materi 6 usaha_energi

38
19:44:19 Fisika Fisika I USAHA USAHA dan dan ENERGI ENERGI 1. 1. Mahasiswa Mahasiswa mampu mampu mendeskripsikan mendeskripsikan pengertian pengertian energi energi, usaha usaha, dan dan hubungan hubungan keduanya keduanya 2. 2. Mahasiswa Mahasiswa mampu mampu menghitung menghitung usaha usaha oleh oleh berbagai berbagai gaya gaya melalui melalui berbagai berbagai lintasan lintasan. Kompetensi Kompetensi yang yang diharapkan diharapkan berbagai berbagai gaya gaya melalui melalui berbagai berbagai lintasan lintasan. 3. 3. Mahasiswa Mahasiswa mampu mampu mencari mencari kecepatan kecepatan sebuah sebuah sistem sistem menggunakan menggunakan Hukum Hukum Kekekalan Kekekalan Energi Energi Mekanik Mekanik maupun maupun Teorema Teorema Usaha Usaha Energi Energi.

Upload: rafika-witama

Post on 14-Apr-2017

88 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

1.

1.

Ma

ha

sisw

aM

ah

asi

swa

ma

mp

um

am

pu

me

nd

esk

rip

sik

an

me

nd

esk

rip

sik

an

pe

ng

ert

ian

pe

ng

ert

ian

en

erg

ie

ne

rgi,,

usa

ha

usa

ha

,,d

an

da

nh

ub

un

ga

nh

ub

un

ga

nk

ed

ua

ny

ak

ed

ua

ny

a

2.

2.

Ma

ha

sisw

aM

ah

asi

swa

ma

mp

um

am

pu

me

ng

hit

un

gm

en

gh

itu

ng

usa

ha

usa

ha

ole

ho

leh

be

rba

ga

ib

erb

ag

ai

ga

ya

ga

ya

me

lalu

im

ela

lui

be

rba

ga

ib

erb

ag

ai

lin

tasa

nli

nta

san

..

Ko

mp

ete

nsi

Ko

mp

ete

nsi

ya

ng

y

an

g d

iha

rap

ka

nd

iha

rap

ka

n

be

rba

ga

ib

erb

ag

ai

ga

ya

ga

ya

me

lalu

im

ela

lui

be

rba

ga

ib

erb

ag

ai

lin

tasa

nli

nta

san

..

3.

3.

Ma

ha

sisw

aM

ah

asi

swa

ma

mp

um

am

pu

me

nca

rim

en

cari

ke

cep

ata

nk

ece

pa

tan

seb

ua

hse

bu

ah

sist

em

sist

em

me

ng

gu

na

ka

nm

en

gg

un

ak

an

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

ma

up

un

ma

up

un

Te

ore

ma

Te

ore

ma

Usa

ha

Usa

ha

En

erg

iE

ne

rgi..

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

AP

A I

TU

EN

ER

GI?

AP

A I

TU

EN

ER

GI?

En

erg

iE

ne

rgi

ad

aa

da

di

di

sek

ita

rse

kit

ar

kit

ak

ita

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

En

erg

iE

ne

rgi

di

di

Ala

mA

lam

Da

pa

tD

ap

at

dip

erb

ah

aru

id

ipe

rba

ha

rui

Tid

ak

Tid

ak

da

pa

td

ap

at

dip

erb

ah

aru

id

ipe

rba

ha

rui

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

Ap

aA

pa

De

fin

isi

De

fin

isi

En

erg

iE

ne

rgi

Me

nu

rut

Me

nu

rut

Fis

ika

Fis

ika

??

En

erg

iE

ne

rgi

ad

ala

ha

da

lah

sesu

atu

sesu

atu

ya

ng

y

an

g d

ap

at

da

pa

td

iko

nv

ers

id

iko

nv

ers

im

en

jad

im

en

jad

iu

sah

au

sah

a

ata

ua

tau

sesu

atu

sesu

atu

ya

ng

y

an

g d

ap

at

da

pa

tm

em

be

rik

an

me

mb

eri

ka

ng

ay

ag

ay

ad

an

da

n

me

ng

ha

silk

an

me

ng

ha

silk

an

pe

rpin

da

ha

np

erp

ind

ah

an

En

erg

iE

ne

rgi

ad

ala

ha

da

lah

ke

ma

mp

ua

nk

em

am

pu

an

un

tuk

un

tuk

me

lak

uk

an

me

lak

uk

an

usa

ha

usa

ha

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

(a)

(c)

(b)

Besardan

arah

gayamenentukan

usahayang dilakukan

Usa

ha D

eng

anGaya K

onstan

Besardan

arah

gayamenentukan

usahayang dilakukan

cosθ

Δr

FW

W≡

•≡

Δr ΔrΔrΔrF FFF

Usaha W yang dilakukan:

SatuanSI untukkerja: Newton.meter(N.m)

Joule (J)

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

Be

rap

aB

era

pa

ke

rja

ke

rja

ya

ng

y

an

g d

ila

ku

ka

nd

ila

ku

ka

no

ran

go

ran

gu

ntu

ku

ntu

km

em

ind

ah

ka

nm

em

ind

ah

ka

n

be

ba

nb

eb

an

seja

uh

seja

uh

d

d ??

Ke

rja

ya

ng

dil

ak

uk

an

ole

h

ke

du

ag

aya

ters

eb

ut

no

l

KerjaDalam

1D D

eng

anGaya K

onstan

a)

WP

= F

Pd

co

s(

90

o )

b)

Wg

= m

g d

co

s(

90

o )

Pe

rta

ny

aa

nn

ya

Pe

rta

ny

aa

nn

ya

::

Ke

ma

na

Ke

ma

na

en

erg

ie

ne

rgi

ya

ng

y

an

g d

ike

lua

rka

nd

ike

lua

rka

no

leh

ole

h

ora

ng

ora

ng

ters

eb

ut

ters

eb

ut,

, g

ay

ag

ay

am

an

am

an

ay

an

g

ya

ng

me

lak

uk

an

me

lak

uk

an

ke

rja

ke

rja

seh

ing

ga

seh

ing

ga

ora

ng

ora

ng

da

nd

an

be

ba

nb

eb

an

be

rpin

da

hb

erp

ind

ah

seja

uh

seja

uh

dd

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

Seseorangmembersihkanlantai

dengan

mendorongvacuum cleaner

dengan

gayasebesar50 N pada

arah

30oterhadap

horisontal.

Tentukankerjayang dilakukanoleh

gayatersebutjika

vacuum cleaner

Contoh

gayatersebutjika

vacuum cleaner

berpindah

sejauh

3 m.

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

Kerjaoleh

Gaya yang

Berubah

∆x

F

Wx

xF

Kerja yang dilakukan oleg gaya sejauh

adalah :

x∆

Kerjatotal yang dilakukanuntukperpindahan

darixi sampaike

xfadalah

:

fx

∆x

F

W

f i

x x

x∑

∫∑

=→

f i

f i

x x

x

x x

x0

∆x

dx

F∆

xF

lim

(luas daerah di bawah kurva F

xvs. x)

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

�U

sah

a d

isim

bo

lka

n d

en

ga

n la

mb

an

g W

me

mil

iki

satu

an

In

tern

a-

sio

na

lJo

ule

[J

]

�Ji

ka

ga

ya

(F

) k

on

sta

n d

an

be

rim

pit

de

ng

an

pe

rpin

da

ha

n (

∆r)

be

nd

a m

ak

a

WA

B=

F(∆

r)

�Ji

ka

ga

ya

(F

) k

on

sta

n d

an

tid

ak

be

rim

pit

F

AB

RANGKUMAN

�Ji

ka

ga

ya

(F

) k

on

sta

n d

an

tid

ak

be

rim

pit

de

ng

an

pe

rpin

da

ha

n (

∆r)

be

nd

a m

ak

a

θcos

)(

.r

Fr

FW

∆=

∆=

rr

�S

eca

ra u

mu

m j

ika

ga

ya

tid

ak

ko

nst

an

da

n/a

tau

lin

tasa

n t

ida

k m

em

be

ntu

k

ga

ris

luru

sm

ak

a

..

∫=

B A

AB

rd

FW

rr

F

AB

θ F

A

B

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

Ga

ya

be

ke

rja

pa

da

seb

ua

hp

art

ike

l. D

en

ga

ng

ay

a

ters

eb

ut

pa

rtik

el

be

rpin

da

hd

ari

titi

kA

(0,0

) k

eti

tik

B(2

,4).

Hit

un

g

usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

ters

eb

ut

jik

ali

nta

san

pa

rtik

el

ad

ala

h

() Njx

iyF

ˆ2

ˆ+

=r

a.

Ga

ris

pa

tah

AC

B

b.

Ga

ris

pa

tah

AD

B

c.G

ari

slu

rus

AB

y(m

)

BD

c.G

ari

slu

rus

AB

d.

Ga

ris

pa

rab

ola

x(m

)A

C

Usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

tsb

da

riA

ke

B a

da

lah

()(

)dy

jdx

ij

xi

yW

B A

AB

ˆˆ

++

=∫

()

xdy

ydx

W

B A

AB

2+

=∫

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

a.

Me

lalu

ili

nta

san

AC

B

()

()

xdy

ydx

xdy

ydx

WW

W

B C

C A

CB

AC

AB

22

++

+=

+=

∫∫

()

()

xdy

ydx

xdy

ydx

WA

B2

2

)4,

2(

)0,

2(

)0,

2(

)0,

0(

++

+=

∫∫

)0,

2()

0,0(

Un

tuk

lin

tasa

nA

C h

an

ya

ko

ord

ina

tx

ya

ng

be

rub

ah

sem

en

tara

y t

eta

p,

ya

itu

y=

0 (

dy

=0

), S

ed

an

gk

an

un

tuk

lin

tasa

nC

B k

oo

rdin

at

x

teta

p,

ya

itu

x=2

(d

x=0

) d

an

ko

ord

ina

ty

be

rub

ah

.

Jdy

xdy

WA

B16

42

4 0

)4,

2(

)0,

2(

==

=∫

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

Ib

. M

ela

lui

lin

tasa

n A

DB

()

()

xd

yyd

xxd

yyd

xW

WW

B D

D A

DB

AD

AB

22

++

+=

+=

∫∫

()

()

xdy

ydx

xdy

ydx

WA

B2

2

)4,

2(

)4,

0(

)4,

0(

)0,

0(

++

+=

∫∫

Un

tuk

lin

tasa

n A

D h

an

ya

ko

ord

ina

t y

ya

ng

be

rub

ah

se

me

nta

ra

x te

tap

, y

ait

u x

=0

(d

x=0

), S

ed

an

gk

an

un

tuk

lin

tasa

n D

B k

oo

rdin

at

y

teta

p,

ya

itu

y=

4 (

dy

=0

) d

an

ko

ord

ina

t x

be

rub

ah

.

Jdy

ydx

WA

B8

4

2 0

)4,

2(

)4,

0(

==

=∫

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

I

c. M

ela

lui

lin

tasa

ng

ari

slu

rus

AB

Pe

rsa

ma

an

ga

ris

luru

sA

B a

da

lah

dx

dy

xy

22

=→

=

()

()

xdy

ydx

xdy

ydx

W

B

22

)4,

2(

+=

+=

∫∫

Usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

me

lalu

i g

ari

s lu

rus

AB

ad

ala

h

()

()

xdy

ydx

xdy

ydx

WA

AB

22

)0,

0(

+=

+=

∫∫

()∫

∫=

+=

2 0

2 0

64

2xd

xxd

xxd

xW

AB

Ga

nti

va

ria

be

ly

da

nd

yse

sua

id

en

ga

np

ers

am

aa

ng

ari

sA

B

seh

ing

ga

JW

AB

12

=

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

US

AH

A

US

AH

A d

an

da

nE

NE

RG

IE

NE

RG

Id

. M

ela

lui

lin

tasa

ng

ari

sp

ara

bo

la A

B

Pe

rsa

ma

an

ga

ris

pa

rab

ola

AB

ad

ala

h

xdx

dy

xy

22

=→

=

Usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

me

lalu

i g

ari

s lu

rus

AB

ad

ala

h

()

()

xdy

ydx

xdy

ydx

W

B A

AB

22

)4,

2(

)0,

0(

+=

+=

∫∫ A

)0,

0(

∫∫

Ga

nti

va

ria

be

l y

da

n d

y s

esu

ai

de

ng

an

pe

rsa

ma

an

ga

ris

pa

ra-

bo

la A

B s

eh

ing

ga

∫∫

=+

=

2 0

2

2 0

22

54

dx

xd

xx

xW

AB

JW

AB

3/4

0=

Fis

ika

Fis

ika

II

Usa

ha

Ga

ya

U

sah

a G

ay

a K

on

serv

ati

fK

on

serv

ati

fd

an

da

nn

on

n

on

Ko

nse

rva

tif

Ko

nse

rva

tif

�G

ay

a K

on

serv

ati

f (F

k)

ad

ala

h g

ay

a y

an

g u

sah

an

ya

tid

ak

be

r-

ga

ntu

ng

pa

da

lin

tasa

n t

em

pu

h

�G

ay

a N

on

Ko

nse

rva

tif

(Fn

k)

ad

ala

h g

ay

a y

an

g u

sah

an

ya

be

r-

ga

ntu

ng

pa

da

lin

tasa

n t

em

pu

h

Ga

ya

pa

da

con

toh

dia

tas

term

asu

kg

ay

an

on

ko

nse

rva

tif

ka

ren

au

sah

ay

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

ain

id

ari

A k

eB

me

lalu

iti

ap

lin

tasa

nb

erb

ed

a-b

ed

an

ila

iny

a

() Nj

xi

yF

ˆ2

ˆ+

=r

me

lalu

iti

ap

lin

tasa

nb

erb

ed

a-b

ed

an

ila

iny

a

�U

ntu

k G

ay

a N

on

Ko

nse

rva

tif

(Fn

k),

usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

ini

pa

da

sua

tuli

nta

san

tert

utu

pti

da

kn

ol,

0.

..

..

21

21

≠−

=+

==

∫∫

∫∫

∫B CA

nk

B CA

nk

A CB

nk

B CA

nk

nk

rd

Fr

dF

rd

Fr

dF

rd

FW

rr

rr

rr

rr

rr

AB

C1 C2

Fis

ika

Fis

ika

II

Ga

ya

ge

sek

an

ju

ga

te

rma

suk

ga

ya

no

n k

on

serv

ati

f k

are

na

ga

ya

ge

sek

an

ad

ala

h g

ay

a d

isip

asi

f y

an

g u

sah

an

ya

se

lalu

ne

ga

tif

(ga

ya

ge

sek

an

ara

hn

ya

sela

lu m

ela

wa

n p

erp

ind

ah

an

) se

hin

gg

a u

sah

ay

an

g d

ila

ku

ka

n g

ay

a g

ese

ka

n

pa

da

su

atu

lin

tasa

n t

ert

utu

p t

ida

k a

ka

n p

ern

ah

no

l

Co

nto

hg

ay

ak

on

serv

ati

fa

da

lah

ga

ya

gra

vit

asi

, g

ay

ap

eg

as,

da

ng

ay

a

List

rik

. K

eti

ga

ga

ya

ini

usa

ha

ny

ati

da

kb

erg

an

tun

gli

nta

san

.

Usa

ha

Ga

ya

U

sah

a G

ay

a K

on

serv

ati

fK

on

serv

ati

fd

an

da

nn

on

n

on

Ko

nse

rva

tif

Ko

nse

rva

tif

Ga

ya

a

da

lah

con

toh

lain

ga

ya

ko

nse

rva

tif,

ka

ren

ag

ay

ain

i

tid

ak

be

rga

ntu

ng

pa

da

lin

tasa

nte

mp

uh

. C

ob

ak

ita

ma

suk

ka

ng

ay

ain

ip

ad

a

con

toh

seb

elu

mn

ya

.

() Njx

iyF

ˆˆ

+=

r

()(

)∫

∫+

=+

+=

B A

B A

AB

xdy

ydx

dy

jd

xi

jxiy

ˆ.

ˆˆ

∫∫

==

+=

)4,

2(

)0,

0(

)4,

2(

)0,

0(

8)

(J

xyd

xdy

ydx

WA

B

�D

ay

a m

en

ya

tak

an

se

be

rap

a c

ep

at

usa

ha

be

rub

ah

te

rha

da

p

wa

ktu

ata

u d

ide

fin

isik

an

se

ba

ga

i la

ju u

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

n

pe

r d

eti

k

�D

ay

a d

isim

bo

lka

n d

en

ga

n P

me

mil

iki

satu

an

Jo

ule

/de

tik

ata

u

Wa

tt

vF

rd

Fd

WP

rr

rr

..

==

=

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

DA

YA

DA

YA

�C

on

toh

:

vF

dtrd

F

dt

dW

P.

.=

==

de

ng

an

F a

da

lah

ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

da

nv

ad

ala

hk

ece

pa

tan

be

nd

a

Se

bu

ah

po

mp

aa

ir t

ert

uli

s1

00

Wa

tt a

rtin

ya

da

lam

satu

de

tik

po

mp

a

ters

eb

ut

me

mil

iki

usa

ha

10

0 J

. Ji

ka

dib

utu

hk

an

usa

ha

10

KJo

ule

un

tuk

me

mo

mp

a1

00

lit

er

air

da

rik

ed

ala

ma

n1

0 m

ma

ka

po

mp

ate

rse

bu

t

da

pa

tm

em

om

pa

10

0 l

ite

r d

ala

mw

ak

tu1

00

de

tik

.

�E

ne

rgi

kin

eti

k a

da

lah

en

erg

i y

an

g d

imil

iki

ole

h s

eti

ap

be

nd

a

ya

ng

be

rge

rak

�E

ne

rgi

kin

eti

kse

ba

nd

ing

de

ng

an

ma

ssa

be

nd

ad

an

ku

ad

rat

laju

be

nd

a

�Ji

ka

su

atu

ga

ya

F b

ek

erj

a p

ad

a b

en

da

be

rma

ssa

m m

ak

a u

sah

a

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

tsb

da

ri A

ke

B a

da

lah

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

En

erg

iE

ne

rgi

Kin

eti

kK

ine

tik

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

tsb

da

ri A

ke

B a

da

lah

∫=

B A

AB

rd

FW

rr.

dr

dtv

dm

B A

.∫

=

r

Ing

at

Hk

. N

ew

ton

F=

ma

AB

AB

B A

Ek

Ek

mv

mv

vv

md

−=

−=

=∫

2

212

21.rr

de

ng

an

Ek

Ba

da

lah

en

erg

i k

ine

tik

di

B d

an

Ek

Ae

ne

rgi

kin

eti

k d

i A

�D

ari

pe

rsa

ma

an

te

rak

hir

dis

imp

ulk

an

:

Usa

ha

= P

eru

ba

ha

n E

ne

rgi

Kin

eti

k

Se

bu

ah

be

nd

ab

erm

ass

a2

kg

dil

ep

ask

an

da

rik

eti

ng

gia

n5

m.

Be

rap

a

usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

gra

vit

asi

da

nb

era

pa

laju

be

nd

ase

tela

h

sam

pa

id

ita

na

h?

A

�U

sah

a g

ay

ag

rav

ita

si

∫=

==

=

B

gra

vA

BJ

mgh

mgdy

WW

100

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

En

erg

iE

ne

rgi

Kin

eti

kK

ine

tik

B

mg

h

∫=

==

=A

gra

vA

BJ

mgh

mgdy

WW

100

�M

en

cari

ke

cep

ata

nd

ita

na

h(B

)

22

11

22

21 2

10

/

AB

BA

B

B

Wm

vm

v

mg

hm

v

vm

s

=−

=

=

Jik

a g

ay

a y

an

g b

ek

erj

a p

ad

a b

en

da

be

rub

ah

terh

ad

ap

lin

tasa

nd

an

pe

rub

ah

an

ga

ya

da

pa

td

iny

ata

ka

nd

ala

mb

en

tuk

ku

rva

ata

ug

rafi

k,

ma

ka

usa

ha

ad

ala

hlu

as

da

era

hd

ib

aw

ah

ku

rva

F(x

)

∫=

B A

AB

dx

xF

W)

(

= l

ua

s d

ae

rah

ars

ir

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

Usa

ha

U

sah

a d

an

da

nE

ne

rgi

En

erg

i

xA

B

= l

ua

s d

ae

rah

ars

ir

Co

nto

h1

Ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

be

nd

a 2

kg

dig

am

ba

rka

n d

ala

m g

rafi

k d

i sa

mp

ing

.

Jik

a k

ece

pa

tan

aw

al

be

nd

a 2

m/s

,

be

rap

a k

ece

pa

tan

ny

a d

i x

= 6

m?

F(N

)

X(m

)2

46

8

�U

sah

a =

lu

as

da

era

h d

i b

aw

ah

ku

rva

mW

AB

32

81

68

=+

+=

�U

sah

a =

pe

rub

ah

an

en

erg

i k

ine

tik

sm

vv

mv

mv

WA

B/

6)

2)(

2()

2(3

22

212

212 0

212

21=

→−

=→

−=

Co

nto

h2

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

Usa

ha

U

sah

a d

an

da

nE

ne

rgi

En

erg

i

Co

nto

h2

Ba

lok

2 k

g m

elu

ncu

rk

ek

an

an

de

ng

an

laju

10

m/s

pa

da

lan

taik

asa

rd

en

ga

n

μk

sep

ert

ig

rafi

kd

isa

mp

ing

x(m

)

μk

41

0

0,5

Te

ntu

ka

n :

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

no

leh

ga

ya

ge

sek

an

da

rix=

0 s

am

pa

ix=

10

m

�K

ece

pa

tan

ba

lok

saa

tsa

mp

aip

ad

ati

tik

x=1

0 m

�B

esa

r g

ay

a g

ese

ka

n a

da

lah

kk

kk

mg

Nf

µµ

µ2

0=

==

Usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

ge

sek

an

ad

ala

h

dx

dx

fW

x x

k

x x

kg

es20

10 0

10 0

−=

−=

∫∫

= =

= =

µ

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

Usa

ha

U

sah

a d

an

da

nE

ne

rgi

En

erg

i

Jku

rva

daer

ah

luas

xx

80

)3

1(20

)(

20

00

−=

+−

−=

==

�U

sah

a=

pe

rub

ah

an

en

erg

i k

ine

tik

2

212

21

2 021

2

21

)1

0)(

2()

2(8

0−

=−

−=

v

mv

mv

Wges

sm

v/

20

=

(ta

nd

am

inu

s p

ad

au

sah

ay

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

ag

ese

ka

nd

ise

ba

bk

an

Ka

ren

ag

ay

ag

ese

ka

nb

erl

aw

an

an

ara

hd

en

ga

np

erp

ind

ah

an

ba

lok

)

Ad

a g

ese

ka

n m

en

ye

ba

bk

an

ke

cep

ata

n b

alo

k m

en

jad

i b

er-

ku

ran

g (

pe

rla

mb

ata

n)

�Ji

ka

ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

be

nd

a a

da

lah

ga

ya

ko

nse

rva

tif

ma

ka

usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

ters

eb

ut

tid

ak

be

rga

ntu

ng

pa

da

lin

tasa

ny

an

g t

em

pu

h,

usa

ha

ny

ah

an

ya

be

rga

ntu

ng

pa

da

titi

ka

wa

l

da

nti

tik

ak

hir

saja

(usa

ha

ha

ny

ab

erg

an

tun

gp

ad

ap

osi

si)

�O

leh

ka

ren

a i

tu d

ap

at

did

efi

nis

ika

n b

esa

ran

U y

an

g m

eru

pa

ka

n

fun

gsi

da

rip

osi

si

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

En

erg

iE

ne

rgi

Po

ten

sia

lP

ote

nsi

al

fun

gsi

da

rip

osi

si

() )

()

(A

UB

Ur

dF

W

B A

kA

B−

−−

=•

=∫

rr

de

ng

an

U(B

) a

da

lah

en

erg

ip

ote

nsi

al

di

titi

kB

da

n

U(A

) a

da

lah

en

erg

ip

ote

nsi

al

di

titi

kA

�B

iasa

ny

a d

ala

m p

en

de

fin

isia

n e

ne

rgi

po

ten

sia

l d

igu

na

ka

n t

itik

acu

an

, y

ait

u s

ua

tu t

itik

ya

ng

dik

eta

hu

i e

ne

rgi

po

ten

sia

lny

a.

�M

isa

lny

ad

ala

mk

asu

sd

ia

tas

dia

mb

ilti

tik

A s

eb

ag

ai

acu

an

, d

i

ma

na

U(A

)=0

ma

ka

()

)(

)(

)(

.B

UA

UB

Ur

dF

W

B

Acu

an

kA

B−

=−

−−

==∫

rr

�D

en

ga

n k

ata

la

in,

un

tuk

se

mb

ara

ng

po

sisi

r,

en

erg

i p

ote

nsi

al

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

En

erg

iE

ne

rgi

Po

ten

sia

lP

ote

nsi

al

�D

en

ga

n k

ata

la

in,

un

tuk

se

mb

ara

ng

po

sisi

r,

en

erg

i p

ote

nsi

al

di

po

sisi

r t

ers

eb

ut

ad

ala

h

∫−

=

r

Acu

an

kr

dF

rU

rr

.)

(

Jad

i e

ne

rgi

po

ten

sia

l d

i ti

tik

r a

da

lah

usa

ha

un

tuk

me

law

an

ga

ya

Ko

nse

rva

tif

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

be

nd

a a

ga

r b

en

da

be

rpin

da

h d

ari

Tit

ik a

cua

n k

e t

itik

r t

ers

eb

ut

�E

ne

rgi

po

ten

sia

l b

en

da

be

rma

ssa

m y

an

g t

erl

eta

k p

ad

a k

eti

ng

-

gia

n h

:

mgh

dy

jj

mg

hU

h

=•

−−

=∫ 0

ˆ)ˆ

()

(

Tit

ika

cua

nd

iam

bil

di

pe

rmu

ka

an

h=

0 d

en

ga

ne

ne

rgi

po

ten

sia

l

sam

ad

en

ga

nn

ol

19

:44

:19

Fis

ika

Fis

ika

II

En

erg

iE

ne

rgi

Po

ten

sia

lP

ote

nsi

al

sam

ad

en

ga

nn

ol

�E

ne

rgi

po

ten

sia

l b

en

da

be

rma

ssa

m y

an

g t

erl

eta

k p

ad

a s

iste

m

pe

ga

s y

an

g t

ere

ga

ng

se

jau

h x

:

2

21

0

)(

kxkx

dx

xU

x

=−

−=∫

Tit

ik a

cua

n d

iam

bil

di

x=0

, y

ait

u s

aa

t p

eg

as

da

lam

ke

ad

aa

n

Ke

nd

ur,

de

ng

an

en

erg

i p

ote

nsi

al

sam

a d

en

ga

n n

ol

�Ji

ka

ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

be

nd

a a

da

lah

ga

ya

ko

nse

rva

tif

ma

ka

usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

in

i d

ari

A k

e B

ad

ala

h

() )

()

(.

AU

BU

rd

FW

B A

kA

B−

−−

==∫

rr

�D

i si

si l

ain

se

mu

a u

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

n s

ua

tu g

ay

a d

ari

A k

e B

sam

a d

en

ga

n p

eru

ba

ha

n e

ne

rgi

kin

eti

k

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

sam

a d

en

ga

n p

eru

ba

ha

n e

ne

rgi

kin

eti

k AB

B A

kA

BE

kE

kr

dF

W−

==∫

rr

.

�D

ari

du

a p

ern

ya

taa

n d

i a

tas

da

pa

t d

isim

pu

lka

n j

ika

ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

be

nd

aa

da

lah

ga

ya

ko

nse

rva

tif

ma

ka

() )

()

(A

UB

UE

kE

kA

B−

−−

=−

)(

)(

BU

Ek

BU

Ek

AB

+=

+a

tau

Pe

rny

ata

an

di

ata

sd

ike

na

ld

en

ga

nH

uk

um

Ke

ka

lE

ne

rgi

Me

ka

nik

,y

an

g

art

ifi

sisn

ya

ad

ala

hb

ah

wa

en

erg

im

ek

an

ikto

tal

di

titi

kB

sam

ad

en

ga

n

en

erg

im

ek

an

ikto

tal

di

titi

kA

)(

)(

BU

Ek

BU

Ek

AB

+=

+

�E

ne

rgi

me

ka

nik

to

tal

di

sua

tu t

itik

ad

ala

h j

um

lah

se

mu

a e

ne

rgi

po

ten

sia

l p

ad

a b

en

da

te

rse

bu

t d

ita

mb

ah

en

erg

i k

ine

tik

ny

a

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

po

ten

sia

l p

ad

a b

en

da

te

rse

bu

t d

ita

mb

ah

en

erg

i k

ine

tik

ny

a

)(r

UE

kE

+=

�Ji

ka

ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

be

nd

a a

da

lah

ga

ya

gra

vit

asi

ma

ka

hu

ku

mk

ek

al

en

erg

im

en

jad

i

AA

BB

mg

hm

vm

gh

mv

+=

+2

212

21

de

ng

an

vB

da

n v

Aa

da

lah

ke

cep

ata

n d

i ti

tik

B d

an

A,

sert

a

hB

da

n h

Aa

da

lah

ke

tin

gg

ian

tit

ik B

da

n A

Ba

lok

2k

gm

elu

ncu

rp

ad

ab

ida

ng

mir

ing

da

riti

tik

Ata

np

ak

ece

pa

tan

aw

alm

en

uju

titi

kB

.Ji

ka

bid

an

gm

irin

g3

7o

lici

nd

an

jara

kA

B

ad

ala

h5

m,

ten

tuk

an

:

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

aN

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

Co

nto

hC

on

toh

1:

1:

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

a

gra

vit

asi

da

riA

ke

B

�K

ece

pa

tan

ba

lok

di

BA

B

37

om

g

mg

sin

37

x

hA

Pa

da

ba

lok

ha

ny

ab

ek

erj

ag

ay

ag

rav

ita

siy

an

g t

erm

asu

kg

ay

a

Ko

nse

rva

tif

seh

ing

ga

un

tuk

pe

rso

ala

nd

ia

tas

be

rla

ku

Hu

ku

m

Ke

ka

lE

ne

rgi

Usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

gra

vit

asi

ad

ala

h

∫∫

==

==

=

B A

B A

gra

vg

rav

JA

Bm

gd

xm

gr

dF

W6

0)

5)(

6,0

)(1

0)(

2()

(3

7si

n3

7si

n.r

r

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

Ke

ka

lE

ne

rgi

AA

BB

mg

hm

vm

gh

mv

+=

+2

212

21

,)

10

(2

00

)2(

2

21A

Bh

v+

=+

mA

Bh

A3

37

sin

)(

==

sm

vB

/60

=

Me

ne

ntu

ka

nk

ece

pa

tan

ba

lok

di

titi

kB

da

pa

tp

ula

dic

ari

de

ng

an

cara

din

am

ika

(Ba

bII

), d

en

ga

nm

en

inja

use

mu

ag

ay

ay

an

g b

ek

erj

a,

ke

mu

dia

nm

asu

kk

an

da

lam

hu

ku

mN

ew

ton

un

tuk

me

nca

rip

erc

ep

ata

n,

sete

lah

itu

cari

ke

cep

ata

nd

iB

.

Ba

lok

m=

2 k

g b

erg

era

kk

ek

an

an

de

ng

an

laju

4 m

/s k

em

ud

ian

me

-

na

bra

kp

eg

as

de

ng

an

ko

nst

an

ta

pe

ga

sk

.

m AB

C

Co

nto

hC

on

toh

2:

2:

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

AB

C

Jik

aja

rak

AB

=2

m,

BC

=0

,5m

da

nti

tik

C a

da

lah

titi

kp

eg

as

tert

ek

an

ma

ksi

mu

m,

ten

tuk

an

�k

ece

pa

tan

ba

lok

saa

tm

en

ab

rak

pe

ga

sd

iB

�k

on

sta

nta

pe

ga

sk

�K

ece

pa

tan

ba

lok

di

C a

da

lah

no

lk

are

na

di

titi

kC

pe

ga

ste

rte

ka

n

ma

ksi

mu

mse

hin

gg

ab

alo

kb

erh

en

tise

saa

tse

be

lum

be

rge

rak

�G

un

ak

an

hu

ku

mk

ek

al

en

erg

iu

ntu

kti

tik

A s

am

pa

iB

)(

)(

2

212

21A

Um

vB

Um

vA

B+

=+

ka

ren

ae

ne

rgi

po

ten

sia

ld

iA

da

nd

iB

tid

ak

ad

aU

(A)=

U(B

)=0

ma

ka

ke

cep

ata

nd

iB

sa

ma

de

ng

an

ke

cep

ata

nb

alo

kd

iA

, y

ait

u

4 m

/s

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

ma

ksi

mu

mse

hin

gg

ab

alo

kb

erh

en

tise

saa

tse

be

lum

be

rge

rak

ke

mb

ali

ke

tem

pa

tse

mu

la

Gu

na

ka

nh

uk

um

ke

ka

le

ne

rgi

un

tuk

titi

kB

sa

mp

ai

C

2

212

212

212

21B

BC

Ckx

mv

kxm

v+

=+

mN

k

k

BC

k

/1

28

)4

)(2(

)(

0)

4)(

2()

(0

2

212

21

21

2

212

21

=

=

+=

+

Be

nd

a b

erm

ass

a m

dip

uta

r d

en

ga

n t

ali

se

hin

gg

a

me

mb

en

tuk

lin

tasa

n l

ing

ka

ran

ve

rtik

al

be

rje

jari

R

�b

era

pa

ke

cep

ata

n a

wa

l m

inim

um

di ti

tik

A

ag

ar

m d

ap

at

me

nca

pa

i ¼

lin

gk

ara

n (

titi

k B

)

�b

era

pa

ke

cep

ata

n a

wa

l m

inim

um

di ti

tik

A

B

C

R

T

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

Co

nto

hC

on

toh

3:

3:

�b

era

pa

ke

cep

ata

n a

wa

l m

inim

um

di ti

tik

A

ag

ar

m d

ap

at

me

nca

pa

i sa

tu p

uta

ran

pe

nu

h

�T

inja

ub

en

da

mmd

iti

tik

B,

ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

mma

da

lah

mg

mg

da

nTT

Usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

T a

da

lah

no

lk

are

na

teg

ak

luru

sp

erp

ind

ah

an

Pe

ny

ele

saia

n

Am

g

Gu

na

ka

n h

uk

um

ke

ka

l e

ne

rgi d

i ti

tik

A d

an

B

AA

BB

mgh

mv

mgh

mv

+=

+2

212

21

00

2

21+

=+

Am

vm

gR

gR

vA

2=

B

C

Rm

g

T

�A

ga

r m

da

pa

tm

en

cap

ai

satu

pu

tara

np

en

uh

ma

ka

saa

tm

me

nca

pa

iti

tik

C s

em

ua

ko

mp

on

en

ga

ya

pa

da

m y

an

g b

era

rah

ke

pu

sat

lin

gk

ara

n

ha

rus

be

rtin

da

kse

ba

ga

ig

ay

ase

ntr

ipe

tal,

se

hin

gg

a:

Rvm

Fm

gT

C

sp=

=+

2

Fis

ika

Fis

ika

II

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ke

ka

lan

Ke

ke

ka

lan

En

erg

iE

ne

rgi

Me

ka

nik

Me

ka

nik

Ag

RmTR

v

R

C+

=2

Gu

na

ka

nH

uk

um

ke

ka

le

ne

rgi

di

titi

kA

da

nC

CC

AA

mg

hm

vm

gh

mv

+=

+2

212

21

Rm

ggR

mm

vmTR

A2

)(

021

2

21+

+=

+

gR

vmTR

A5

2+

=

Hu

ku

mK

ek

ek

ala

nE

ne

rgid

ala

mg

aya

no

n k

on

serv

ati

f

�Ji

ka

ga

ya

ya

ng

be

ke

rja

pa

da

be

nd

a a

da

lah

ga

ya

ko

nse

rva

tif

da

ng

ay

a

no

n k

on

serv

ati

fm

ak

ag

ay

ato

tal

nk

kF

FF

rr

r+

=

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

n g

ay

a t

ota

l in

i d

ari

A k

e B

ad

ala

hB

nk

B

kA

Br

dF

rd

FW

+=

∫∫

..

rr

rr

Fis

ika

Fis

ika

II

()

nk

AB

A

nk

A

kA

B

WA

UB

UW

rd

Fr

dF

W

+−

−−

=

+=

∫∫

)(

)(

..

de

ng

an

ad

ala

hu

sah

ay

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

an

on

ko

nse

rva

tif

∫=

B A

nk

nk

rd

FW

rr

.

�R

ua

s k

iri W

AB

ad

ala

h s

am

a d

en

ga

n p

eru

ba

ha

n e

ne

rgi

kin

eti

k,

seh

ing

ga

nk

AB

WA

UE

kB

UE

k+

+=

+)

()

(

Pe

rsa

ma

an

Pe

rsa

ma

an

ini

ini

dis

eb

ut

dis

eb

ut

de

ng

an

de

ng

an

Hu

ku

mH

uk

um

Ke

ka

lK

ek

al

En

erg

iE

ne

rgi

da

lam

da

lam

ga

ya

ga

ya

ko

nse

rva

tif

ko

nse

rva

tif

da

nd

an

no

n

no

n k

on

serv

ati

fk

on

serv

ati

f

Ba

lok

2 k

g m

elu

ncu

rp

ad

ab

ida

ng

mir

ing

da

riti

tik

A t

an

pa

ke

cep

a-

tan

aw

al

me

nu

juti

tik

B.

Jik

ab

ida

ng

mir

ing

37

o k

asa

rd

en

ga

k=

1/2

da

nja

rak

AB

ad

ala

h5

m,

ten

tuk

an

:

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

aN

Hu

ku

mK

ek

ek

ala

nE

ne

rgid

ala

mg

aya

no

n k

on

serv

ati

f

Fis

ika

Fis

ika

II

Co

nto

hC

on

toh

1:

1:

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

a

ge

sek

an

da

riA

ke

B

�K

ece

pa

tan

ba

lok

di

BA

B

37

om

g

N

mg

sin

37

x

hAf k

Ga

ya

ge

sek

an

ad

ala

hg

ay

an

on

ko

nse

rva

tif

seh

ing

ga

da

lam

pe

r-

soa

lan

di

ata

ste

rda

pa

tW

nk

Usa

ha

ya

ng

dil

ak

uk

an

ga

ya

ge

sek

an

ad

ala

h

∫∫

−=

−=

−=

=

B A

k

B A

ges

ges

Jdx

mg

rd

FW

40

)5

)(8,

0)(

10

)(2

)(2

/1(

37

cos

rr

Ta

nd

am

inu

s d

iata

sk

are

na

ge

sek

an

be

rla

wa

na

na

rah

de

ng

an

pe

rpin

da

ha

n

Hu

ku

mK

ek

ek

ala

nE

ne

rgid

ala

mg

aya

no

n k

on

serv

ati

f

Fis

ika

Fis

ika

II

Se

lain

ge

sek

an

, p

ad

ab

alo

kh

an

ya

be

ke

rja

ga

ya

gra

vit

asi

ya

ng

term

asu

kg

ay

aK

on

serv

ati

fse

hin

gg

au

ntu

kp

ers

oa

lan

di

ata

sb

erl

ak

u

Hu

ku

mK

ek

al

En

erg

id

ala

mg

ay

ak

on

serv

ati

fd

an

no

n k

on

serv

ati

f

JW

Wg

esn

k30

−=

=

nk

AA

BB

Wm

gh

mv

mgh

mv

++

=+

2

212

21

,30

)10

(2

00

)2(

2

21−

+=

+A

Bh

vm

AB

hA

337

sin

)(

==

sm

vB

/3

0=

B

A3

7o

F

Ba

lok

0,1

kg

did

oro

ng

pa

da

bid

an

gm

irin

g

de

ng

an

ga

ya

ho

riso

nta

lF

=1

0N

di

titi

kA

tan

pa

ke

cep

ata

na

wa

l.Ji

ka

bid

an

gm

irin

g3

7o

ka

sar

de

ng

an

μk=

1/2

da

nja

rak

AB

ad

ala

h5

m,

ten

tuk

an

:

Hu

ku

mK

ek

ek

ala

nE

ne

rgid

ala

mg

aya

no

n k

on

serv

ati

f

Fis

ika

Fis

ika

II

Co

nto

hC

on

toh

2:

2:

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

ag

ravit

asi

sep

an

jan

gA

B

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

ag

ese

ka

nse

pa

nja

ng

AB

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

aF

se

pa

nja

ng

AB

�K

ece

pa

tan

ba

lok

diti

tik

B

Pe

ny

ele

saia

n

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

ng

ay

ag

ravit

asi

sep

an

jan

gA

B (

−,

be

rla

wa

na

na

rah

ge

rak

)

∫∫

−=

−=

−=

−=

−=

B A

B A

gra

vg

rav

JA

Bm

gd

xm

gr

dF

W3

)5

)(6,

0)(

10

)(1,0(

)(

37

sin

37

sin

.r

r

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

n g

ay

a g

ese

ka

n s

ep

an

jan

g A

B

JW

dx

Fm

gr

dF

W

ges

B A

k

B A

ges

ges

17

)5

)}(

6,0

)(10

()

8,0

)(10

)(1,0

){(

2/

1(

)37

sin

37

cos

(.

−=

+−

=

+−

==

∫∫

µr

r

�U

sah

a y

an

g d

ila

ku

ka

n g

ay

a F

se

pa

nja

ng

AB

BB

rr

Hu

ku

mK

ek

ek

ala

nE

ne

rgid

ala

mg

aya

no

n k

on

serv

ati

f

Fis

ika

Fis

ika

II

∫∫

==

==

B A

B A

FJ

dx

Fr

dF

W4

0)

5)(

8,0

)(1

0(

37

co

s.r

r

�K

ece

pa

tan

di ti

tik

B d

ap

at

dic

ari

de

ng

an

me

ng

gu

na

ka

n k

on

sep

usa

ha

to

tal

= p

eru

ba

ha

n e

ne

rgi k

ine

tik

AB

Fg

es

gra

vA

BE

kE

kW

WW

W−

=+

+=

0)1,

0(40

17

32

21−

=+

−−

=B

AB

vW

sm

vB

/2

0=