Energi.docx

Jika tanah dijadikan sebagai acuan (h=0), sesaat setelah bola dilemparkan h1=0 atau EP1=0, maka energi mekanik berbentuk energi kinetik. EM1=EK1=

1 2 mv1 . Setelah bola bergerak ke atas (di posisi 2

2), energi kinetiknya semakin berkurang karena kecepatannya semakin berkurang., sedangkan energi potensialnya semakin bertambah, karena ketinggiannya bertambah, sehingga energi mekaniknya menjadi : EM1 = EP2 + EK2 = mgh2 +

1 mv 22 2

Ketika bola mencapai titik tertingginya(posisi 3), kecepatannya sama dengan nol ( v3 = 0) sehingga EK3 =0, sedangkan energi potensialnya maksimum, maka energi mekanik berbentuk energi potensial EM3 = EPmaks=mghmaks. Selanjutnya, ketika bola bergerak turundan mencapai posisi 4, energi potensialnya semakin berkurang, sedangkan energi kinetiknya semakin bertambah, sehingga energi mekaniknya menjadi : EM4 = EP4 + EK4 = mgh4 +

1 2 mv4 2

Sesaat sebelum bola menyentuh tanah (posisi 5), h=0, atau EP=0, energi mekaniknya berbentuk energi kinetik : EM5=EKmaks=

1 2 mvmaks 2

Berdasarkan hukum kekekalan energi, pada kasus Gambar..... diperoleh persamaan berikut : EM= EM1= EM2 = EM3 = EM4 = EM5 Hukum kekekalan energi mekanik juga berlaku pada kasus gerak benda yang dipengaruhi oleh gaya pegas. Misalnya sebuah benda yang berada di atas permukaan mendatar licin dihubungkan dengan ujung bebas suatu pegas mendatar. Kemudian benda tersebut ditarik ke posisi terjauh, setelah itu benda dilepaskan sehingga benda bergerak. Perhatikan Gambar....

(Gambar di buku halaman 84)

Hukum kekekalan energi mekanik untuk benda pada pegas dapat dituliskan sebagai berikut : EM = EP + EK =

1 2 1 2 kx + mv 2 2

Sesuai dengan Gambar ...., pada saat benda berada di posisi simpangan terjauh ( xmaks) sebelum benda bergerak (v=0), besarnya energi mekanik sama dengan energi potensial elastik maksimum .

EM = EPmaks =

1 2 kxmaks 2

Pada saat benda bergerak dan berada pada posisi simpangan sejauh x dari posisi keseimbangan, besarnya energi mekanik sama dengan jumlah energi potensial elastik dengan energi kinetik benda, yaitu : EM = EP + EK =

1 2 1 2 kx + mv 2 2

Pada saat benda bergerak dan berhenti di posisi keseimbangan, energi potensial elastik pegas menjadi nol dan energi kinetik benda mencapai maksimum, sehingga besarnya energi mekanik sama dengan energi kinetik maksimum EM = EKmaks =

1 2 mvmaks 2

Jadi, formulasi hukum kekekalan energi mekanik pada sistem benda –pegas dapat dituliskan sebagi berikut :

1 2 1 2 1 2 1 2 kx1 + mv1 = kx2 + mv2 2 2 2 2 Beberapa penerapan hukum kekekalan energi mekanik dalam kehidupa sehari-hari sebagai berikut: 1. Benda Jatuh Bebas Coba kamu perhatikan Gambar..... yang menunjukkan peristiwa benda jatuh bebas. Semisal buah apel jatuh dari tangkainya ke tanah. Energi mekanik dari apel adalah penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Pada keadaan 1 saat apel lepas dari tangkainya atau di titik tertinggi, energi potensial maksimum dan energi kinetik minimum. Setelah apel mulai bergerak turun seperti keadaan 2, energi potensial menurun, sedangkan energi kinetik meningkat. Pada keadaan 3 apel telah menyentuh tanah, energi potensial apel minimum dan energi kinetik maksimum. Menurut hukum kekekalan energi mekanik berlaku persamaan sebagai berikut : EM1 = EM2 = EM3 EP1 + EK1 = EP2 + EK2 = EP3 + EK3 EP1 + 0 = EP2 + EK2 = 0 + EK3 EP1 = EP2 + EK2 = EK3 2. Ayunan Gerak ayunan pada Gambar ..... berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Pada kedudukan 1 ketika bandul melakukan simpangan maksimum, bandul akan memiliki energi potensial maksimum dan energi kinetik minimum. Saat bandul pada kedudukan 2, energi potensial menurun dan energi kinetik meningkat. Di titik kesetimbangan, tali bandul lurus vertikal ke bawah sehingga energi potensial minimum dan energi kinetik maksimum. Selanjutnya, bandul bergerak meninggalkan kesetimbangan menuju titik terjauh dengan energi potensial meningkat dan energi kinetik menurun.

Setelah sampai pada kedudukan 3 di titik terjauh, energi potensial akan bernilai maksimum dan energi kinetik minimum. EM1 = EM2 = EM3 EP1 + EK1 = EP2 + EK2 = EP3 + EK3 EP1 + 0 = EP2 + EK2 = 0 + EK3 EP1 = EP2 + EK2 = EK3 3. Orang Bermain Ski Es Pada Gambar ..... menggambarkan orang bermain ski es. Pada kedudukan 1 di puncak bukit es, pemain ski es memiliki energi potensial maksimum dan energi kinetik minimum. Pada kedudukan 2 ketika pemain ski es meluncur ke bawah, energi potensial menurun dan energi kinetik meningkat. Selanjutnya, pada kedudukan 3 ketika pemain ski es berada di titik terendah, energi potensial minimum dan energi kinetik maksimum. Menurut hukum kekekalan energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut : EM1 = EM2 = EM3 EP1 + EK1 = EP2 + EK2 = EP3 + EK3 EP1 + 0 = EP2 + EK2 = 0 + EK3 EP1 = EP2 + EK2 = EK3

DAYA Kajian tentang usaha dan energi sangat erat kaitannya dengan konsep daya. Apabila terdapat dua orang yang beratnya sama sedang mendorong batu dengan berat yang juga sama, maka dikatakan bahwa kedua orang tersebut melakukan usaha yang sama besar. Jika orang pertama dapat mendorong batu sampai ke tepi jurang lebih cepat dari orang kedua, maka dikatakan bahwa orang pertama melakukan usaha lebih cepat dari usaha yang dilakukan oleh orang kedua. Karena laju usaha disebut dengan daya, maka orang pertama dikatakan memiliki daya yang lebih besar daripada orang kedua. Daya didefinisikan sebagai kelajuan melakukan atau besar usaha per satuan waktu. Secara matematis, daya dapat dinyatakan sebagai berikut :

P

W t

Dengan : P = daya (watt)

W = usaha (joule) t = waktu (sekon) Jika sebuah gaya F bekerja pada benda yang menyebabkan benda mengalami perpindahan s. Daya yang dihasilkan oleh gaya tersebut dinyatakan dengan persamaan berikut :

P

F .s t

Dalam kehidupan sehari- hari kita sering menjumpai satuan watt digunakan untuk menyatakan spesifikasi peralatan listrik, misalnya lampu, setrika, lemari es, televisi, dispenser, dan lain-lain. Satuan ini digunakan untuk menyatakan daya listrik yang dimiliki masing-masing peralatan listrik. Misalnya pada lampu tertera tulisan 60 watt, ini berarti lampu tersebut memiliki daya listrik sebesar 60 watt, atau dengan kata lain lampu tersebut dapat melakukan usaha dengan kecepatan 60 joule tiap sekon. Apabila kita bandingkan lampu 60 watt dengan lampu 100 watt, maka lampu 100 watt akan menyala lebih terang daripada lampu 60 watt.Hal ini menunjukkan bahwa semakin besar daya listrik yang dimiliki lampu, maka nyalanya semakin terang.