Bagaimana gambaran hubungan antara energi dan daya

Pembahasan :  

A. Usaha secara spesifik dapat juga didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan.  

Persamaan usaha dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = ∑F . s

Keterangan :

W = usaha (joule)

F = gaya yang sejajar dengan perpindahan (N)

s = perpindahan (m)

B. Energi merupakan salah satu konsep yang penting dalam sains. nergi dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja.

1. Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang berkaitan dengan kedudukan suatu benda terhadap suatu titik acuan.

Energi potensial dinyatakan dalam persamaan:

Ep = m . g . h  

Keterangan

Ep = energi potensial (joule)

m = massa (joule)

g = percepatan gravitasi (m/s2)

h = ketinggian terhadap titik acuan (m)

Persamaan energi seperti di atas lebih tepat dikatakan sebagai energi potensial gravitasi. Di samping energi potensial gravitasi, juga terdapat energi potensial pegas yang mempunyai persamaan:

Ep = ½ . k. Δx2 atau Ep = ½ . F . Δx

Keterangan

Ep = energi potensial pegas (joule)

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = pertambahan panjang (m)

F = gaya yang bekerja pada pegas (N)

Di samping energi potensial pegas, juga dikenal energi potensial gravitasi Newton, yang berlaku untuk semua benda angkasa di jagad raya, yang dirumuskan:

Ep = – G M.m / r2

Keterangan :

Ep = energi potensial gravitasi Newton (joule) selalu bernilai negatif. Hal ini menunjukkan bahwa untuk memindahkan suatu benda dari suatu posisi tertentu ke posisi lain yang jaraknya lebih jauh dari pusat planet diperlukan sejumlah energi (joule)

M = massa planet (kg)

m = massa benda (kg)

r = jarak benda ke pusat planet (m)

G = tetapan gravitasi universal = 6,672 x 10-11 N.m2/kg2

2. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang berkaitan dengan gerakan suatu benda.

Persamaan energi kinetik adalah :

Ek = ½ m v2

Keterangan

Ek = energi kinetik (joule)

m = massa benda (kg)

v = kecepatan gerak suatu benda (m/s)

Energi mekanik adalah energi total yang dimiliki benda, sehingga energi mekanik dapat dinyatakan dalam sebuah persamaan:

Em = Ep + Ek

hukum kekekalan energi yang dirumuskan:

Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2

Mengingat suatu kerja atau usaha dapat terjadi manakala adanya sejumlah energi, maka perlu diketahui, bahwa berbagai bentuk perubahan energi berikut akan menghasilkan sejumlah usaha, yaitu:

W = F . s

W = m g (h1 – h2)

W = Ep1 – Ep2

W = ½ m v22 – ½ m v12

W = ½ F x

W = ½ k x2

Keterangan :

W = usaha (joule)

F = gaya (N)

m = massa benda (kg)

g = percepatan gravitasi (umumnya 10 m/s2 untuk di bumi, sedang untuk di planet

lain dinyatakan dalam persamaan g = G M/r2)

h1 = ketinggian awal (m)

h2 = ketinggian akhir (m)

v1 = kecepatan awal (m)

v2 = kecepatan akhir (m)

k = konstanta pegas (N/m)

Δx = pertambahan panjang (m)

Ep1 = energi potensial awal (joule)

Ep2 = energi potensial akhir (joule)

C. Kaitan Antara Energi dan Usaha

Teorema usaha-energi apabila dalam sistem hanya berlaku energi kinetik saja dapat ditentukan sebagai berikut.

W = F . s

W = m a.s

W = ½ m.2as

Karena v22 = v21 + 2as dan 2as = v22 – v21 maka

W = ½ m (v22 – v21)

W = ½ m v22 – ½ m v21

W = Δ Ep

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Kelas : VIII SMP

Mapel : Fisika

Kategori : Bab 2 Usaha dan Energi

Kata kunci : Usaha dan Energi, hubungan antara energi dan daya

Kode : 8.6.2

Demikianlah penjelasan mengenai hubungan antara energi dan daya, semoga dapat membantu dan bermanfaat.