Postingan keempat

USAHA

Dalam Fisika, usaha memiliki definisi yang lebih khusus. Jika Anda memberikan gaya konstan F pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sejauh s, usaha W yang dilakukan gaya tersebut dinyatakan dengan:

Usaha

                                   W = F. s

                                   W = F cos α . s = F s cos α

Dimana:

W = usaha yang dilakukan (joule = J)

F = gaya yang bekerja (newton = N)

s = perpindahan (meter = m)

α = sudut antara gaya dan perpindahan benda (derajat)

Terdapat dua persyaratan khusus mengenai definisi usaha dalam Fisika ini. Pertama, gaya yang diberikan pada benda haruslah menyebabkan benda tersebut berpindah sejauh jarak tertentu. Perhatikanlah Gambar berikut.

Walaupun orang tersebut mendorong dinding tembok hingga tenaganya habis, dinding tembok tersebut tidak berpindah. Dalam Fisika, usaha yang dilakukan orang tersebut terhadap dinding tembok sama dengan nol atau ia dikatakan tidak melakukan usaha pada dinding tembok karena tidak terjadi perpindahan pada objek kerja/usaha yaitu dinding tembok.

Kedua, agar suatu gaya dapat melakukan usaha pada benda, gaya tersebut harus memiliki komponen arah yang paralel terhadap arah perpindahan. Perhatikanlah Gambar berikut.

Putu menarik kereta api mainan dengan menggunakan tali sehingga gaya tariknya membentuk sudut α terhadap bidang horizontal dan kereta api mainan tersebut berpindah sejauh s. Dengan demikian, gaya yang bekerja pada kereta api mainan membentuk sudut α terhadap arah perpindahannya. Oleh karena itu, besar usaha yang dilakukan gaya tersebut dinyatakan dengan persamaan:

W = F cos α . s = F s cos α

dengan α = sudut antara gaya dan perpindahan benda (derajat).

1.Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak suatu benda yang menempuh lintasan garis lurus dimana dalam setaip selang waktu yang sama benda menempuh jarak yang sama. Pada gerak lurus beraturan kecepatan dimiliki benda tetap ( v = tetap ) sedangkan percepatannya sama dengan nol ( a = 0 )

Kecepatan tetap artinya baik besar maupun arahnya tetap. Kecepatan tetap yaitu benda menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama. Misalnya sebuah mobil bergerak dengan kecepatan tetap 75 km/jsm atau 1,25km/menit, berarti setiap menit mobil itu menempuh jarak 1,25 km. Karena kecepatan benda tetap, maka kata kecepatan pada gerak lurus beraturan dapat diganti dengan kata kelajuan. Dengan demikian, dapat juga kita definisikan, gerak lurus beraturan sebagai gerak suatu benda pada lintasan lurus dengan kelajuan tetap.

	V = s / t

dimana :  v = kecepatan (m/s)

               s = jarak tempuh (m)

               t = waktu tempuh (s)

2.Gerak Lurus Berubah Beraturan

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Jadi, ciri utama GLBB adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat/lambat...sehingga gerakan benda dari waktu ke waktu mengalami percepatan/perlambatan. Dalam artikel ini, kita tidak menggunakan istilah perlambatan untuk gerak benda diperlambat. Kita tetap saja menamakannya percepatan, hanya saja nilainya negatif. Jadi perlambatan sama dengan percepatan negatif. Contoh sehari-hari GLBB adalah peristiwa jatuh bebas. Benda jatuh dari ketinggian tertentu di atas permukaan tanah. Semakin lama benda bergerak semakin cepat. Kini, perhatikanlah gambar di bawah yang menyatakan hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) sebuah benda yang bergerak lurus berubah beraturan dipercepat.

vo = kecepatan awal (m/s)

vt = kecepatan akhir (m/s)

a = percepatan

t = selang waktu (s)

ENERGI

Energi suatu benda adalah suatu ukuran kesanggupan benda tersebut untuk melakukan suatu usaha. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Satuan untuk mengukur energi adalah joule (J).

1.Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena pengaruh tempat atau kedudukan benda tersebut. Energi potensial disebut juga sebagai energi diam karena benda yang berada dalam keadaan diam dapat memiliki energi potensial. Jika sebuah benda bergerak atau berubah posisinya maka benda tersebut mengalami perubahan energi potensial.

2.Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh gerakannya. Jadi setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Energi kinetik benda yang bergerak adalah energi benda yang dimiliki oleh benda karena geraknya (kecepatannya) yang secara matematis dirumuskan dengan:

   Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya terhadap sebuah benda sama dengan penambahan energi kinetik dari benda tersebut.

3.Energi Mekanik

Dalam proses melakukan usaha, benda yang melakukan usaha itu memindahkan energi yang dimilikinya ke benda lain. Energi yang dimiliki benda agar benda itu dapat melakukan usaha dinamakan energi mekanik.

Perhatikanlah gambar di atas. Beban yang ditarik sampai di ketinggian h memiliki energi mekanik dalam bentuk energi potensial. Saat tali yang menahan berat beban digunting, energi berubah menjadi energi kinetik. Selanjutnya, saat beban menumbuk pasak yang terletak di bawahnya, beban tersebut memberikan gaya yang menyebabkan pasak terbenam ke dalam tanah. Beban itu dikatakan melakukan usaha pada pasak. Dengan demikian, energi mekanik dapat didefinisikan sebagai jumlah energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh suatu benda, atau disebut juga energi total. Besarnya energi mekanik suatu benda selalu tetap, sedangkan energi kinetik dan energi potensialnya dapat berubah-ubah.