Kumpulan Rumus dan Konsep Dasar Tentang Usaha dan Energi

Posted by on 2017-10-22 - 6:39 PM

Edukiper.com - Usaha dan Energi. Kumpulan rumus, teori, rangkuman, dan konsep dasar tentang usaha dan energi dilengkapi dengan keterangan simbol dan satuan. Kumpulan rumus ini disusun berdasarkan beberapa materi atau subtopik yang umum dibahas dalam bab usaha dan energi. Rumus-rumus ini sengaja disusun untuk mendukung pembelajaran dan membantu siswa menghapal, mempelajari, dan memahami konsep dasar usaha dan energi.

Beberapa subtopik yang akan dibahas dalam kumpulan rumus usaha dan energi ini antaralain pengertian dan konsep dasar usaha, hubungan energi dan usaha, hubungan energi dan daya, energi potensial, energi mekanik, dan kekekalan energi mekanik.

Kumpulan rumus usaha dan energi ini dapat dimanfaatkan sebagai penunjang pembelajaran atau untuk membantu menjawab beberapa model soal seperti menentukan besar usaha yang diberikan suatu gaya, menentukan usaha total, menentukan energi kinetik suatu sistem, dan sebagainya.

Pengertian dan Rumus Dasar Usaha

Kumpulan rumus usaha dan energi

#1 Rumus Umum
Usaha merupakan besarnya energi yang dibutuhkan untuk memindahkan suatu benda sejauh s meter. Besar usaha berbanding lurus dengan hasil kali gaya (yang searah dengan perpindahan) dan perpindahan yang dihasilkan.
W = Fs. s

Keterangan :
W = usaha yang dilakukan pada benda (Nm = joule)
Fs = gaya yang searah dengan perpindahan (N)
s = perpindahan benda (m).

#2 Usaha Oleh Gaya yang Membentuk Sudut
W = F. s cos θ

Keterangan :
W = usaha yang dilakukan oleh gaya (J)
F = gaya yang bekerja pada benda (N)
s = perpindahan benda (m)
θ = sudut antara gaya dan perpindahan.

Berdasarkan rumus ini, maka gaya yang bekerja dengan arah tegak lurus terhadap arah perpindahan benda tidak melakukan usaha atau usaha yang dilakukannya sama dengan nol karena cos 90o = 0.

#3 Usaha Total Oleh Banyak Gaya
W = ∑F . s

Keterangan :
W = usaha yang dilakukan oleh gaya (J)
∑F = resultan gaya yang sejajar arah pergerakan benda (N)
s = perpindahan benda (m).

Bentuk-bentuk Energi

#1 Energi Kinetik 
Ek = ½ m v2

Keterangan :
Ek = energi kinetik benda (Joule)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s).

#2 Energi Potensial
Ep = m.g.h

Keterangan :
Ep = energi potensial benda (Joule)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = ketinggian benda (m).

#3 Energi Mekanik
Em = Ep + Ek

Keterangan :
Em = energi mekanik benda (Joule)
Ep = energi potensial benda (Joule)
Ek = energi kinetik benda (Joule).

#4 Hubungan Usaha dan Energi Potensial
W = ΔEp = m.g.Δh

#5 Hubungan Usaha dan Energi Kinetik
W = ΔEk= ½ m (v22 - v12)

Keterangan :
ΔEp = perubahan energi potensial benda (Joule)
ΔEk = perubahan energi kinetik benda (Joule).

#6 Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Hukum kekekalan energi mekanik: "Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnakan, hanya mengalami perubahan bentuk". Energi mekanik benda pada suatu sistem selalu sama.
Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2
mgh1 + ½ m.v12 = mgh2 + ½ m.v22

Keterangan :
Em1 = energi mekanik benda pada kondisi pertama (J)
Em2 = energi mekanik benda pada kondisi kedua (J).

Rumus Laju Energi atau Daya

#1 Hubungan Daya dan Usaha
P = W/t

Keterangan :
P = Laju energi atau daya yang dihasilkan (Watt)
W = Usaha yang dilakukan (joule)
t = waktu yang dibutuhkan untuk melakukan usaha (s).

#2 Hubungan Daya dan Gaya
P = (F . s)/t

P = Laju energi atau daya yang dihasilkan (Watt)
F = gaya yang diberikan pada benda (N)
s = jauh perpindahan benda (m)
t = lama gaya bekerja pada benda (s).

#3 Hubungan Daya dan Kecepatan
P = F.v

P = Laju energi atau daya yang dihasilkan (Watt)
F = gaya yang bekerja pada benda (N)
v = kecepatan benda berpindah (m/s).

Konsep Energi pada Beberapa Kasus

#1 Gerak Parabola
a). Pada titik terendah (di dasar)
Ep = 0
Ek = ½ m.(vo)2

b). Pada titik tertinggi
Ep = ½ m.(vo)2 sin2 θ
Ek = ½ m.(vo)2 cos2 θ

Keterangan :
Ep = energi potensial benda (Joule)
Ek = energi kinetik benda (Joule)
vo = kecepatan mula-mula benda (m/s)
m = massa benda (kg)
θ = sudut evelasi (antara kecepatan awal dengan horizontal).

#2 Gerak Harmonis 
Ep = ½ k.A2 sin2 θ
Ek = ½ k.A2 cos2 θ

Keterangan :
Ep = energi potensia (Joule)
Ek = energi kinetik (Joule)
A = amplitudo atau simpangan maksimum (m)
k = konstanta pegas = m.ω2
θ = sudut fase.

#3 Sistem Pegas
W = Epegas
W = ½.k.x2
W = ΔEp = ½ k.x22 - ½ k.x12

Keterangan :
W = energi pegas (Joule)
ΔEp = perubahan energi pegas (Joule) k = konstanta pegas (N/m)
x = simpangan pegas (m).

Demikianlah kumpulan rumus tentang usaha dan energi yang dapat kami rangkum. Jika kumpulan rumus ini bermanfaat, bantu kami membagikannya kepada teman-teman anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.
Seluruh konten yang diterbitkan di edukiper.com dilindungi undang-undang hak cipta. Dilarang menerbitkan ulang konten dalam bentuk dan cara apapun.

Related Post:

Advertisements

0 comments :

Post a Comment