Usaha dan Energi

1. Usaha ( W )
    Perhatikan gambar - gambar berikut :
   

    Gambar 1 , menunjukkan seseorang yang menarik suatu benda dan benda tersebut berpindah sejauh s






            Gambar 2, menunjukan seseorang yang mendorong meja, tetapi meja tersebut tidak mengalami perpindahan.    

Orang pada gambar 2 tidak melakukan usaha pada benda -

Jika gaya yang bekerja pada benda yang menyebabkan benda tersebut mengalami perubahan posisi maka benda tersebut dikatakan menerima usaha.

Jadi, usaha adalah besarnya gaya yang menyebabkan suatu benda mengalami perpindahan. Besar usaha sebanding dengan besar dan arah dari gaya dan perpindahan. Secara matematis, besar usaha dinyatakan sebagai berikut :

W = F x s

W : usaha ( Nm atau J )

F : gaya ( N )

s : perpindahan ( m )

W = nol, jika arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan

W = negatif, jika arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan

W = positif, jika gaya searah dengan perpindahan

2. Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Ada banyak bentuk energi, diantaranya :  Energi nuklir; kimia;  energi kinetik; energi listrik; energi cahaya; energi bunyi; energi panas, dll.

Energi dapat mengalami perbahan dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain., namun jumlah energi sebelum dan sesudah mengalami perubahan selalu tetap.

Contoh perubahan energi :

Energi listrik -> Energi cahaya : lampu, tv,

Energi listrik -> Energi panas : setrika, solder, kompor listrik

Energi cahaya -> Energi kimia : fotosintesis

Energi Mekanik

Energi mekanik tersiri atas dua macam energi, bergantung bagaimana cara usaha dilakukan pada benda, yaitu sebagai berikut:

1) Energi kinetik

   Energi yang dimilliki oleh benda yang bergerak. Besarnya energi kinetik dapat ditentukan melalui persamaan berikut :

          Ek = 1/2 mv^2

     dengan : m = massa ( kg )

              v = kecepatan ( m/s )

2) Energi potensial

  Energi yang dimiliki oleh suatu benda kerena posisinya terhadap    acuan ttertentu. besarnya energi pottensial dapat ditentukan melalui persamaan berikut :

         Ep = m.g.h

     dengan : m = massa ( kg )

           g = percepatan gravitasi ( m/s^2 )

           h = ketinggian ( m )

Hukum Kekelan Energi Mekanik

Dari gambar diatas,kita tahu bahwa energi mekanik benda tersebut adalah tetap. yang mengalami perubahan adalah besar energi potensial dan energi kinetik tiap posisi tertentu. inilah yang disebut Hukum kekelan energi mekanik.

Secara matematis, hukum kekekalan energi mekanik dinyatakan sebagai berikut :

EM₁ = EM₂

Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2

Keterangan : EM₁ = Energi Mekanik awal

             EM₂ = Energi Mekanik akhir

3. Hubungan Usaha dan energi

  Usaha tak lain merupakan perubahan energi, secara metematis dinyatakan sebaga berikut :

                      W = E2 - E1

Keterangan : W = Usaha ( J )   

             E₁= Energi Awal

             E₂= Energi Akhir 

4. Daya ( P )

Daya adalah usaha ( perubahan energi ) tiap satuan waktu. Secara matematis dinyatakan sebagai berikut :

                         P = W / t

                         P = E2 - E1 / t

Keterangan : P = Daya ( J/s ) atau ( Watt )