- Pengertian Usaha
Usaha dalam fisika di definisikan sebagai hasil perkalian antara gaya dan perpindahan.Terdapat dua persyaratan khusus mengenai definisi usaha dalam Fisika ini. Pertama, gaya yang diberikan pada benda haruslah menyebabkan benda tersebut berpindah sejauh jarak tertentu. Kedua,agar suatu gaya dapat melakukan usaha pada benda, gaya tersebut harus memiliki komponen arah yang paralel terhadap arah perpindahan. Secara matematis usaha dapat dirumuskan sebagai berikut.
W = F. s
Keterangan:
W = usaha (joule)
F = gaya ( N )
s = perpindahan (m)
Jika usaha dengan gaya F membentuk sudut α terhadap perpindahan benda s
Maka W = F. s cos α
- Energi
- Energi Kinetik
Enegi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena gerakannya.Jadi, setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Secara umum, persamaan energi kinetik dituliskan sebagai berikut.
Keterangan :
EK = energi kinetik (joule)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
Perlu diketahui bahwa energi kinetik
benda berbanding lurus dengan kuadrat kecepatannya. Apabila kecepatan benda meningkat dua kali lipat kecepatan semula, energi kinetik benda akan naik menjadi empat kali lipat. Dengan demikian, semakin besar kecepatan suatu benda, energi kinetiknya akan semakin besar pula.
2. Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda akibat kedudukan atau posisi benda tersebut dan suatu saat dapat dimunculkan. Energi potensial terbagi atas dua, yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis. Energi potensial gravitasi ini timbul akibat tarikan gaya gravitasi Bumi yang bekerja pada benda. Jika massa beban diperbesar,
energi potensial gravitasinya juga akan membesar. Demikian juga, apabila ketinggian benda dari tanah diperbesar, energi potensial gravitasi beban tersebut akan semakin besar. Hubungan ini dinyatakan dengan persamaan :
Ep = mgh
Keterangan:
Ep = energi potensial (joule)
m = massa benda (kg)
h = ketinggian benda (m)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s^2)
Bentuk energi potensial yang kedua adalah energi potensial elastis. Energi
potensial adalah energi yang tersimpan di dalam benda elastis karena adanya gaya tekan dan gaya regang yang bekerja pada benda. Besarnya energi potensial elastis bergantung pada besarnya gaya tekan atau gaya regang yang diberikan pada
benda tersebut.Secara matematis, energi potensial elastis dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
Ep = energi potensial elastis ( joule)
k = konstanta pegas (N/m)
∆x = pertabahan panjang pegas (m)
- Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Pada medan gravitasi, jumlah energi potensial dan energi kinetik benda tetap ( jika hanya ada gaya gravitasi ). Pernyataan tersebut dikenal sebagai hukum kekekalan energi mekanik. 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.Penulisannya secara matematis adalah sebagai berikut.
EM = Ep + Ek
- perubahan energi kinetik dan energi potensial benda adalah usaha yang dilakukan gaya pada benda. Dengan demikian, dapat dituliskan
