usaha dan energi
A.Usaha
Perhatikanlah gambar orang yang sedang menarik balok sejaruhd meter! Orang tersebut dikatakan telah melakukan kerja atau usaha. Namun perhatikan pula orang yang mendorong dinding tembok dengan sekuat tenaga. Orang yang mendorong dinding tembok dikatakan tidak melakukan usaha atau kerja. Meskipun orang tersebut mengeluarkan gaya tekan yang sangat besar, namun karena tidak terdapat perpindahan kedudukan dari tembok, maka orang tersebut dikatakan tidak melakukan kerja.
Gambar:
Usaha akan bernilai bila ada perpindahan
Kata kerja memiliki berbagai arti dalam bahasa sehari-hari, namun dalam fisika kata kerja diberi arti yang spesifik untuk mendeskripsikan apa yang dihasilkan gaya ketika gaya itu bekerja pada suatu benda. Kata ’kerja’ dalam fisika disamakan dengan kata usaha. Kerja atau Usaha secara spesifik dapat juga didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan.
Jika suatu gaya F menyebabkan perpindahan sejauh s, maka gaya F melakukan usaha
sebesar W, yaitu
Persamaan usaha dapat dirumuskan sebagai berikut.
W=ΣF . s
W = usaha (joule)
F= gaya yang sejajar dengan perpindahan (N)
s
Jika suatu benda melakukan perpindahan
sejajar bidang horisontal, namun gaya yang
diberikan
membentuk
sudut terhadapperpindahan, maka besar usaha yang dikerjakan pada benda adalah :
B.Energi
Energi merupakan salah satu konsep yang penting dalam sains. Meski energi tidak dapat diberikan sebagai suatu definisi umum yang sederhana dalam beberapa kata saja, namun secara tradisional, energi dapat diartikan sebagai suatu kemampuan untuk
melakukan usaha atau kerja. Untuk sementara suatu pengertian kuantitas energi yang
setara dengan massa suatu benda kita abaikan terlebih dahulu, karena pada bab ini, hanya
akan dibicarakan energi dalam cakupan mekanika klasik dalam sistem diskrit.
Cobalah kalian sebutkan beberapa jenis energi yang kamu kenal ! Apakah energi- energi yang kalian kenal bersifat kekal, artinya ia tetap ada namun dapat berubah wujud ? Jelaskanlah salah satu bentuk energi yang kalian kenali dalam melakukan suatu usaha atau gerak!
Beberapa energi yang akan dibahas dalam bab ini adalah sebagai berikut.
1.Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang berkaitan dengan kedudukan suatu benda terhadap suatu titik acuan. Dengan demikian, titik acuan akan menjadi tolok ukur penentuan ketinggian suatu benda.
Misalkan sebuah benda bermassa m digantung seperti di bawah ini.
Energi potensial dinyatakan dalam persamaan:
Ep = m . g . h
Ep= energi potensial (joule)
m= massa (joule)
g= percepatan gravitasi (m/s2)
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.∆x2
atau Ep = ½ . F .∆x
Ep =energi potensial pegas (joule)
k=konstanta pegas (N/m)
∆x =pertambahan panjang (m)
F=gaya yang bekerja pada pegas(N)
