konsep usaha, daya dan energi

KONSEP USAHA, DAYA DAN ENERGI

 Erwingea_pendfis16'_fsmuksw

 Konsep usaha, daya dan energi

Usaha
usaha merupakan besaran yang berhubungan dengan gaya yang mengakibatkan suatu benda berpindah posisi. Usaha dengan gaya konstan (tetap) selama perpindahan suatu benda, dapat didefenisikan sebagi hasil kali gaya (F) dengan perpindahan (x), usaha merupakan besaran skalar  dan bukan besaran vektor. Secara matematis dapat dituliskan persamaan umum Usaha

jika jumlah gaya yang berkerja pada benda lebih dari satu maka persamaanya matematisnya :

Gambar 1. usaha yang dilakukan pada suatu benda

dengan ;

W= usaha (Joule)

F= gaya yang sejajar dengan perpindahan benda (N)

x=perpindahan (m)

catatan : 

usaha bernilai nol jika gaya yang diberikan tidak searah dengan arah perpindahan (tegak lurus)

usaha bernilai nol jika tidak ada perpindahan posisi. 

Energi 

Energi secara konsep Fisika dapat diartikan suatu proses perpindahan energi dari hal yang satu ke hal yang lain melalui proses interaksi yang terjadi secara fundamental (dapat diubah bentuknya). energi juga dapat diartikan sebagai kemampuan dalam melakukan usaha/kerja. Energi pada dasarnya tidak dapat dimusnahkan dan tidak dapat diciptakan, tetapi diubah bentuknya kebentuk yang lain.

Energi yang sering kita bahas dan kita pelajari dalam pembelajaran Fisika:

1. Energi Kinetik 

2.Energi pontensial.

>> Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda/partikel karena geraknya. Energi kinetik dibagi atas 2 jenis yaitu Energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi. Energi kinetik translasi adalah energi yang terkandung atau dimiliki oleh benda yang bergerak pada garis lurus sedangkan energi kinetik rotasi adalah energi yang terkandung atau dimiliki oleh benda yang bergerak berotasi (berputar). 

persamaan matematis energi kinetik Translasi

Keterangan :

 = Massa benda/partikel

   = Kecepatan benda/partikel

Gambar 2. contoh gerak Energi Kinetik Translansi

Persamaan matematis energi kinetik Rotasi 

atau

Keterangan :

 = Energi Pontensial

   = Percepatan sentripental

    = Jari-jari

Gambar 3. contoh gerak Energi Kinetik Rotasi

>> Energi Potensial

Energi Potensial merupakan  energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keadaan diam dapat memiliki energi pontesial yang memiliki nilai tertentu. Apabila benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Energi potensial memiliki beberapa bentuk diantaranya: energi potensial gravitasi, energi potensial pegas, dan lain - lain.

Persamaan matematis Energi Potensial 

 = Energi pontensial

  = Massa benda

    = Nilai gravitasi Newton

Gambar 4. contoh Energi Potensial

>>Energi Mekanik

Energi mekanik adalah energi yang terjadi sebagai penjumlahan dari energi pontensial dan kinetik, secara umum persamaan matematisnya

Gambar 5. Gerak buah jatuh

macam-macam energy yang kita ketahui dalam kehidupan sehari

1. Energi Cahaya

Energi cahaya adalah energi yang ditimbulkan oleh cahaya.Enegi ini sumber utamanya berasal dari matahari, lampu dan cahaya lainnya.

2.Energi Panas

Energi Panas adalah energi yang berpindah akibat perbedaan temperatur dalam suatu benda atau objek, yang menyebabkan perpindahan itu karena kecepatan molekul-molekul partikel yang bergerak semakin cepat akibat faktor suhu. Salah satu contohnya cahanya matahari, api, dan gesekan benda, energi ini bisa berpindah secara radiasi, konveksi, dan konduksi.

3.Energi Gerak

Energi gerak adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena gerakanya yang terbawa dari dirinya sendiri sehingga memperoleh suatu energi gerak, salah satu contoh yang sering kita temui adalah gerakan turbin akibat aliran air, angin dan lain sebagainya. dari aliran tersebut dapat diubah kebentuk energi yang lainya.

4.Energi Listrik

Energi listrik terjadi karena adanya muatan listrik yang bergerak, muatan listrik yang bergerak adalah muatan negatif kepositif atau sering disebut muatan elektron, pergerakan elektron dari beda potensial rendah ke beda potensial tinggi supaya terjadi ke keseimbangan antara beda potensial yang satu dengan yang lainnya. Muatan listrik yang bergerak akan menimbulkan arus listrik. Energi listrik banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Energi listrik sangat berpengaruh dalam aspek kehidupan manusia saat ini dan yang paling menentukan berbagai aspek hidup manusia serta aktivitas manusia. energi in berasal dari Pembangkit listrik tersebut menggunakan berbagai sumber energi, seperti air terjun, reaktor nuklir, angin, atau matahari. Energi listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik sangat besar. Untuk menghasilkan sumber energi listrik yang lebih kecil, kita dapat menggunakan aki, baterai, dan generator.

5.Energi Bunyi

Energi Bunyi adalah energi yang dihasilkan oleh benda yang bergetar dengan frekuensi tertentu, sumber enegi ini biasanya berasal dari benda yang bergetar. Biasanya kita bisa amati dalam bentuk suara yang muncul.

6.Energi Kimia

Energi kimia adalah energi yang tersimpan dalam senyawa-senyawa kimia. senyawa-senyawa yang ini yang melalui suatua reaksi-reaksi kimia sehingga adanya pencampuran dan penyatuan dari senyawa. dari sinilah mucullah produk-produk kemasan.

7.Energi Nuklir

Energi nuklir merupakan energi yang dihasilkan selama reaksi nuklir. Reaksi nuklir terjadi pada inti atom yang pecah atau bergabung menjadi inti atom yang lain dan partikel-partikel lain dengan melepaskan energi kalor. Reaksi nuklir terjadi di matahari, reaktor nuklir, dan bom nuklir. Energi yang ditimbulkan dalam reaksi nuklir sangat besar, oleh karena itu energi nuklir dapat digunakan sebagai pembangkit listrik.

Contohnya : batu uranium yg menjadi bahan utama pembangkit nuklir.

8.Energi Pegas

Semua benda yang elastis atau lentur memiliki energi pegas. Contoh benda elastis antara lain pegas, per, busur panah, trampolin, dan ketapel. Jika kita menekan, menggulung, atau meregangkan sebuah benda elastis, setelah kita melepaskan gaya yang kita berikan maka benda tersebut akan kembali ke bentuk semula. 

DAYA

 Daya dalam merupakan adalah  lajunya suatu energi yang dihantarkan selama melakukan suatu usaha dalam rentang waktu tertentu. Secara umum satuan daya adalah (W) atau J/s. secara matematis persamaan daya dapat dituliskan :

= Daya

=Usaha

=  Gaya

 =  waktu

= perpindahan

kutiapan '' Jangan buat kamu tidak tahu apa yang tidak kamu tahu buatlah kamu tahu apa yang menjadi kamu tahu '' ( Prof. Dr. Ferdy Semuel Rondonuwu, M.Sc. Guru besar Fisika FSM-UKSW) 

  '' ketika kamu tua kelak satu hal yang dikenal dari kamu adalah karyamu'' Erwin gea

penulis