindahan dalam meter
o
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh setiap benda yang
bergerak.
Energi
kinetik suatu benda besarnya berbanding lurus
dengan
massa benda dan
kuadrat kecepatannya.
Ek = 1/2 Mv2
dengan,
Ek = Energi kinetik (joule)
m = massa
benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Usaha
= perubahan energi kinetik.
W = Ek = Ek2 – Ek1
Usaha
dari benda yang bergerak merupakan perubahan / selisih energi kinetik akhir
dengan energi kinetik awal benda yang bergerak
o Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh tempatnya
(kedudukannya).
Ep = m.g.h
Dengan:
Ep = Energi potensial (joule)
W
= berat benda (N)
m
= massa
benda (kg)
g
= percepatan gravitasi (m/s2)
h
= tinggi benda (m)
Energi potensial gravitasi tergantung
dari : percepatan gravitasi bumi
dan kedudukan benda , massa benda
o Energi mekanik (Em) adalah jumlah antara energi kinetik dan energi
potensial suatu benda.
Daya
Daya (P) adalah usaha yang dilakukan tiap satuan waktu, secara matematis
didefinisikan sebagai berikut:
P = W/t
dengan:
P = daya (watt)
W = usaha (joule)
t = waktu (s)
Daya termasuk besaran skalar yang dalam satuan MKS mempunyai
satuan watt atau J/s
Satuan lain adalah daya kuda atau haurse power (hp)
1 hp = 1 DK = 1 PK = 746 watt
hp = Horse
power; DK = daya kuda
1 Kwh
adalah satuan energi yang setara dengan = 3,6 .106 watt.detik = 3,6 .106 joule
Soal
1.
Usaha yang dilakukan Arifin untuk
memindahkan buku sejauh 10 m jika gaya yang dilakukan Arifin 100 N adalah…
a.
250 J b.5000 J c.
750 J d. 1000J e. 1500 J
2.
Satuan usaha sama dengan satuan
energi, maka dimensi usaha juga sama dengan energi adalah…
a. ML-2T b. MLT-2 c. MLT2 d.
ML2T-2 e.
M-2L-2T-2
3.
Dedi bermassa 50 kg memanjat
sebuah pohon durian hingga ketinggian 4 meter. Untuk mencapai ketinggian itu
orang tersebut memerlukan waktu 8 detik, maka daya yang dibutuhkan orang
tersebut agar dapat memanjat pohon itu (g = 10 m/s2) adalah….
a.
20 watt b.25 watt c. 200 watt d. 250 watt e.2500
watt
4.
Sebuah benda bermassa 5 kg,
mula-mula diam, kemudian bergerak lurus dengan percepatan 4/ms2,
usaha yang diubah menjadi energi kinetik setelah 2 detik adalah…
a. 200 J b.1600 J c. 120
J d. 800 J e. 400 J
5.
Seorang yang bermassa 60 kg
menaiki tangga yang tingginya 15 m dalam waktu 2 menit. Jika g = 10 m/s2,
maka daya yang dikeluarkan orang tersebut adalah….
a. 75 watt b. 150 watt c.
300 watt d. 450 watt e. 900 watt
6.
Kereta mainan diatas lantai
yang licin ditarik sebuah tali sejauh 5 m dengan usaha 125 joule. Jika gaya yang diberikan
kereta 50 N, maka besarnya sudut yang dibentuk oleh tali dengan lantai adalah…
a. 00 b. 300 c.
450 d. 600 e. 900
7.
Buah kelapa dengan massa 1,5 kg
jatuh dari ketinggian 5 m. Ketika berada 1 m dari permukaan tanah buah kelapa
tersebut energi kinetiknya adalah….
a.
20 J b. 40 J c. 60 J d. 80 J e. 100 J
8.
Energi yang dimiliki benda karena
kecepatannya adalah…
a. Energi gravitasi
b. Energi potensial
c. Energi mekanik
d. Energi pegas
e. Energi kinetik
9.
Oleh suatu gaya 25 N benda bermassa 6 kg bergeser sejauh
10 m. Usaha yang dilakukan adalah…
a.
150 Joule d.
1500 Joule
b.
60 Joule
e. 100 Joule
c.
250 Joule
10.
Sebuah benda massanya 8 kg
bergerak dengan kecepatan 10 m/s, energi kinetik benda adalah…
a. 400 Joule d.
40 Joule
b. 200 Joule e.
20 Joule
c. 80 Joule
11. Dari keadaan diam benda massa 4 kg setelah 2 detik kecepatannya
menjadi 12 m/s. usaha yang dilakukan benda adalah….
a. 96 Joule d.
144 Joule
b. 48 Joule e. 288 Joule
c. 128 Joule
12. Seorang bermassa 50 kg menaiki tangga setinggi 20 m , selama 5
menit, maka usaha yang dilakukan orang g = 10 m/s2)….
a.
103 Joule d. 10 Joule
b.
102 Joule e. 10-1 Joule
c.
104 Joule
13. Suatu benda dipengaruhi gaya
150 N yang arahnya membentuk sudut 60 0 terhadap arah pergeseran
benda. Jika benda bergeser sejauh 40 m, maka besarnya usaha adalah….
a.
3000 Joule d.
6000 Joule
b.
300 Joule e. 4500
Joule
c.
600 Joule
14. Besarnya daya rata-rata suatu mesin pengangkat dari benda 400 kg,
setinggi 3 meter selama 2 menit( g = 10 m/s2 ) adalah…
a.
140 watt d. 80 watt
b.
120 watt e. 70 watt
c.
100 wat
15. Sebuah benda yang massanya 4 kg dari ketinggian 20 m dan tersangkut
kemudian berhenti pada ketinggian 5 meter dari tanah. Jika g = 10m/s2,
maka besarnya perubahan energi potensial benda tersebut adalah…
a.
100 joule d. 400 joule
b.
200 joule e. 500 joule
c.
300 joule
SOAl ESSAY
1.
Sebuah benda bermassa 5 kg, jatuh dari ketinggian 3 m di atas tanah (g =
10 m/s2) Berapa energi kinetik benda pada saat mencapai tanah?
2.
Sebuah benda bermassa m kg bergerak di atas papan kasar dengan kecepatan
10 m/s. Jika besarnya koefisien gesekan 0,25. Hitunglah waktu dan jarak yang
ditempuh benda setelah benda berhenti (g = 10 m/s2)?
3.
Sebuah gaya
yang besarnya 60 newton bekerja pada sebuah benda. Arah gaya membentuk sudut 30o dengan
bidang horisontal. Jika benda berpindah sejauh 50 m, berapa besarnya usaha?
4.
Sebuah gaya yang besarnya 60 newton menyebabkan benda yang massanya 15
kg berpindah horisontal sejauh 10 m. Berapa besarnya usaha dan besarnya
perubahan energi potensial. (g = 10 m/s2)
5.
Berapa besar usaha oleh gaya
penarik jika sebuah elevator yang
beratnya 2000 N dinaikkan setinggi 80 m? Berapa besar energi potensial elevator
setelah dinaikkan hingga setinggi itu?
