Rangkuman Usaha & Energi, Contoh Soal & Pembahasannya

Yudi

Rangkuman Materi Usaha & Energi

USAHA

Usaha terjadi ketika energi dipindahkan dari satu sistem ke sistem lainnya. Diartikan sebagai gaya (F) yang dilakukan untuk memindahkan benda sejauh perpindahannya (s). Usaha dapat ditulis sebagai berikut.

W = F.s

Keterangan:
W = Usaha
F = Gaya
s = perpindahan

Usaha adalah besaran skalar yang diperoleh dari hasil kali titik antara vektor gaya F dan vektor perpindahan s
usaha & energi

W = Fx . s = F.s cos

Keterangan :
W = usaha (joule )
F =gaya (N)
s = perpindahan (m)
θ = sudut antara gaya F dan perpindahan s

DOWNLOAD RANGKUMAN USAHA & ENERGI DALAM BENTUK PDF Klik Disini

Energi

Energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Contoh energi : energi panas, energi kinetik ,dan energi potensial, energi listrik.


Energi potensial

yaitu energi yang dimiliki benda karena keadaaan, kedudukan atau posisinya.Dinyatakan sebagai berikut:

Ep = mgh

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


Energi kinetik

Yaitu energi yang memiliki oleh benda karena gerakannya.Rumusannya dapat dinyatakan sebagai berikut:

Ek = 1/2 mv2

Keterangan :
Ek = energy kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)


Energi panas

Energi yang menimbulkan perubahan suhu pada suatu benda, rumusannya sebagai berikut:

Q = m c ΔT

Q = C ΔT

Keterangan :
Q = Energi panas/kalor
m = massa benda
c = kalor jenis benda
C = kapasitas kalor benda
T = Takhir – Tawal


Energi listrik

Ditentukan melalui rumusan sebagai berikut:

W = V I t

Keterangan :
W = energy listrik (joule )
V = beda potensial listrik (volt )
I = (kuat arus listrik ( ampere)
t = selang waktu (sekon)

Hukum Kekekalan Energi Mekanik

berlaku:

EM1 = EM2

EK1 +Ep1 = Ek 2 + Ep2


Daya

Daya didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Dinyatakan sebagai berikut:

Keterangan :
P = daya (watt)
W = usaha yang dilakukan
T = waktu (s)

Efisiensi atau daya guna mesin

Yaitu hasil bagi daya keluaran dengan daya masukan, dinyatakan dengan rumusan sebagai berikut:
%

Contoh Soal & Pembahasan

Soal No.1 (UN 2013)
Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertical dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 ms .bila g = 10 m/s maka usaha yang dilakukan gaya berat bola pada saat mencapai tinggi maksimum adalah …
  1. 2,5 j
  2. 5,0 j
  3. 25 j
  4. 50 j
  5. 500 j

PEMBAHASAN :
Diketahui
m =500 g =o,5 kg
v0 = 10 m/s
Benda bergerak vertikal ke atas sampai ketinggian maksimum benda akan diam maka vt = 0 Untuk menentukan usaha melalui rumusan berikut:
W = ΔEK
W = ½ M (vt2 –vo2)
W = ½ .0,5.(0 – 100 )
Maka usahanya = 25 joule
Jawaban : C

Soal No.2 (SPMB 2006)
Peluru senapan angin bermassa m dan kalor jenis c menumbuk sebuah plat baja dengan kelajuan v. Bila selama tumbukan 50% energi kinetik peluru berubah menjadi energi panas di dalam peluru, maka kenaikan temperatur peluru adalah…. (SPMB 2006)

PEMBAHASAN :
Di soal dijelaskan bahwa energi kinetik di ubah menjadi energi kalor, sehingga:
50% Ek = Q
50%(1/2 mv2) = mc∆T
∆T =
Jawaban : B

Soal No.3 (UN 2013)
Sebuah benda bermassa 4 kg mula –mula diam, kemudian benda diberi gaya 12 N sehingga benda berpindah sejauh 6 m .kecepatan gerak benda adalah …
  1. 4 ms-1
  2. 6 ms-1
  3. 18 ms-1
  4. 36 ms-1
  5. 38 ms-1

PEMBAHASAN :
Diketahui
m = 4 kg
vo = 0
F = 12 N
s = 6m
Disoal ini usaha merupakan perubahan energi kinetik, sehingga:
W = ∆EK
F.s = 1/2 m(vt2–v02)
12. 6 = 1/2.4(vt2-0)
vt = 6 m/s
Jawaban : B

Soal No.4 (UMB-PT 2009)
Sebuah kelereng dengan masa 10 g jatuh dari ketinggian 3 m ke timbunan pasir. Kelereng tembus ke pasir sedalam 3 cm sebelum berhenti. Besar gaya yang dimiliki pasir pada saat berinteraksi dengan kelereng adalah….
  1. 1 N
  2. 3 N
  3. 6 N
  4. 8 N
  5. 10 N

PEMBAHASAN :
Usaha yang terjadi merupakan akibat perubahan energi potensial yang terjadi karena perubahan kedudukan.
Diketahui Perpindahannya yaitu 3 cm = 3 x 10-2 m
Massa kelereng = 10 g = 10-2kg
W = ∆Ep
F.s = mg(h1-h2)
F. 3 x 10-2 = 10-2. 10 (3-0)
F = 10 N
Jawaban : E

Soal No.5 (UN 2008)
Sebuah balok bermassa 1,5 kg didorong ke atas oleh gaya konstan F= 15 N pada bidang miring seperti gambar

usaha & energi

Anggap percepatan gravitasi (g) 10 ms-2 dan gesekan antara balok dan bidang miring nol. Usaha total yang dilakukan pada balok adalah …
  1. 15 j
  2. 30 j
  3. 35 j
  4. 45 j
  5. 50 j

PEMBAHASAN :
Diketahui
m= 1,5 kg
F = 15 N
g = 10 m/s2
Usaha & energi
Resultan gaya
∑F = F – w sin θ
∑F = F – m g sin 30
∑F = 15 – 7,5
∑F = 7, 5 N
maka w = ∑F. s = 7,5.2 = 15 joule
Jawaban : A

Soal No.6 (UM-UGM 2006)
Benda dengan bobot 40 N diangkat dari permukaan tanah hingga mencapai ketinggian 10 meter kemudian dilepaskan. Energi kinetik benda itu ketika berada pada ketinggian 6 meter dari permukaan tanah bernilai sekitar….
  1. 40 J
  2. 100 J
  3. 160 J
  4. 240 J
  5. 400 J

PEMBAHASAN :
Pada soal ini berlaku hukum kekekalan energi mekanika
EM1 = EM2
Ek1 + EP1 = EK2 + EP2
Karena dilepaskan dengan kecepatan awal = 0 maka energi kinetik mula-mula
Ek1 = ½ m(0)2 = 0
0 + mgh1 = EK2 + mgh2
EK2 = mgh1 – mgh2
EK2 = mg (h1– h2)
EK2 = w (10-6)
EK2 = 40 N . 4 = 160 m/s
Jawaban : C

Soal No.7 (UN 2006)
Seseorang bermassa 50 kg memanjat sebuah pohon durian hingga ketinggian 4 meter. Untuk mencapai ketinggian itu orang tersebut memerlukan waktu 8 detik, maka daya yang dibutuhkan orang tersebut agar dapat memanjat pohon itu (g = 10 m/s) adalah….
  1. 20 watt
  2. 200 watt
  3. 250 watt
  4. 2.500 watt
  5. 25 watt

PEMBAHASAN :
Diketahui
m = 50 kg
h = 4m
t = 8 sekon
P = W/t
P = mgh/t
P = 50.10.4/8
P = 250 watt
Jawaban : C

Soal No.8 (SIPENMARU 1988)
Suatu partikel dengan massa 1 kg didorong dari permukaan meja hingga kecepatan pada saat lepas dari bibir meja = 2 m/s seperti pada gambar

Usaha & energi

Energi mekanik partikel saat ketinggiannya dari tanah = 1 meter adalah…. (g = 10 m/s2)
  1. 2 J
  2. 10 J
  3. 12 J
  4. 22 J
  5. 24 J

PEMBAHASAN :
Berlaku hukum kekekalan energi mekanik
EM1 = EM2
EM1 = EP2 + EK2
EM1 = mgh + ½ mv2
EM1 = 1. 10.2 + ½ .1.(4)2 = 22 J
Jawaban : C

DOWNLOAD RANGKUMAN USAHA & ENERGI DALAM BENTUK PDF Klik Disini

 

KINI HADIR LAYANAN BERTANYA TUGAS & PR PREMIUM (FAST RESPOND!!)

CUKUP PAKAI FASILITAS SMS, WA atau BBM Dan PR Mu Terbantu Dengan Cepat

Hanya Rp. 5.000 (Lima Ribu Rupiah) Per soal yang ditanyakan.
Mata pelajaran yang bisa ditanyakan Kimia, Fisika, Biologi, Matematika. (Tingkat SMP & SMA).
Misal kamu mau nanya 3 soal berarti tinggal di kali Rp. 5 rb Jadi totalnya 15 rb
Dana bisa di transfer ke rekening BNI 0360871320 an Yudi Syarif H
Pertanyaan akan kami layani sesudah menunjukan bukti transfer lewat WA dengan no HP ada di bawah

Dijawab oleh guru yang sudah ahli di bidangnya
Layanan Bantuan PR/Tugas dari jam 14.00 s.d 21.30 WIB
(menghindari kecurangan saat ujian)

INFORMASI LEBIH LANJUT HUB : 089622667471 (SMS / WA)

ARTIKEL TERKAIT

5 Komentar

  1. Jeriko Siahaan
    01/02/2016 at 2:49 pm

    sebuah bola di lempar ke atas dengan ketinggian 10m
    kecepatan 10 ms massa bola 2009.
    Tentukan energi potensialnya?

  2. Yudi
    Yudi
    01/02/2016 at 5:39 pm

    nanya na disini ya Jeriko http://tanya-tanya.com/tempat-nanya-pelajaran-dan-pr

  3. putri niswa
    putri niswa
    17/09/2016 at 9:46 am

    makasih materi nya semoga bisa bermanfaat ya blog nya

  4. no name lho
    no name lho
    16/11/2016 at 4:34 pm

    tolong perbanyak soal dan pembahasan ya. thx

  5. elzahra
    elzahra
    27/11/2016 at 7:13 pm

    Bermanfaat sekali…wajib dilihat….Terima kasih.

Tinggalkan Balasan

Pesan kamu*

Komentar kamu akan ditinjau dulu sebelum ditampilkan

Name*
Email*
Url