USAHA, ENERGI, DAN DAYA


You are here: Home / rumus fisika / Rumus Usaha, Energi, dan Daya dalam Fisika

Rumus Usaha, Energi, dan Daya dalam FisikaUSAHA

Pengertian Usaha

Dalam fisika, usaha adalah suatu jumlah gaya yang bekerja pada suatu benda yang menyebabkan benda itu berpindah atau bergerak. Kita dapat mendefinisikan usaha sebagai aktivitas yang melibatkan gerakan dan gaya dalam arah gaya. 

Rumus Usaha

Ketika kita menendang bola, kita mengerahkan gaya eksternal (F) dan karena gaya ini (tendangan), bola bergerak ke jarak tertentu. Bergeraknya bola dari posisi A ke B dikenal sebagai perpindahan (s). Usaha ini dikatakan selesai dan dapat dihitung sebagai :

Rumus Usaha dalam Fisika

Dimana,
W = Joule
F =  Gaya
s =  Jarak/Perpindahan

Satuan Usaha

Jika sebuah gaya 5 Newton diberikan pada sebuah benda dan benda tersebut bergerak sejauh 2 meter, usaha yang dilakukan adalah 10 Newton meter (Nm). Newton meter dalam istilahnya adalah Joule dan itu adalah satuan dari Usaha.

Contoh Soal Usaha

Sebuah benda ditarik mendatar melintasi permukaan dengan gaya 100 N yang bekerja sejajar dengan permukaan. Hitunglah besar usaha yang dilakukan oleh gaya dalam menggerakkan benda sejauh 8 meter.

Diketahui :
F = 100 N
s = 8 m

Mencari Usaha (W) :
W = F . s
W = 100(8) = 800 Joule

Jadi, Usahanya adalah 800 Joule.


ENERGI

Pengertian Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Semua bentuk energi adalah kinetik atau potensial. Energi yang bergerak dikenal sebagai Energi Kinetik sedangkan Energi Potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda dan diukur dengan jumlah usaha yang dilakukan. Dan ada satu lagi, yaitu Energi Mekanik adalah jumlah dari energi Kinetik dan energi Potensial. 

Jenis-Jenis Energi

  • Energi mekanik
  • Energi gelombang mekanik
  • Energi kimia
  • Energi listrik
  • Energi magnetik
  • Energi pancaran
  • Energi nuklir
  • Energi ionisasi
  • Energi elastis
  • Energi gravitasi
  • Energi termal
  • Energi panas

Rumus Energi

Dimana,

Ep = Energi Potensial (Joule)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s²)
h = ketinggian (meter)

Dimana,

Ek = Energi Kinetik (Joule)
m = massa (kg)
v = kecepatan (m/s)


Dimana,
Em = Energi Mekanik



Satuan Energi

Satuan SI untuk energi adalah joule (J), sama dengan satuan usaha. Dijadikan satuan joule (J) oleh James Prescott Joule.

Contoh Soal Energi

Contoh 1 : Terdapat buah durian yang masih menggantung di pohon bermassa 3 kg. Jika pohon kelapa tersebut memiliki ketinggian 12 meter. Hitunglah energi potensial pada buah durian tersebut! (g = 10 m/s²)

Pembahasan :

Diketahui :
m = 3 kg
g = 10 m/s²
h = 12 meter

Mencari energi potensial :
Ep = mgh
Ep = (3)(10)(12)
Ep = 360 Joule

Jadi, energi potensial yang dihasilkan sebesar 360 Joule.

Contoh 2 : Sebuah benda bermassa 200 kg bergerak dengan kecepatan 30 m/s. Hitung berapa energi kinetik yang dihasilkan dari benda tersebut!

Pembahasan :

DIketahui :
m = 200 kg
v = 30 m/s

Mencari energi kinetik :
Ek = (1/2)m.v²
Ek = (1/2)(200)(30)²
Ek = (100)(900)
Ek = 90.000 Joule
Ek = 90 kJ

Jadi, energi kinetiknya adalah 90 kJ atau 90.000 Joule.

Contoh 3 : Buah jambu dengan massa 200 gram jatuh dari pohon dengan ketinggian 20 meter. Apabila besar percepatan gravitasi adalah 10 m/s², berapa energi mekaniknya!

Pembahasan :

Diketahui :
m = 200 gram (0,2 kg)
g = 10 m/s²
h = 20 meter

Mencari energi potensial :
Ep = mgh
Ep = (0,2)(10)(20)
Ep = 40 J

Untuk energi kinetik tidak diketahui kecepatannya, maka energi kinetik bernilai nol (0) Joule.

Mencari energi mekanik :
Em = Ep + Ek
Em = 40 + 0
Em = 40 Joule

Jadi, energi mekanik yang dihasilkan sebesar 40 Joule.


DAYA

Pengertian Daya

Dapat didefinisikan daya adalah laju melakukan suatu usaha. Ini adalah jumlah energi yang dikonsumsi per satuan waktu.

Rumus Daya

Daya dapat dihitung dengan membagi usaha yang dilakukan dengan waktu.

Rumus Daya dalam Fisika

Dimana,
P = Daya (Watt)
W = Usaha (Joule)
t = Waktu (s)

Satuan Daya

Karena daya tidak memiliki arah, itu adalah besaran skalar. Satuan SI untuk daya adalah Joule per detik (J/s), atau biasa disebut Watt. Watt dapat didefinisikan sebagai daya yang diperlukan untuk melakukan satu joule usaha dalam satu detik. Watt dijadikan satuan oleh So James Watt, pengembang mesin uap.

Contoh Soal Daya

Seseorang bermassa 30 kg memanjat pohon jati sampai ketinggian 6 meter selama 18 detik. Daya yang dibutuhkan orang tersebut supaya dapat memanjat pohon jati adalah… (g = 10 m/s²)

Pembahasan :

Diketahui :
m = 30 kg
h = 6 meter
t = 18 sekon
g = 10 m/s²

Ingat! Kita cari terlebih dahulu Usahanya dengan menggunakan rumus energi potensial, karena perpindahannya menggunakan ketinggian (h).

Ep = W
W = mgh
W = (30)(10)(6)
W = 1.800 Joule

Mencari Daya :
P = W/t
P = 1.800/18
P = 100 Watt

Jadi, daya yang dihasilkan adalah 100 Watt.

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

STRUKTUR LAPISAN BUMI

Gambar
Pengertian Struktur Lapisan Bumi      Struktur bumi adalah susunan / lapisan pembentuk bumi. Struktur bumi terdiri dari banyak jenis material. Struktur Lapisan Bumi 1. Kerak Bumi     Kerak Bumi adalah lapisan terluar bumi yang terbagi menjadi dua kategori, yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai ketebalan sekitar 5–10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20–70 km. Penyusun kerak samudra yang utama adalah batuan basalt, sedangkan batuan penyusun kerak benua yang utama adalah granit, yang tidak sepadat batuan basalt.     Kerak Bumi dan sebagian mantel bumi membentuk lapisan litosfer dengan ketebalan total kurang lebih 80 km. Temperatur kerak meningkat seiring kedalamannya. Pada batas terbawahnya temperatur kerak menyentuh angka 1.100 C. Kerak dan bagian mantel yang relatif padat membentuk lapisan litosfer. Karena konveksi pada mantel bagian atas dan astenosfer, litosfer dipecah menjadi lempeng tektonik yang bergerak.     Temperatur meningkat 30 0C set
Baca selengkapnya

LATIHAN SOAL ESSAY

 1. Berikan contoh energi mekanik beserta penjelasannya! Jawaban : Saat sedang bermain ketapel, Ketika batu ditarik ke belakang, batu tersebut memiliki energi potensial, tapi ketika batu itu dilepaskan dan terdorong ke depan, batu tersebut memiliki energi kinetik.  2. Energi Potensial merupakan energi yang tersimpan pada sebuah benda atau sesuatu karena posisi atau kedudukannya, dan terbagi menjadi 3 macam. Sebutkan! Jawaban : 1. Energi potensial gravitasi. 2. Energi potensial elastis (pegas). 3. Energi potensial listrik. 3. Apa itu bio energi? Jawaban : Bio energi adalah sumber energi terbarukan yang berasal dari material organik yang mempunyai simpanan energi dari matahari dalam bentuk energi kimia. 4. Sebutkan manfaat energi terbarukan!  Jawaban : - Meminimalisir efek pemanasan global. - Sumber energi tak terbatas. - Meningkatkan kesehatan masyarakat. - Hemat sumber daya serta uang. - Menciptakan lapangan kerja dan peluang. 5. Sebutkan jenis - jenis panel
Baca selengkapnya

AWAL MULA TERBENTUKNYA ALAM SEMESTA

Gambar
     Alam semesta terbentuk sekitar 13,77 miliar tahun yang lalu menurut model Dentuman Besar yang didasarkan pada pengamatan radiasi latar belakang gelombang mikro kosmis, struktur skala besar, dan pergeseran merah supernova jauh, dengan terbentuknya partikel, atom, gravitasi, bintang, galaksi, ruang, waktu, materi, dan energi. Dengan dipercepat yang mewakili sebagian kecil energi yang bahkan lebih besar daripada materi gravitasi. Teori terbentuknya alam semesta 1. Teori Big Bang      Teori pembentukan alam semesta yang terbaik dan banyak didukung para ahli sampai sekarang adalah Teori Big Bang. Teori ini meyakini bahwa terbentuknya alam semesta berasal dari dentuman yang dahsyat. Teori Big Bang dikemukakan oleh Abbe Lemaitre pada tahun 1920-an. Teori ini meyakini bahwa alam semesta berasal dari gumpalan atom yang sangat besar. Suhu gumpalan atom ini diperkirakan berkisar antara 10 milyar sampai 1 triliun derajat Celcius. Gumpalan atom tersebut meledak 15 milyar tahun yang lalu. Sisa-
Baca selengkapnya