1 / 21

5. USAHA DAN ENERGI (Lanjutan 1)

5. USAHA DAN ENERGI (Lanjutan 1). Energi Potensial Elastis Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya pegas) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau regangan. Akibat adanya tekanan atau regangan maka akan timbul

olympia-baxter
Download Presentation

5. USAHA DAN ENERGI (Lanjutan 1)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 5. USAHA DAN ENERGI (Lanjutan 1)

  2. Energi Potensial Elastis Energi potensial elastis adalah energi potensial dari sebuah benda elastis (contohnya pegas) yang mengalami perubahan bentuk karena adanya tekanan atau regangan. Akibat adanya tekanan atau regangan maka akan timbul gaya yang akan berusaha untuk mengembalikan bentuk benda tersebut ke bentuk awalnya. Jika tekanan atau regangan ini dilepas, maka energi ini akan berpindah menjadi energi kinetik.

  3. Hukum Hooke. Gaya yang dikenakan pada sebuah pegas, baik tekan maupun tarik, sebanding dengan perubahan panjang pegas tersebut. k F k = kekakuan atau konstanta pegas x – kx Gambar 5.6 Energi Potensial Elastis

  4. Hukum Hooke dapat dinyatakan dalam bentuk rumus, F = –k x (5.15) Tanda (–) menunjukkan bahwa arah gaya pegas selalu berlawanan arah dengan arah gaya yang diterimanya. Jika balok didorong dari posisi awal xi ke posisi akhir xf, maka kerja W yang dilakukan pegas pada balok adalah

  5. Jika posisi awal adalah xi = 0 dan posisi akhir xf= x, maka Contoh 5.6 Gaya sebesar 10 N digunakan untuk menarik sebuah pegas hingga meregang sebesar 30 mm. Tentukan konstanta pegas! Penyelesaian

  6. F = 10 N x = –30 mm = –30 x 10–3 m F x Dari persamaan 5.15,

  7. Contoh 5.7 Sebuah pegas mempunyai konstanta pegas 300 N/m. Jika pegas tersebut ditekan hingga panjangnya menyusut sebesar 12 mm, berpakah gaya untuk menekan pegas tersebut? Penyelesaian k = 300 N/m x = 12 mm = 12 x 10 –3 m F = – kx = (–300 N/m)(12 x 10–3 m) = –3,6 N x F

  8. Latihan Sebuah pegas mempunyai konstanta pegas 440 N/m. Berapa jauh pegas ini harus diregangkan untuk menyimpan energi potensial sebesar 25 J? 2. Sebuah pegas diregangkan sepanjang 17 mm, kemudian dilepas secara perlahan hingga mencapai titik awalnya. Selanjutnya pegas ditekan sejauh 12 mm. Berapakah kerja total yang dilakukan oleh pegas?

  9. 5.4 Gaya-gaya Konservatif dan Non-Konservatif Gaya konservatif adalah gaya-gaya yang tidak tergantung pada lintasan yang dilalui. Jika kita mengangkat sebuah benda dari suatu permukaan ke ketinggian tertentu, maka usaha atau kerja yang yang dibutuhkan sama besarnya. Gambar 5.7 Gaya Konservatif

  10. Gaya non-konservatif atau disipatif adalah yang tergantung lintasan. Gambar 5.8 Gaya Non-konservatif atau Disipatif

  11. 5.5 Energi mekanik dan Kekekalannya Kerja total pada sebuah benda adalah kerja yang dilakukan oleh gaya-gaya konservatif dan gaya-gaya non-konservatif. atau Wtot = Wk + Wnk Dari persamaan (5.7) diketahui bahwa Wtot = EK Sehingga didapat Wk + Wnk = EK atau Wnk = EK – Wk Dari persamaan (5.14) W = – EP Sehingga Wnk = EK – (–EP) = EK + EP (5.18)

  12. Jika pada sistem tidak bekerja gaya-gaya non-konservatif maka persamaan (5.18) menjadi EK + EP = 0 (5.19a) atau (EK2 – EK1) + (EP2 – EP1) = 0 (5.19b) atau EK2 + EP2 = EK1 + EP1 (5.19c) Selanjutnya didefinisikan “Energi mekanik total (E) dari suatu sistem adalah jumlah dari energi kinetik (EK) dan potensial (EP)”. atau E = EK + EP

  13. Sehingga persamaan (5.19b) dapat ditulis menjadi EK2 + EP2 = EK1 + EP1 (5.20a) atau E2 – E1 = konstan (5.20b) Contoh 5.8 Sebuah batu berada pada ketinggian awal 5,0 m. Hitung laju batu ketika telah mencapai posisi 2,0 m diatas tanah! Penyelesaian

  14. Dari pers. (5.20a) EK2 + EP2 = EK1 + EP1 y1 5 m h 2 m 0 m y2

  15. 5.6 Daya (Power) Dalam ilmu fisika, daya didefinisikan sebagai laju energi yang dihantarkan atau kerja yang dilakukan per satuan waktu. Jika kerja W dilakukan dalam waktu t, maka daya Daya sesaat P adalah laju sesaat energi yang dihantarkan atau kerja yang dilakukan, yaitu

  16. Persamaan (5.22) dapat ditulis menjadi Sehingga P = F . v (5.23) Untuk gerak partikel pada bidang atau ruang, persamaan (5.23) dapat ditulis menjadi P = F.v (5.24) Satuan daya adalah joule per detik atau watt. Hubungan dari kedua satuan tersebut adalah sebagai berikut. 1 watt = 1 W = 1 J/detik 1 horsepower = 1 hp = 746 W

  17. Contoh 5.9 Sebuah beban yang mempunyai massa 500 kg diangkat setinggi 90 meter dengan menggunakan sebuah derek dalam waktu 4 menit. Berapakah daya minimum motor penggerak derek? Penyelesaian Kerja yang dilakukan oleh derek adalah W = m.g.h = (500 kg)(9,8 m/detik2)(90 m) = 4,41 x 105 J Daya rata-rata Daya untuk mengangkat beban tertulis diatas > 2,46 hp

  18. Contoh 5.10 Sebuah kapal penyeberangan yg mempunyai daya motor 150 hp beroperasi dengan kecepatan maksimum. Motor penggerak dapat menggerakkan kapal dengan kelajuan 22 knots. Berapakah besar gaya dorong pada motor? Penyelesaian 1 knots  0,5 m/detik v = 22 knots = 11 m/detik Dari persamaan (5.23)  P = F.v

  19. Contoh 5.10 Sebuah kapal penyeberangan yg mempunyai daya motor 150 hp beroperasi dengan kecepatan maksimum. Motor penggerak dapat menggerakkan kapal dengan kelajuan 22 knots. Berapakah besar gaya dorong pada motor? Penyelesaian 1 knots  0,5 m/detik v = 22 knots = 11 m/detik Dari persamaan (5.23)  P = F.v

  20. Latihan Sebuah alat pengangkat menggunakan motor 1750 W untuk mengangkat beban 285 kg setinggi 16,0 meter. Berapakah waktu yang dibutuhkan untuk tujuan tersebut? 2. Sebuah mobil menghasilkan daya sebesar 18 hp ketika bergerak dengan laju tetap 90 km/jam. Berapa gaya rata- rata yang harus diberikan pada mobil?

More Related