Usaha Serta Energi - Konsep Serta Kumpulan Rumus Lengkap

Usaha Dan Energi - Apa itu Usaha serta Apa itu Energi ? pada kesempatan kali ini saya bakal menulis artikel mengenai usaha serta energi. Pada artikel kali ini kalian bakal mempelajari mengenai usaha yang dilakukan oleh gaya konstan, usaha oleh gaya enggak konstan, usaha oleh gaya pegas, teorema usaha energi, hubungan usaha serta energi kinetik serta hubungan antara usaha serta energi pouensial. Di sisni juga bakal kalian pelajari kosnep serta kumpulan rumus lengkap mengenai usaha serta energi. Baik buat enggak memperpanjang kata langsung saja kita mulai.

Usaha Dan Energi - Konsep serta Koleksi Rumus Lengkap

Usaha Dan Energi - Konsep, Rumus, Serta Model Sistem

Kita bakal membahas konsep energi. Energi adalah salah satu konsep yang paling penting di Fisika serta juga di bidang lain. Konsep energi juga dapat digunakan buat menyelesaikan permasalahan yang boleh menjadi sulit diselesaikan menggunakan persamaan Newton. Kita tahu kalau energi, ada di seluruh alam semesta ini. Setiap proses di alam menyertakan energi serta transfer atau transformasi energi. Energi memiliki mermacam bentuk, ada yang namanya energi Kinetik, Panas, Kimia, Nuklir, Elektromagnetik, Gelombang serta Gravitasi.

Untuk pemahaman konsep energi serta penerapannya, kita harus mengenal Model Sistem.

Berikut yaitu Contoh model sistem serta Lingkungan

Contoh 1: Model Sistem

Pada gambar diatas yang adalah sistem yaitu objek (kotak atau box) serta lingkungan mempengaruhi sistem yaitu gaya yang diberikan ke box. Jadi, sistem yaitu kotak serta lingkungan yaitu gaya.

Contoh 2. Model Sistem Katrol

Sistem terdiri dari: Bola, Kotak, Tali serta Katrol. Sedangkan, lingkungan yang mempengaruhi sistem yaitu gaya gravitasi (gaya berat), gaya gesek serta gaya normal.

Di sini, kita bakal mempelajari, bagaimana mekanisme lingkungan mempengaruhi sistem. Namun, kita bakal bahas terlebih dahulu tentang Kerja/Usaha.

A. KERJA ATAU USAHA YANG DISEBABKAN OLEH GAYA KOSNTAN

Misalkan yaitu sebuah gaya yang diberikan pada sebuah benda buat memindahkan benda sejauh x. Seberapa efektif gaya tersebut memindahkan benda? Tidak cuma bergantung pada besarnya gaya, namun juga bergantung pada arah gaya.

Hampir semua istilah fisika yang telah digunakan selama ini, seperti kecepatan, percepatan, kekuatan, serta sebagainya menyampaikan makna yang sama dalam kehidupan sehari-hari. Namun, sekarang, kita menemukan sebuah istilah yang maknanya dalam fisika sangat berbeda dari makna dalam kehidupan sehari-hari. Istilah ini yaitu KERJA/USAHA.

Perhatikan Gambar di atas. Kerja/Usaha yang dilakukan pada suatu sistem oleh gaya konstan F yaitu besarnya gaya F yang diberikan pada sebuah benda sehingga mengakibatkan benda tersebut bergerak atau berpindah. Sehingga, Kerja/Usaha yaitu hasil kali besarnya gaya F serta besarnya perpindahan ∆r dari titik awal serta cos⁡θ. Di mana θ yaitu sudut antara vektor gaya serta perpindahan.

Definisi Kerja/Usaha

Kerja/Usaha yang dilakukan pada sistem, buat gaya yang konstan adalah:

Perlu diingat

Konsep Kerja/Usaha ini berbeda dengan apa yang biasa kita lakukan, contohnya pada ketika kita memikul sebuah benda selama beberapa menit.

Dari definisi Kerja/Usaha dalam ilmu fisika. Maka, kita enggak melakukan Kerja/Usaha pada ketika kita memikul sebuah benda selama beberapa menit. Perkara ini karna gaya yang kita berikan pada beban enggak mengakibatkan beban berpindah atau diam (∆r)=0, sehingga Kerja/Usaha (W = 0).

Definisi Kerja/Usaha Secara Umum dalam Fisika adalah

Dengan F serta ∆r yaitu vektor, maka Kerja/Usaha yaitu perkalian dot product antar vektor gaya serta vektor perpindahan. Kerja/Usaha adalah besaran skalar. Satuannya yaitu satuan gaya dikali dengan satuan panjang. Jadi, satuan Kerja/Usaha adalah Nm atau joule (J).

Perlu Diingat:

Sebagai pertimbangan dalam menggunakan model sistem : Kerja/Usaha (W) yaitu sebuah transfer energi. Dimana, W yaitu Kerja/Usaha pada sistem, W bernilai positif artinya yaitu energi di transfer ke sistem. Sedangkan, apabila W bernilai negatif berarti energi ditransfer dari sistem.

Contoh apabila kita memiliki sistem tabungan uang. apabila kita menabung uang maka uang kita bertambah artinya uang ditransfer ke sistem tabungan, sehingga uang bertambah (bernilai positif). Sedangkan jika kita mengambil uang artinya uang di keluarkan dari sistem, sehingga uang berkurang (bernilai negatif). Begitu juga cuma dengan Kerja/Usaha.

Contoh Soal Kerja/Usaha

Seorang pria yang membersihkan lantai menarik penyedot debu dengan gaya sebesar F = 50,0 N pada sudut 30,0° terhadap sumbu horizontal (Perhatikan Gambar Di atas). Hitunglah berapa besar Kerja/Usaha yang dilakukan oleh gaya pada penyedot debu ketika penyedot debu dipindahkan sejauh 3,00 m ke kanan.

Solusi :

Dalam kasus ini, perhatikan kalau gaya normal n serta gravitasi Fg = mg enggak bekerja pada sistem penyedot debu karna gaya-gaya ini tegak lurus terhadap perpindahannya. Ketika gaya serta perpindahan tegak lurus maka sudut antara keduanya yaitu 90 drajat serta Cos 90 = 0. Sehingga gaya normal serta gaya gravitasi enggak mempengaruhi Kerja/Usaha.

SCALAR PRODUCT DARI DUA VEKTOR

Karena definisi Kerja/Usaha secara umum yaitu hasil perkalian dot product dari vektor gaya serta vektor perpindahan. Maka kita harus mempelajari cara konsep matematika mengenai “Scalar Product Dari Dua Vektor”. Secara umum, produk skalar dari setiap dua vektor A serta B adalah

Vektor komponen dari vektor A serta B dalam koordinat kartesian adalah

Ingat : i, j, serta k yaitu vektor satuan yang besarnya satu serta perkalian skalar antara vektor-vektor satuan adalah

Dengan demikian kita dapat per oleh definisi Kerja/Usaha secara umum adalah

Pesamaan diatas merupakan hasil perkalian dot product dari vektor gaya serta vektor perpindahan.

Contoh Soal : Usaha yang dialakukan Oleh gaya Konstan

B. KERJA ATAU USAHA YANG DISEBABKAN OLEH GAYA TAK-KOSNTAN

Misalkan sebuah partikel yang dipindahkan dari suati titik ketitik lain sepanjang sumbu x oleh gaya yang bervariasi atau gaya yang enggak sama buat tiap posisi. Dalam kasus seperti ini kita enggak dapat menggunakan persamaan W=F.∆r cos⁡θ buat menghitung Kerja/Usaha yang dilakukan oleh gaya, karna gaya F pada tiap titik berbeda. Akan namun jika kita membayangkan kalau partikel mengalami perpindahan yang sangat kecil seperti pada gambar di bawah ini

Komponen gaya Fx dari gaya kira-kira konstan pada interval yang sangat kecil ini. Maka, buat perpindahan yang sangat kecil, Kerja/Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah

Untuk ∆x mendekati nol. Maka diperoleh

Jadi, Usaha total yang dilakukan oleh gaya yang enggak konstan bisa di hitung menggunakan persamaan

Sehingga : Usaha atau Kerja juga dapat di definisikan sebagai luas daerah di bawah kurva Fx vs X

Secara umum usaha yang dilakukan oleh gaya yang enggak konstan adalah

C. USAHA YANG DILAKUKAN OLEH PEGAS

Berdasarkan Hukum Hooke, kita per oleh gaya yang dilakukan oleh sebuah pegas yaitu sama dengan mines perkalian antara konstanta pegas serta regangan atau simpangan pegas.

F = -kx

di mana

F yaitu gaya (dalam unit newton)

k yaitu konstanta pegas (dalam newton per meter)

x yaitu jarak pergerakan pegas dari posisi normalnya (dalam unit meter).

Dengan Fs yaitu gaya yang dilakukan pegas serta F_app yaitu gaya yang diberikan kepada pegas.

a. Usaha yang dilakukan pegas

Dengan Rumus Usaha yang telah dijelaskan di atas maka kita per oleh usaha yang dilakukan oleh gaya pegas adalah

b. Usaha oleh gaya yang diberikan kepada pegas

Gaya yang diberikan kepada pegas yaitu F=kx. Maka kita per oleh usaha yang diberikan oleh gaya kepada pegas adalah

D. TEOREMA USAHA – ENERGI KINETIK

Dengan menggunakan Hukum II Newton kita tahu besarnya gaya mengungkapkan tentang seberapa cepat sebuah massa mengalami perubahan kecepatan.

Sebelumnya telah kita jelaskan kalau Hubungan usaha serta gaya adalah

Dengan mensubtitusikan persamaan gaya di atas maka diperoleh

Kita tahu kalau energi kinetik : K = 1/2 . m.v^2. Sehingga kita per oleh hubungan usaha serta energi kinetik adalah

Usaha total sistem sama dengan perubahan energi kinetik dari sistem.

Catatan :Teorema Kerja–Energi Kinetik mengindikasikan kalau : Laju benda bakal dipercepat jika kerja netnya positif serta Laju benda diperlambat jika kerja netnya negatif.

Perlu diingat:Teorema kerja–energi kinetik menggunakan Laju, bukan kecepatan. Teorema ini menghubungkan kerja dengan perubahan laju sebuah benda. Tidak perubahan kecepatan.

D. Usaha serta Energi Potensial

Hubungan usaha serta energi potensial. Usaha yaitu mines perubahan energi potensial

Dimana energi potensial : U = m . g . h. Maka usaha oleh energi potensial adalah

Baik, cukup sampai di sini saja buat artikel kali ini. Usaha Dan Energi - Konsep, Rumus, Serta Model Sistem. Semoga artikel ini bermanfaat bagi sahabat semua. Untuk kumpulan contoh soal usaha serta energi saya bakal bahas di artikel selanjutnya. Jangan lupa like, komen serta follow blog ini agar enggak ketinggalan update artikel-artikel terbaru. Dan saya ucapkan ribuan terimakasih, tetap ramaikan blog ini agar saya semangat membuat artikel-artikel bermanfaat selanjutnya. Aku sangat membutuhkan kritikan serta masukkan dari kalian buat blog saya agar ke depan blog ini bisa menjadi lebih baik lagi. Terimakasih serta Salam Sahabat GAMMA.