Usaha dan Energi

Energi

Apakah Energi Itu?

Energi adalah sesuatu yang tersimpan dalam tubuhmu.

Tiuplah sebuah balon. Bagaimana rasanya  setelah kamu selesai meniup? Capai bukan?

Itu tandanya kamu sudah mengeluarkan banyak energi untuk meniup balon. Dalam keadaan lemas tentu kamu tidak dapat meniup balon dengan sempurna karena kamu tidak mempunyai energi. Nama lain dari energi adalah tenaga, yaitu kemampuanmu untuk melakukan pekerjaan (usaha)

Saat kamu bermain sepakbola, tentu kamu juga akan merasa capai (sedikit) karena kamu telah mengeluarkan energi.

Energi yang tersimpan dalam tubuhmu disebut energi kimia yang berasal dari makanan yang kamu makan. Energi kimia itu kemudian akan diubah menjadi energi gerak . Dengan adanya energi, kakimu bisa bergerak dan menendang bola.

Usaha

Usaha adalah kemampuan untuk melakukan sebuah kerja.

Usaha berbanding lurus dengan gaya yang dikeluarkan dengan jaraknya.
Usaha = gaya x jarak
W = F x S

Jika kamu mendorong tembok dengan gaya dorong yang sangat besar, dikatakan usahamu sama dengan nol, karena tidak adanya perpindahan tembok akibat gayamu.


Lain lagi, jika kamu mendorong sebuah balok dengan gaya dorong sebesar F. Maka balok akan berpindah tempat sejauh S.

Besarnya usaha yang kamu lakukan dapat dihitung dengan rumus:
W = F x S
Akibat ada gaya dorong F, maka benda yang mula-mula diam (vo = 0) akan bergerak dengan kecepatan v saat sudah bergerak sejauh S.
Maka percepatan a dapat dihitung dengan rumus:


Jika massa benda diketahui, maka gaya yang kamu keluarkan dapat dihitung dengan rumus:
F = m x a

Usaha adalah Perubahan Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda yang bergerak. Besarnya dituliskan dalam rumus:

Pada peristiwa mendorong meja di atas, terdapat kecepatan awal (vo) dan kecepatan saat tertentu (vt). Maka terjadi perbedaan energi kinetik sebesar:

Jika kamu bandingkan dari hasil perhitungan, maka akan didapat bahwa besarnya usaha yang dihitung dengan rumus: W = F x S , akan sama hasilnya dengan perubahan energi kinetik yang terjadi pada benda.
Maka dapat disimpulkan bahwa:
Usaha = perubahan energi kinetik

Jadi untuk menghitung besarnya usaha, kamu bisa menggunakan dua cara, yaitu dengan:
1. Usaha = F x S
2. Usaha = perubahan energi kinetik = ½ m.V_t² - ½ m.V_o²

Contoh soal:

 Jawab:

Usaha   = perubahan energi kinetik

         = ½ m.V_t² - ½ m.V_o²

       = ½ .2 (5² – 2²)

      = 1.(25 – 4)

    = 21 Joule

F = m.a  

60 = 10. a  

a = 6 m/s²

Vt = Vo + a.t  = 6 + 6. 12             = 78 m/s

W = ½ m(Vt² – Vo²) = ½ . 10. (78² - 6²) = 30.240 Joule

Ekt = ½ . 10. 78² = 30.420 Joule

Daya = Usaha : waktu = 30.240 : 12 = 2.520 Watt