USAHA
DAN
ENERGI

KELAS XI

Tujuan Pembelajaran

• Menjelaskan pengertian usaha dan energi

• Menjelaskan hubungan usaha dan energi

• Memahami macam-macam energi

• Menjelaskan pengertian daya

Apersepsi

Pernahkah kalian berpikir mengapa benda bisa berpindah?

Apa saja penyebabnya?

Pengertian Usaha

Usaha merupakan energi yang disalurkan sehingga berhasil menggerakkan suatu benda dengan gaya tertentu. Secara matematis, usaha bisa dinyatakan sebagai hasil perkalian skalar antara gaya dan perpindahan, sehingga dirumuskan sebagai berikut.

W = F.s

Keterangan:

W = usaha (Joule);

F = gaya (N); dan

s = perpindahan (m).

Konsep Usaha - 1

Usaha merupakan pemberian gaya (F) yang menyebabkan perpindahan(s) benda,dimana arah gaya tersebut searah dengan perpindahannya

​W = usaha (J)

F = gaya (N)

s = perpindahan (m)

contoh soal

​Sebuah benda yang beratnya 10 N berada pada bidang datar. Pada benda tersebut bekerja sebuah gaya mendatar sebesar 20 N sehingga benda berpindah sejauh 50 cm. berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?

Jawaban:
W = 10
NF = 20
Ns = 50 cm = 0,5m
Ditanya:
W= . . .?
W = F . s
W = (20 N).(0,5 m)
= 10 Joule

Balok bermassa 2 kg dipindahkan sejauh 3m dengan gaya sebesar 25N, seperti pada gambar.

Berapakah besar usaha yang dialami balok tersebut?

​

​Contoh Soal

contoh soal

​Sebuah balok dengan massa 50 kg di atas lantai diangkat sampai ketinggian 8 m. Jika, g = 10 m/s², maka tentukan besarnya usaha yang dilakukan pada balok tersebut!

Jawaban:
m = 50 kg
g = 10 m/s²
s = 8 m
Ditanyakan: W = . . .?
Jawab, karena di angkat ke atas,
maka F = w = m . g
W = F . s
= m . g . s
= 50 . 10 . 8
= 4.000 Joule
Jadi, besarnya usaha yang dilakukan adalah 4.000 J.

LATIHAN SOAL

​Sebuah lemari dengan berat 50 kg di dorong dengan gaya 20 N. Hitung usaha yang bekerja pada lemari jika lemari berpindah sejauh 25 m!

LATIHAN SOAL

​Rini mendorong sebuah meja dengan gaya sebesar 150 N sehingga meja tersebut bisa berpindah sejauh 15 m.

Sementara Biru mendorong meja yang memiliki massa dan ukuran yang sama dengan gaya 300 N dan meja tersebut berpindah sejauh 30 m. Hitunglah masing-masing usaha yang dilakukan Rini dan Biru!

Konsep Usaha - 2

Besar usaha senilai dengan besar perubahan energi potensial

​W = usaha (J)

E_p = Energi Potensial (J)

Usaha pada bidang datar

Gambar di samping menunjukkan bahwa ada suatu gaya yang dibutuhkan untuk menarik benda sampai pindah sejauh s.

Jika gaya tersebut membentuk sudut θ terhadap perpindahan, perumusannya menjadi seperti berikut.

W = F s cos θ

Buah bermassa 200 gram terlepas dari tangkainya, yang berada pada ketinggian 5m. Sehingga buah itu jatuh, lalu ia tersangkut di sebuah dahan, yang berada pada ketinggian 1,5m. Berapakah besar usaha yang dialami buah itu?

​

​Contoh Soal

Usaha pada bidang miring

Jika usaha yang dilakukan benda berada di atas bidang miring, Quipperian harus mampu menguraikan komponen gaya-gayanya, seperti gambar di samping.

Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

W = m g s sin θ

Konsep Usaha - 3

Besar usaha senilai dengan besar perubahan energi kinetik

​W = usaha (J)

E_k = Energi Kinetik (J)

Sebuah citycar bermassa 1400kg melaju dengan kecepatan 72km/jam. Beberapa saat kemudian, kecepatannya berkurang menjadi 36km/jam.

Berapakah besar usaha pengereman yang dialami mobil itu?

​

​Contoh Soal

Pengertian Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. kalian harus tahu bahwa energi ini sifatnya kekal. Artinya, energi tidak dapat musnah, tetapi hanya bisa berubah bentuk dari energi satu ke energi lainnya.

Macam-macam energi

• Energi Kinetik

• Energi Potensial

• Energi Mekanika

• Energi potensial pegas

Energi Kinetik

Energi Potensial

Energi Mekanika

Energi potensial pegas

Hubungan usaha dan energi