tujuan pembelajaran - smp negeri...
Post on 06-Feb-2018
234 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
Tujuan Pembelajaran :
1. Menunjukan bentuk-bentuk energi dan contohnya dalam kehidupan sehari-hari
2. Mengaplikasikan konsep energi dan perubahannya dalam kehidupan sehari-hari
3. Merancang percobaan sederhana tentang perubahan bentuk energi 4. Membedakan konsep energi kinetik dan energi potensial 5. Menjelaskan adanya energi potensial dan energi kinetik pada suatu benda
yang bergerak 6. Menunjukan konsep kekekalan energi 7. Menunjukan hubungan usaha, gaya dan perpindahan 8. Menjelaskan kaitan antara energi usaha 9. Menunujukan kegunaan beberapa pesawat sederhana yang sering
digunakandalam kehidupan sehari-hari
-
Coba diskusikan !
Mengapa kita merasa lelah setelah berlari ?
Mengapa tubuh kita menjadi lemas jika lapar ?
Pada saat terjadi pemutusan aliran listrik, mengapa kita tidak dapat menghidupkan lampu dan televisi ?
Mengapa batu akan pecah bila dipukul palu ?
Mengapa memotong kain lebih mudah jika menggunakan gunting ?
-
Pernahkah kamu mendengar kata
usaha !
Apakah artinya usaha ?
Apakah betul si ibu tersebut melakukan usaha ?
`` Saya sedang
usaha agar
memperoleh
uang
-
BERSEPEDA
KINCIR ANGIN
PESAWAT TERBANG
-
Pengertian Energi :
Adalah kemampuan untuk melakukan usaha.
Usaha sama dengan hasil perkalian antara gaya dengan perpindahan
-
Bentuk energi 1. Energi kimia, adalah energi yang tersimpan dalam
bahan makanan
2. Energi cahaya dan energi panas,adalah energi dari benda yang menghasilkan cahaya dan panas
3. Energi listrik, adalah energi ditimbulkan oleh arus listrik.
4. Energi Bunyi, adalah energi yang dihasilkan oleh benda yang bergetar.
5. Energi potensial, adalah energi yang dimiliki benda karena keadaan atau kedudukannya.
6. Energi kinetik, adalah energi yang dimiliki benda saat bergerak.
-
HUKUM KEKEKALAN ENERGI :
ENERGI TIDAK DAPAT DICIPTAKAN DAN TIDAK DAPAT DIMUSNAHKAN, HANYA DAPAT BERUBAH BENTUK MENJADI BENTUK ENERGI YANG LAIN
-
Perubahan bentuk energi
Energi listrik menjadi energi cahaya
( arus listrik lampu nyala )
Energi listrik menjadi energi panas
( arus listrik strika listrik )
Energi gerak menjadi energi kalor
( dua benda digesekan menjadi panas )
Energi gerak menjadi energi bunyi
( senar gitar di petik ----- bunyi )
Energi kimia menjadi energi listrik
( accu / aki atau baterai )
-
Energi Mekanik ( Em )
A. Energi Potensial ( Ep )
Ep = Energi potensial ( Joule )
m = massa benda ( kg )
g = percepatan gravitasi bumi ( m / s2 )
h = ketinggian benda ( m )
Ep = m.g.h
LANTAI
h
Em = Ep
Em=Ep+Ek
Em=Ek
-
B. Energi kinetik ( Ek )
Ek = mv2
Ek = Energi kinetik ( Joule )
m = massa ( kg )
V = percepatan ( m / s )
Em = Energi potensial + Energi kinetik
Em = mgh + mv2
-
CONTOH SOAL : 1. Tentukan energi kinetik sebuah sepeda yang
sedang melaju pada 5 m/s2. Massa sepeda
berikut pengendaranya adalah 60 kg.
Penyelesaian
Diket : m = 60 kg
v = 5 m/s2
Dit. Ek = ?
Jawab : Ek = m.v2
= x 60 kg x 5 m/s
2
= 750 Joule
-
2. Sebuah benda bermassa 0,1 kg dijatuhkan dari
ketingiaan10 m
( g = 10 m/s2 )
a. Berapa energi potensial dan energi
kinetik benda mula-mula ?
b. Berapa energi potensial dan energi
kinetik benda saat menyentuh lantai ?
c. Berapa energi potensial, energi kinetik dan
kecepatan benda saat berada pada
ketinggian 5 m ?
d. Berapa kecepatan benda pada saat
menyentuh lantai ?
-
Penyelesaian
Diket : m = 0,1 kg
h = 10 m
g = 10 m/s2
vo = 0 m/s2
Dit : a. Ep mula-mula = .
b. Ep dan Ek saat menyentuh lantai ...
c. Ep, Ek, dan v pada saat h = 5 m
d. v pada saat menyentuh lantai
-
Jawab :
a. Ep = m x g x h
= 0,1 kg x 10 m/s2 x 10 m
= 10 Joule
Ek = 0
b. Pada saat menyentuh lantai ( h = 0 )
Em = Ek = 10 Joule
c. Pada saat h = 5 m
Ep = m x g x h
= 0,1 kg x 10 m/s2 x 5 m
= 5 Joule
d. Em = Ep + Ek
10 = 5 + Ek
Ek = 5
Ek = x m x v2
5 =
x 0,1 x v
2
v
2 = x 0,1
5
v = V0,01 = 0,1 m/s
2
-
3. Tentukan energi sebuah bola volley
bermassa 800 gram ( 0,8 kg ) yang sedang
bergerak dengan kecepatan 2,5 m/s2
4. Sebuah balok bermassa 2 kg berada pada
ketinggian 5 m. Jika percepatan gravitasi 10
m/s2, tentukan energi potensial balok tersebut
terhadap tanah ?
5. Sebuah batu bermassa 2,5 kg dipegang pada
jendela sebuah gedung tinggi yang berada 40
m diatas permukaan tanah. Berapakah energi
potensial yang dimiliki batu ? ( g = 9,8 m/s2 )
-
Persoalan gerak yang melibatkan gaya
konstan Dinamika
Persoalan gerak yang melibatkan gaya
yang tidak tetap:
F(x) Usaha dan Energi
F(t) Momentum
-
Usaha Usaha adalah suatu
besaran skalar yang diakibatkan oleh gaya yang bekerja sepanjang lintasan
2
1
2
1
2
1
2
1
21
)()()(
)(
dzsFdysFdxsF
sdsFW
zyx
z
x
y
F
ds
2
1
-
Usaha sebagai Luas
F
x
Wg
s
W = F * s
dW = F(s) d s
2
1
)(x
x
dxxFW
-
Energi
Kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja
Bentuk dari energi:
Energi kinetik
Energi potential: gravitasi, pegas, listrik
Panas
dll
Energi ditransfer kepada benda Usaha positif
Energi ditransfer dari benda Usaha negatif.
.
-
Satuan Usaha dan Energi
N.m (Joule) Dyne-cm (erg)
= 10-7 J
BTU = 1054 J
calorie = 4.184 J
foot-lb = 1.356 J
eV = 1.6x10-19 J
cgs Lainnya mks
Gaya Jarak = Usaha
Newton
[M][L] / [T]2 Meter = Joule
[L] [M][L]2 / [T]2
-
Usaha dan Energi Kinetik Jika gaya F selalu tetap, maka percepatan a
akan tetap juga, sehingga untuk a yang tetap:
x
F
v1 v2 a
i
m
2
1
2
2
2
1
2
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
21
21
21
21
)(
mvmvmvvmvdvdvm
dt
sdvmdsd
dt
vdmsdsFW
-
Teorema Usaha Energi kinetik
Usaha yang dilakukan pada benda akan
mengakibatkan perubahan energi kinetik
dari benda tersebut
KWnet 12 KK 2
1
2
22
1
2
1mvmv
-
Jenis Gaya
Gaya Konservatif
Contoh : Gaya Gravitasi, Gaya Pegas, dll
Gaya non Konservatif
Contoh : Gaya Gesek, dll
-
Usaha yang dilakukan oleh Gaya
Konservatif
Tidak dibergantung kepada lintasan yang diambil
W1 2
W2 1
Sehingga:
Usaha yang dilakukan oleh gaya konservatif
sebanding dengan negatif perubahan energi
potensialnya
Gaya konservatif adalah minus gradient dari energi
potensialnya
1
2
0)(122111 sdsFWWW
PEWsFWW k )(1221
-
Usaha yang dilakukan oleh gaya
gravitasi
Wg = F s = mg s cos = mgy
Wg = mgy
hanya bergantung pada y !
j
m
s
mg
y
m
-
Usaha yang dilakukan oleh gaya
gravitasi
Bergantung hanya pada y, bukan pada lintasan yang
diambil !
m
mg
y
W = W1 + W2 + . . .+ Wn
r
= F r
= F y
r1 r2
r3
rn
= F r 1+ F r2 + . . . + F rn
= F (r1 + r 2+ . . .+ rn)
Wg = mg y
j
-
Usaha yang dilakukan pada Pegas
Pada pegas akan bekerja gaya sbb:
xkF F(x) x2
x
x1
-kx Posisi awal
F = - k x1
F = - k x2
-
Pegas (lanjutan)
Ws
F(x) x2
x
x1
-kx
21
2
2s
2
2
1W
2
1
)(
)(
2
1
2
1
2
1
xxk
kx
dxkx
dxxFW
x
x
x
x
x
xs
Energi
Potensial
Pegas
-
Hukum Kekekalan Energi Mekanik
S Energiawal = S Energiakhir .
Berlaku pada sistem yang terisolasi
Proses pengereman ada energi yang berubah menjadi panas (hilang)
Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan
Hanya bentuk energi yang berubah
Contoh: Energi potensial Energi Kinetik (benda jatuh bebas)
-
Gerak Bandul Fisis
Pada kasus ini dapat terlihat perubahan antara energi kinetik (KE) dan energi potensial (PE) pada bandul.
v
h1 h2
m
KE2 + PE2 = KE1 + PE1
-
Jet Coaster
R
v
mg
N
v
KE2 + PE2 = KE1 + PE1
-
Usaha oleh Gaya Non-Konservatif Bergantung kepada lintasan yang diambil
A
B
Lintasan 1
Lintasan 2
Wlintasan 2 > Wlintasan 1.
Contoh:
Gaya gesek adalah
gaya non-konservatif
D
Ff = -kmg Wf = Ff D = -kmgD.
-
Gerak pada permukaan kasar
Hitunglah x!
x
d k
-
Hukum Kekekalan Energi Umum
Dimana WNC adalah usaha yang dilakukan oleh
gaya non konservatif
WNC = KE + PE = E
E TOT = KE + PE + Eint = 0
Dimana Eint adalah perubahan yang terjadi pada
energi internal benda ( perubahan energi panas)
dan Eint = -WNC
-
Diagram Energi Potensial
0 x
U
m
x x 0 x
U
F
m
x
F
0 x
U
m
x
2
2
1kxPEs
F = -dPE/dx
= - {slope}
-
Keseimbangan
Kita meletakan suatu
balok pada permukan
kurva energi potensial:
U
x 0
Stabil
unstabil
netral
a. Jika posisi awal pada titik stabil maka balok tersebut akan bergerak bolak-balik pada posis awalnya
b. Jika posisi awal pada titik unstabil maka balok tidak akan pernah kembali keadaan semulanya
c. Jika posisi awal pada titik netral maka balok tersebut akan bergerak jika ada gaya yang bekerja padanya
-
Daya
Daya adalah laju perubahan
usaha yang dilakukan tiap detik
cos
..
dt
dW
vF
vFdt
sdFDaya
F
r
v
Satuan SI dari daya
1 W = 1 J/s = 1 N.m/s1
1 W = 0.738 ft.lb/s
1 horsepower = 1 hp = 746 W
top related