Makalah Usaha Dan Energi - Jika dalam postingan ini, anda kurang mengerti atau susunanya tidak teratur, anda dapat mendownload versi .doc makalah berikut :
Makalah Usaha Dan Energi
KATA PENGANTAR
Puji syukur
kami ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan karunia-Nya
kami masih diberi kesempatan untuk bekerja bersama untuk menyelesaikan makalah
ini. dimana makalah ini merupakan salah satu dari tugas mata kuliah Fisika
Teknik, yaitu tentang usaha dan energi. Tidak lupa kami ucapkan terimakasih
kepada Nyenyep Sriwardani selaku dosen pengampu dan teman-teman yang telah
memberikan dukungan dalam menyelesaikan makalah ini.
Kami
menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan, oleh sebab
itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Dan semoga dengan
selesainya makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan teman-teman. Aamiin...
Surakarta, 29 September 2016
Penyusun
BAB I
Pendahuluan
1.1
Latar Belakang
Beberapa masalah terkadang lebih sulit dari apa yang terlihat. Seperti anda
mencoba untuk mencari laju anak panah yang baru dilepaskan dari anak busurnya.
Anada menggunakan hukum Newton dan segala teknik penyelesaian soal yang pernah
kita pelajari. Lalu kamu menemukan kesulitan.setelah pemanah melepaskan anak
panah, tali busur memberi gaya yang berubah-ubah yang bergantung pada posisi
busur. Akibatnya metode sederhana yang kita pelajari tidak cukup untuk
menghitungn lajunya. Jangan takut,karena masih ada metode lain untuk
menyelesaikan masalah tersebut.
Metode baru yang akan kita lihat itu menggunakan ide kerja dan energi. Kita
akan menggunakan konsep energi untuk mempelajari rentang fenomena fisik
yangsangat luas. Kita akan mengembangkan konsep kerja dan energi kinetik untuk
memahamikonsep umum mengenai energi dan kita akan melihat bagaimana kekekalan
energi muncul.
1.2
Rumusan Masalah
a. Apa yang dimaksud dengan usaha?
b. Apa yang dimaksud dengan energi?
c. Apa saja aplikasi usaha dan energi dalam ke hidupan sehari hari ?
1.3
Tujuan
1.
Untuk mengetahui
pengertian usaha.
2.
Untuk
mengetahui pengertian energi.
3.
Untuk
mengetahui aplikasi usaha dan energi dalam kehidupan sehari-hari.
BAB II
Pembahasan
2.1 Pengertian Energi
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mendengar istilah energi, apa
yang dimaksud dengan energi? Apakah yang anda rasakan setelah mengayuh sepeda
di jalan tanjakan? Mengapa demikian?. Energi apa yang tersimpan pada buah
kelapa yang berada diatas pohon?. Terhadap pertanyaan-pertanyaan tersebut,
secara sepintas kita sering berpikir bahwa energi adalah kekuatan. Setelah kita
mengayuh sepeda di jalan tanjakan kita akan merasa kelelahan, karena tenaga
kita berkurang. Buah kelapa yang masih dipohon tidak memiliki energi, karena
buah itu diam atau tidak bergerak.
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Sebuah benda
dapat dikatakan mempunyai energi bila benda itu menghasilkan gaya yang dapat
melakukan usaha. Dalam kegiatan sehari-hari kita sering mendengar istilah
energi atau tenaga yang merupakan suatu besaran turunan yang memiliki satuan
joule. Menurut para ahli sains, energi
didefinisikan sebagai kemampuan melakukan usaha.
Setiap energi pasti mengalami perubahan, dengan demikian setiap materi mengandung
dan terkait dengan energi. Bila materi berubah akan disertai perubahan energi,
maka energi adalah sesuatu yang menyertai perubahan materi. Jika energi yang
dikandung materi sebelum perubahan lebih besar dari sesudahnya, maka akan
keluar sejumlah energi dan peristiwa tersebut disebut eksotermik. Sebaliknya
jika energi materi sebelum perubahan lebih kecil dari sesudahnya, maka akan
diserap sejumlah energi dan peristiwa itu disebut endotermik.
Energi berasal dari suatu sumber energi, energi panas bisa berasal dari
matahari, api, nyala lilin. Matahari merupakan sumber energi yang paling utama
bagi kehidupan di bumi. Misalnya, matahari (energi cahaya) berperan pada
pembuatan makanan bagi kehidupan mahluk hidup lainnya.
2.2 Bentuk-Bentuk Energi
Di alam ini tidak ada makhluk yang dapat menciptakan dan memusnahkan
energi, atau dengan kata populernya “energi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan dan energi bisa berubah dari bentuk satu ke bentuk yang
lainnya”. Ini merupakan bunyi hukum kekekalan energi. Yang terjadi di alam
hanya perubahan energi dari satu bentuk kebentuk yang lainnya. Perubahan yang
menyertai materi sebenarnya menjelaskan esensi energi sebagi kemampuan
melakukan kerja atau usaha.
Melakukan usaha artinya melakukan perubahan antara lain perubahan
posisi, perubahan bentuk, perubahan ukuran, perubahan suhu, perubahan gerak,
perubahan wujud, dan perubahan struktur kimia suatu saat. Pada dasarnya ada 2
macam bentuk energi, yaitu energi potensial dan energi kinetik. Kedua energi
tersebut merupakan energi mekanik.
2.2.1 Energi
Kinetik
Energi kinetik
adalah energi yang dimiliki suatu benda yang bergerak. Anak panah yang lepas
dari busurnyamemiliki energi kinetiksehingga anak panah dapatmelakukan usaha,
yaitu menancap pada target. Besarnya energi kinetik suatu benda bergantung pada
massa dan kelajuan benda.
Sebuah benda yang bermassa m yang
diam pada permukaan licin (tanpa gesekan). Ketika gaya konstan F diberikan selamamenempuh jarak benda akan
bergerak pada percepatan yang sama a sampai mencapai kecepatn akhir v. Usaha
yang dilakukan pada benda W = F
seluruhnya dubah menjadi energi kinetik benda pada keadaan akhir jadi, EK = W
atau W = F.
Rumus energi Kinetik EK= m.v2
Jadi,energi kinetik (EK) sebanding massa benda m dan kuadrat
kecepatannya (v2). Jika massa dilipatgandakan, energikinetik
meningkat 2 kali lipat. Akan tetepi, jika kecepatan dilipatgandakan, energi
kinetik meningkat 4 kali lipat.
Ada banyak contoh sederhana Energi Kinetik didalam praktek kehidupan
kita sehari – hari antara lain sebagai berikut ini : seseorang yang berjalan,
bisbol yang dilempar, pensil yang jatuh
dari meja, dan partikel bermuatan dalam medan listrik juga merupakan contoh
energi kinetik dan masih banyak contoh- contoh yang lainnya.
Selain energi kinetik gravitasi juga dikenal energi kinetik pegas.
Energi ini dimiliki oleh benda yang dapat melentur seperti pegas atau busur
panah. Pegas dan busur panah harta benda sejenis akan memiliki energi potensial
jika benda itu direntangkan atau diciutkan. Jika sebuah pegas direnggangkan
oleh gaya F sejauh X, maka pegas tersebut akan memiliki energi potensial
sebesar :
Rumus Energi Kinetik Pegas EP= k.x2 , atau EP= F.x
Dengan : F= gaya pegas
(Newton),
k= konstanta pegas (N/m),
x=pertambahan panjang pegas (meter)
2.2.2 Energi
Potensial
Energi potensial gravitasi adalah energi yang dikandung suatu materi berdasarka tinggi
rendahnya kedudukannya. Besarnya energi potensial bergantung pada massa dan
ketinggian.
Secara matematis hubungan tersebut ditulis:
EP = m g h
Keterangan:
Ep = energi potensial (joule)
M = massa materi (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h= ketinggian dari bumi (meter)
2.2.3 Energi
Mekanik
Energi mekanik adalah jumlah dari energi potensial dan energi kinetik.
Energi mekanik sebagai energi total dari
suatu benda bersifat kekal, tidak dapat dimusnahkan, namun dapat berubah wujud,
sehingga berlakulah hukum kekekalan energi yang dirumuskan:
Hukum Kekekalan Energi Mekanik EP1 + EK1 = EP2 + EK2
2.2.4 Energi
Panas (Kalor)
Energi Panas adalah energi yang berpindah akibat perbedaan suhu. Satuan
SI untuk panas adalah joule. Panas bergerak dari daerah bersuhu tinggi ke
daerah bersuhu rendah. Energi Panas ini
berbanding lurus terhadap suhu benda. Ketika dua benda dengan suhu berbeda
bergandengan, mereka akan bertukar energi internal sampai suhu kedua benda
tersebut seimbang. Jumlah energi yang disalurkan adalah jumlah energi yang
tertukar.
Perpindahan Energi Panas, terjadi contohnya jika kamu akan merasa hangat
berada di dekat api unggun. Hal ini disebabkan tubuhmu menerima energi panas
dari api unggun tersebut. Panas yang berpindah disebut kalor. Api kompor dapat
mematangkan makanan karena terdapat energi panas yang berpindah dari api ke
makanan.
Manfaat Energi Panas (Kalor) dalam kehidupan sehari-hari tentunya sangat
banyak, contoh penjemuran pakaian saat siang hari.
2.2.5 Energi
Cahaya
Energi cahaya adalah energi yang dimiliki oleh gerakan foton dalam
bentuk gelombang elektromagnetik. Gelombang cahaya mempunyai frekuensi dan
panjang gelombang tertentu, dengan kecepatan yang sama. Makin besar nilai
panjang gelombang maka makin kecil frekuensi dan sebaliknya.
Max Planck, ahli fisika dari Jerman, pada tahun 1900 mengemukakan teori
kuantum. Planck menyimpulkan bahwa atom-atom dan molekul dapat memancarkan atau
menyerap energi hanya dalam jumlah tertentu. Jumlah atau paket energi terkecil
yang dapat dipancarkan atau diserap oleh atom atau molekul dalam bentuk radiasi
elektromagnetik disebut kuantum. Planck menemukan bahwa energi foton (kuantum)
berbanding lurus dengan frekuensi cahaya.
Dengan rumus : E = h . ʋ
atau E = c / λ
dengan:
h = tetapan Planck (6,626 ×
10–34 J. dt)
ʋ =
frekuensi (Hz)
c = kecepatan cahaya dalam vakum (3 × 108 m det–1)
λ = panjang gelombang (m)
2.2.6 Energi
Listrik
Energi listrik adalah energi yang diakibatkan oleh gerakan partikel
bermuatan dalam suatu media (konduktor), karena adanya beda potensial antara
kedua ujung konduktor. Besarnya energi listrik bergantung pada beda potensial
dan jumlah muatan yang mengalir.
Rumus Energi Listrik W = q.E
Dengan: W= energi listrik (J)
q = muatan yang mengalir (C)
E = beda potensial listrik (V)
2.2.7 Energi
Kimia
Energi kimia adalah energi yang dikandung suatu senyawa dalam bentuk energi
ikatan antara atom-atomnya. Besarnya energi bergantung pada jenis dan jumlah
pereaksi serta suhu dan tekanan. Contoh penggunaan energi kimia yaitu pada aki
motor
2.2.8 Energi Nuklir
Energi nuklir adalah energi yang terkandung dalam inti atom. Energi nuklir
akan keluar bila suatu inti akan berubah menjadi inti lain. Besarnya energi
nuklir bergantung pada jenis dan jumlah inti.
2.3 Pengertian Usaha
Dalam kehidupan
sehari-hari, kata usaha dapat diartikan sebagai kegiatan dengan mengerahkan
tenaga, pikiran, atau badan untuk mencapai tujuan tertentu. Usaha dapat juga
diartikan sebagai pekerjaan untuk mencapai tujuan tertentu. Dalam fisika,
pengertian usaha hampir sama dengan pengertian usaha dalam kehidupan
sehari-hari. Kesamaannya adalah dalam hal kegiatan dengan mengerahkan tenaga.
Pengertian usaha dalam fisika selalu menyangkut tenaga atau energi. Apabila
sesuatu (manusia, hewan, atau mesin) melakukan usaha maka yang melakukan usaha
itu harus mengeluarkan sejumlah energi untuk menghasilkan perpindahan.
NurAzizah (2007:46) menyatakan ”usaha merupakan hasil kali antara gaya dengan
perpindahan yang dialami oleh gaya tadi. Jadi, jika suatu benda diberi gaya
namun benda tidak mengalami perpindahan, maka dikatakan usaha pada benda
tersebut nol”.
Bila gaya bekerja pada sebuah benda sehingga benda berpindah selama gaya
bekerja, maka gaya tersebut melakukan usaha. Rumusnya adalah:
Rumus Usaha W
= F.s
Dengan:
W = usaha
F = gaya
S = perpindahan benda
Contohnya, Seseorang yang sudah menahan sebuah batu besar agar tidak
menggelinding ke bawah tidak melakukan usaha, walaupun orang tersebut telah
mengerahkan seluruh kekuatannya untuk menahan batu tersebut. Jadi, dalam
fisika, usaha berkaitan dengan gerak sebuah benda. Saat kita mendorong atau
menarik benda, kita mengeluarkan energi. Usaha yang kita lakukan tampak pada
perpindahan benda itu.
2.4
Hubungan antara Usaha dan Energi
Anda sudah mengetahui bahwa energi adalah kemampuan melakukan usaha.
Definisi tersebut menunjukkan bahwa usaha memiliki kaitan yang erat dengan
energi. Ketika anda mendorong sebuah peti diatas lantai yang datar dan licin,
hanya gaya dorong anda yang melakukan usaha ada peti, dan ternyata kelajuan
peti bertambah. Kelajuan peti bertambah berarti energi kinetik pada peti juga
bertambah. Tentu saja pertambahan energi kinetik berasal dari usaha yan
dilakukan oleh gaya dorong.
Dengan demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik benda.
Secara matematis ditulis sebagai berikut:
Rumus W = Δ
Ek; W = Ek2 – Ek1
dengan:
W = usaha (Joule)
Ek = perubahan energi kinetik (Joule)
Ek2 = energi kinetik akhir (Joule)
Ek1 = energi kinetik awal (Joule)
Ketika anda mengangkat sebuah balok, kamu akan memberikan gaya dorong
terhadap balok.Pada saat ke atas, berlaku:
Wtangan = Ftangan . s = m g h
Saat ke bawah:
Wgravitasi = Fgravitasi . s = –m g h
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda yang bergerak
vertikal) sama dengan perubahan energi potensial gravitasi.
Secara matematis ditulis sebagai
berikut.
W = Δ Ep; W = Ep2 – Ep1;W = m g (h2 – h1
dengan:
W = usaha (J)
ΔEp = perubahan energi potensial (J)
Ep1 = energi potensial awal (J)
Ep2 = energi potensial akhir (J)
2.5
Pengertian Daya
Kamu telah mengetahui bahwa kecepatan adalah perubahan jarak per satu
sekon. Misalkan, sebuah sepeda motor kecepatannya 10 m/s. Angka ini mengandung
arti bahwa dalam satu sekon, sepeda motor tersebut mampu menempuh jarak 10 m.
Terlihat bahwa kecepatan merupakan perubahan jarak setiap satu sekon.
Usaha dapat didefinisikan sebagai perubahan energi. Jika perubahan energi
ini diukur setiap satu sekon, akan didapatkan sebuah besaran baru yaitu
perubahan usaha setiap satu sekon. Besaran tersebut disebut daya. Jadi, daya
dapat didefinisikan sebagai perubahan energi setiap satu sekon. Dalam bahasa
Inggris, daya adalah power. Dengan demikian, daya dilambangkan dengan P.
Bab III
Kesimpulan
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan diatas dapat
disimpilkan sebagai berikut:
·
Energi adalah
kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Sebuah benda dapat dikatakan
mempunyai energi apabila benda itu menghasilkan gaya yang dapat melakukan usaha
atau kerja. Atau menyebabkan benda mengalami perpindahan (bergerak).
·
Ada beberapa bentuk
energi diantaranya:
1) Energi Kinetik
2) Energi Potensial
3) Energi Panas ( Kalor)
4) Energi Cahaya
5) Energi Listrik
6) Energi Kimia
7) Energi Nuklir
·
Usaha dihasilkan
oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat
dan usaha tidak terlepas dari gaya dan perpindahan.
·
Hubungan Usaha dan
Energi secara sederhana adalah, dalam melakukan setiap usaha suatu benda
memerlukan energi untuk menggerakkan sesuatu aga berpindah dari tempatnya.
·
Ketika gaya
melakukan usaha pada sebuah benda maka akan terjadi perubahan energi pada benda
tersebut. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horisontal
menyebabkan perubahan energi kinetik.
·
Usaha dapat
didefinisikan sebagai perubahan energi. Jika perubahan energi ini diukur setiap
satu sekon, akan didapatkan sebuah besaran baru yaitu perubahan usaha setiap
satu sekon. Besaran tersebut disebut daya.
|
7
|
Demikianlah materi tentang Makalah Usaha Dan Energi yang sempat kami berikan dapat bermanfaat. semoga materi yang kami berikan dan jangan lupa juga untuk menyimak Makalah Viskositas yang telah kami posting sebelumnya. semoga materi yang kami berikan dapat membantu menambah wawasan anda semikian dan terimah kasih. Semoga dapat membantu menambah wawasan anda semikian dan terimah kasih.
Anda dapat mendownload Makalah diatas dalam Bentuk Document Word (.doc) melalui link berikut.
EmoticonEmoticon