kerja & energi kinetik

KERJA & ENERGI KINETIK

Moh. Dimas Prasetyo (A1F011002)

Despita Yuliantari (A1F011021)

Hasyu Margareta (A1F011023)

Denti Ardi. F.S (A1F011030)

Rizki Maneli Okumura (A1F011033)

Neko Wanda Idil. F (A1F011035)

Yulia Delesti (A1F011036)

KELOMPOK 2

KERJA & ENERGI KINETIK

KerjaJika kita memberi gaya pada suatu benda dan

benda tersebut mengalami perpindahan maka berarti kita melakukan kerja.

Makin besar gaya yang berikan maka makin besar pula kerja yang kita lakukan.

Persamaannya :

Gaya F konstan

Satuannya : Joule atau N.m

sFW

Kerja

Kerja dapat bernilai positif, negatif, dan nol.

Bila gaya arahnya sama dengan perpindahannya, maka nilainya positif (sudutnya 0-900).

Bila gaya arahnya berlawanan dengan perpindahannya, maka nilainya negatif (sudutnya 900-1800).

Bila gaya arahnya tegak lurus dengan perpindahannya, maka nilainya 0 (sudutnya 900).

Contoh 1

Sebuah traktor menarik balok kayu sejauh 20 meter. Berat balok kayu adalah sebesar 14700 N. Traktor tersebut memberikan gaya konstan sebesar 5000 N pada sudut 36,90 di atas horisontal. Terdapat gaya gesekan sebesar 3500 N yang berlawanan dengan arah gerak.

Carilah kerja yang dilakukan oleh masing-masing gaya yang bekerja pada balok kayu dan kerja total yang dilakukan oleh semua gaya!

Jawab 0WWw

kJ 80 N.m 80000

20 9,36cos5000

9,36cos

0

0sFWFF

f

w

F cos 36,90

Sudut 900

kJ 70 Nm 70000

20 180cos3500 180cos 00sfW f

kJ 10kJ 70kJ 8000

fFwtot WWWWW

Kerja oleh gaya konstan

sFW

F F

s

sFW

F

s

F

cosF

cosFsW

Kerja oleh gaya konstan, perpindahan garis lurus

Jadi, kerja merupakanbesaran … ?

Skalar

Satuan SI : newton

meter

xF

x1x 2x

F

Kerja oleh gaya konstan

Teorema Kerja-Energi

Kerja dan Energi KinetikKerja total berkaitan juga dengan laju.

Jika laju benda berubah dari V1 ke V2 dan

benda berpindah dari X1 ke X2, maka :

Jika persamaan diatas dan hukum kedua

Newton disubstitusikan, maka diperoleh :

saas

2 2

2

1

2

22

1

2

2

kinetik energi 2

1

2

1

2

1

2

2

1

2

2

mK

mmsF

Kerja dan Energi Kinetik Kesimpulannya :

Kerja yang dilakukan oleh gaya total pada partikel sama

dengan perubahan energi kinetik pertikel.

Persamaannya disebut teorema kerja-energi :

KKKWtot 12

Contoh 2Dari contoh 1, andaikan laju awalnya 2

m/s, berapakah laju akhirnya?

Jawab :kg 1500

8,9

14700

g

wmmgw

m/s 2,4

kJ 10

15002

1

2

1

J 3000215002

1

2

1

2

12

2

2

2

22

22

11

tottot WKKW

mK

mK

15

Kerja dan Energi dengan Gaya yang berubah-ubah pada Pegas

Gaya yang digunakan untuk merenggangkanpegas :

Kerja yang dilakukan :

k = konstanta pegas (N/m)

xkF

2 2

1xkW

asvv 22

1

2

2

1v 2vF

12 xxs1x 2x

Gaya menyebabkan adanyaperubahan kecepatan (percepatan)

s

vva

2

2

1

2

2

s

vvmmaF

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

2

2

1

2

1

2

mvmv

vvmFsW

2

2

1mvK

KKKWtotal 12

Kerja oleh gaya yang berubah

xF

x1x 2x

F

Kerja oleh gaya yang berubah:

2

1

x

x

dxFW

Teorema Kerja-Energi

untuk gerak garis lurus dengan gaya

berubah

dx

dvv

dt

dx

dx

dv

dt

dva

2

1

2

1

2

1

x

x

x

x

x

x

dxdx

dvmvdxmadxFW

2

1

2

1

2

1

2

21

v

v

v

v

x

x

mvdvmvdxdx

dvmvW

KmvmvW2

1212

221

Daya

Adalah laju waktu

dimana gaya

dilakukan

t

WPrt

dt

dW

t

WP

t 0lim

24

DayaDaya merupakan laju waktu dimana kerja

dilakukan.

Daya rata-rata :

Daya sesaat :

Daya sesaat juga dapat dinyatakan dalam :

t

WPrt

dt

dWP

FP