uji kompetensi

jika anda ingin mengerjakan uji kompetensi bab 2 klik disini

Usaha dan Energi di Sekitar Kita

 

Ayo kita belajar tentang Usaha dan Energi semoga kita banyak mendapatkan ilmu denganbelajar Usaha dan energi ini dan dapat kita gunakan dalam kehiduapn sehari-hari kita.

Motivasi

Pernahkah kalian bermain tarik tambang di atas, tentunya pernah, apakah kalian sudah melakukan usaha ketika kalian tetap tidak bergerak padahal kalian sudah melakukan usaha untuk m enarik tarik tambang?  Apakah kalian mengeluarkan energi untuk menarik tarik tambang tersebut? nah untuk mengetahui jawaban di atas mari kita pelajari bersama tentang usaha dan energi.

A. Usaha

 Sebuah benda dikatakan melakukan usaha jika ada gaya yang dilakukan pada benda tersebut atau benda tersebut memberikan gaya yang menyebabkan benda tersebut berubah posisinya.Berikut ini gambar untuk menjelaskan usaha yang dilakukan terhadap benda yang arahnya horisontal.

                                

Usaha (W) dapat dituliskan dalam bentuk matematis, yaitu hasil kali antara gaya (F) dan perpindahan (s).

W = F x s           W = Usaha, satuannya joule ( J )

                           F  = Gaya, satuannya newton ( N )

                           s   = jarak / perpindahan, satuannya meter

namun  jika benda tidak berpindah dari posisinya maka dapat di katakan usahanya nol karena tidak mengalami pertpindahan seperti animasi di abawah ini.

Usaha nol karena tidak mengalami perindahan

Contoh

Seseorang  mendorong meja dengan gaya 100 N. Meja tersebut bergeser sejauh 2 m. Hitunglah usaha yang dilakukan orang tersebut!

Jawab:

F = 100 N

s  = 2 m

W = .... ?

W = F × s

= 100 N × 2 m

= 200 Nm = 200 Joule

Sekarang, bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal?

Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat
ditulis sebagai berikut :
F = m . g
Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), diperoleh usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut.
W = F s
W = m g h 
dengan: W = usaha (J)
               m = massa (kg)
               g  = percepatan gravitasi (N/kg)
                h = perpindahan atau ketinggian (m)


Contoh Soal :
Sebuah benda yang massanya 5 kg diangkat vertikal sampai ketinggian 2 m. Apabila percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s², hitunglah besarnya usaha untuk memindahkan benda tersebut.
Penyelesaian:
Diketahui: 
m = 5 kg
h  = 2 m
g = 10 m/s²

Ditanyakan :
W= ..... ? 
Jawab:
W = m.g.h
W = (5 kg)(10 m/s²)(2 m)
W = 100 J

Jadi, besarnya usaha untuk memindahkan benda ke atas setinggi 2 m adalah 100 joule.

B. Energi
Energi adalah kemampuan benda untuk melakukan kerja (usaha).


Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo watt hours). Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut.

1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori 1 joule = 1 watt sekon

1. Bentuk-bentuk energi
 Kalian sudah belajar jenis-jenis energi di sekolah dasarnah beberapa bentuk energi antara lain:

Makanan Sumber  energi kimia

Energi nuklir berasal dari reaksi pembelahan atom (reaksi fisi) atau penggabungan atom (reaksi fusi)

1. Energi kimia adalah energi yang terkandung dalam zat, misalnya makanan, bahan bakar atau aki
2. Energi bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, misal gitar yang dipetik atau bellistrik
   
3. Energi listrik, berasal dari arus listrik
   
4. Energi cahaya energi yang bersumber dari cahaya misal yang dipancarkan dari matahari atau lampu pijar                            
5. Energi mekanik dimiliki benda karena sifat geraknya, misal air terjun    
   

3.Perubahan Bentuk- energi

Dalam pemanfaatan energi. Energi bisa berubah dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi yang lain.Contoh perubahan bentuk energi antara lain:

1. Pada setrika terjadi perubahan energi listrik menjadi energi kalor 

   

   Foto orang menyetrika

2. pada lampu pijar terjadi perubahan energi listrik menjadi energi cahaya
3. pada dinamoter terjadi perubahan energi gerak menjadi energil istrik    
   

4. Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan. Sebagai contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energipotensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak kebawah atau jatuh. Sehingga energi potensialnya berkurang

Rumusan Energi potensial

Energi potensial bumi tergantung pada massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:

Ep= m . g . h

Ep= Energi potensial satuuanya joule ( J)
m = massa bendasatuannyakilogram ( kg )
h= ketinggian satuannya meter (m)
G = percepatan gravitasis atuanya (m/s 2

Selain energi potensial gravitasi terdapat juga energi potensial elastis. Energi ini yang memiliki sifat elastis, misalnya karet, busur panah dan pegas.

5. Energi kinetik

(sumber dari buku BSE kelas VIII)

Percakapan diatas menunjukkan bahwa motor melaju lebih cepat dari pada truk. Hal ini disebabkan massa motor lebih kecil dibandingkan massa truk. Akibatnya, untuk dapat melaju lebih cepat truk tersebut membutuhkan energi yang lebih besar. Jadi, semakin besar massa suatu benda maka energikinetiknya akan semakin besar. Semakin cepat benda itu bergerak, energi kinetiknya juga semakin besar.

Rumusan Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin besar energi yang bergerak makin besar pula energi kinetik yang dimilikinya. Jadi Enerji kinetik dipengaruhi oleh kecepatan dan masanya

Secara matematis dapat dirumuskan

Ek = ½ m x v ²

Ep= Energi kinetik satuuanya joule ( J)

m = massa benda satuannya kilogram ( kg )

v= kecepatan  satuannya meter (m/s)

6. Energi Mekanik

gambar energi mekanik

Energi mekanik adalah energi yang dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi potensial dan energi kinetik.

7. Daya
Daya merupakan besaran fisika yang mempunyai satuan J/s atau watt. Secara matematis daya dapat dituliskan sebagai berikut.

P = W/t

Keterangan:
P: daya (J/s atau watt)
t : waktu (s)
Semakin besar daya yang dimiliki oleh suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda tersebut untuk mengubah suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lain.

perubahan bentuk energi

Perubahan Bentuk-Bentuk Energi

Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi energi yang lain. Misalnya, energi listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi energi cahaya atau panas.  Untuk memahami perubahan bentuk energi ini, lakukanlah kegiatan berikut.

Kegiatan : Perubahan Bentuk-Bentuk Energi

Tujuan
Memahami perubahan bentuk energi
Alat dan bahan
Sebuah lampu 3 volt DC, sakelar, baterai, dan kabel secukupnya
Cara kerja

1. Siapkan alat dan bahan.
2. Rangkaikan alat dan bahan menjadi rangkaian, seperti pada Gambar di bawah.
3. Sambungkan sakelar. Apakah yang terjadi pada lampu?
4. Peganglah lampu. Apakah yang kamu rasakan?

Pertanyaan

1. Perubahan energi apa sajakah yang terjadi pada peristiwa tersebut?
2. Berilah kesimpulanmu dari kegiatan ini.

Untuk lebih memahami perubahan bentuk energi, lakukanlah kegiatan sederhana pada berikut. Kemudian, diskusikan dengan teman-teman dan guru Fisikamu.

Tugas Perubahan Bentuk-Bentuk Energi

1. Gosok-gosokkan kedua telapak tanganmu beberapa saat. Apakah yang kamu rasakan?
2. Perubahan bentuk energi apakah yang terjadi pada peristiwa tersebut?
3. Jatuhkan sebuah kaleng dari ketinggian tertentu. Apakah yang terjadi?
4. Perubahan energi apa sajakah yang terjadi pada peristiwa tersebut?

Matahari sebagai sumber energi terbesar yang diciptakan Tuhan telah mengalami beberapa perubahan bentuk energi yang sangat bermanfaat bagi kehidupan umat manusia. Misalnya, energi panas dan energi cahaya matahari menyinari tumbuhan sehingga tumbuhan dapat melakukan fotosintesis. Dengan demikian, tumbuhan memiliki energi kimia. Tumbuhan dimakan manusia atau hewan sehingga manusia atau tumbuhan memiliki energi untuk melakukan usaha.
Beberapa kegiatan tersebut menunjukkan bahwa energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi kimia yang terkandung dalam batu baterai dapat mengalirkan muatan listrik jika dihubungkan dengan kabel. Jika aliran listrik tersebut melalui sebuah lampu, lampu akan menyala dan lama kelamaan lampu menjadi panas. Pada peristiwa tersebut, telah terjadi beberapa perubahan energi, antara lain energi kimia, energi listrik, energi cahaya, dan energi panas. Ketika kedua telapak tanganmu digosok-gosokkan, lama-kelamaan telapak tanganmu akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada telapak tanganmu telah terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi energi panas.

Kata Kunci :

energi cahaya berubah menjadi energi kimia pada peristiwa apa saja,Rumus perubahab energi listrik menjadi kimia,rumus perubahan energi listrik

usaha

Usaha dalam Fisika

Dalam kehidupan sehari-hari, pengertian usaha identik dengan kemampuan untuk meraih sesuatu. Misalnya, usaha untuk bisa naik kelas atau usaha untuk mendapatkan nilai yang besar. Namun, apakah pengertian usaha menurut ilmu Fisika? Untuk mengetahuinya lakukanlah kegiatan berikut.

Tujuan
Mengidentifikasi pengertian usaha
Alat dan bahan
Sebuah buku dan meja tulis
Cara kerja

1. Ambillah sebuah buku temanmu, lalu letakkan di atas mejamu.
2. Doronglah meja tulismu sampai berpindah tempat.
3. Doronglah dinding kelasmu sekuat tenaga.

Pertanyaan

1. Besaran apakah yang memengaruhi besaran usaha?
2. Bagaimanakah besaran-besaran itu memengaruhi usaha menurut perkiraanmu?

Berdasarkan kegiatan di atas, dapat diketahui bahwa ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat.
Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.
Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut.

W = F s                         (1)

dengan:

W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)

Persamaan (1) berlaku untuk gaya yang arahnya sama dengan perpindahan, seperti terlihat pada Gambar berikut.

Contoh Soal
Rizki mendorong meja dengan gaya 100 N sehingga meja bergeser sejauh 2 m. Hitung usaha yang dilakukan Rizki.
Penyelesaian:
Diketahui:
F = 100 N
s = 2 m
Ditanya: W = ?
Jawab:
W = F s
W = (100 N)(2 m)
W = 200 J
Jadi, usaha yang dilakukan Rizki sebesar 200 joule.
Usaha memiliki satuan yang sama dengan energi, yaitu joule. Dengan ketentuan bahwa 1 joule sama dengan besar usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 N dengan perpindahan 1 m.
Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal? Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut.

F = m g            (2)

Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), dengan memasukkan Persamaan (2) ke dalam Persamaan (1) diperoleh usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut.

W = F s
W = m g h         (3)

dengan:

W = usaha (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (N/kg)
h = perpindahan atau ketinggian (m)

Contoh Soal
Sebuah benda yang massanya 2 kg diangkat vertikal sampai ketinggian 1 m. Apabila percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 , hitunglah besarnya usaha untuk memindahkan benda tersebut.
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 2 kg
h = 1 m
g = 10 
Ditanyakan :
W = …….?
Jawab:
W = mgh
W = (2 kg)(10 )(1 m)
W = 20 J
Jadi, usaha untuk memindahkan benda sebesar 20 joule.

Kata Kunci :

pengertian usaha dalam fisika,materi besar usaha fisika,pengertian usaha dalam ilmu fisika,usaha dalam fisika,usaha fisika

pengertian energi

Pengertian Energi

Setiap saat manusia memerlukan energi yang sangat besar untuk menjalankan kegiatannya sehari-hari, baik untuk kegiatan jasmani maupun kegiatan rohani. Berpikir, bekerja, belajar, dan bernyanyi memerlukan energi yang besar. Kamu membutuhkan berjuta-juta kalori setiap harinya untuk melakukan kegiatan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, disarankan setiap pagi sebelum berangkat sekolah, kamu harus makan terlebih dahulu. Dengan demikian, tubuhmu cukup energi untuk melakukan kegiatan di sekolah dan untuk menjaga kesehatanmu.
Ketika kamu sakit dan nafsu makanmu hilang, tubuhmu akan lemas karena energi dalam tubuhmu berkurang. Jika demikian, kegiatan rutin sehari-harimu akan terganggu bahkan kegiatan ibadahmu pun akan terganggu. Menurutmu, apakah energi itu?
Kemampuan untuk melakukan sesuatu itulah yang disebut energi. Sesuatu itu dikatakan sebagai kerja atau usaha. Jadi, energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha.

Pengertian Energi

Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo watt hours). Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut.

1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori

latihan menyisipkan kuis

Standar Kompetensi
5. memahami peran usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari

Kompetensi Dasar
5.3 menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannyaserta penerapannya, prinsip "usaha dan energi" dalam peristiwa sehari-hari

Tujuan Pembelajaran
setelah mempelajari bab ini, diharapkan kalian dapat

• menunjukkan hubungan usaha, gaya, dan perubahannya
• mendiskripsikan macam-macam energi
• mengidentifikasi bentuk-bentuk energi kaitannya dengan hukum kekekalan energi
• menjelaskan hubungan bentuk energi dan perubahannya, prinsip usaha dan energi, serta penerapannya dalam kehidupan seahri-hari
• membedakan konsep energi kinetik dan energi potensial
• menjelaskan adanya energi potensial dan energi kinetik pada satu benda yang bergerak
• menunjukkan hubungan antara daya, kecepatan, dan usaha
• menunjukkan penerapan daya dalam kehidupan sehari-hari