RESUME PRESENTASI FISIKA

ENERGI POTENSIAL

DAN

HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK

OLEH :

1. FERDY alfian (09520244009)2. PANDU WICAKSANA (09520244010)3. IMANAJI hari sayekti (09520244011)4. PUTUT aji nalendro(09520244012)5. OKTO AYOMY (09520244013)6. DEVIATI (09520244014)7. M. BAKTIAR RIVAI (09520244015)8. KARTIKA WULANDARI (09520244016)

PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

TAHUN 2009 A. ENERGI POTENSIAL

1 Pengertian Energi Potensial

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya.

meja

P

mg

Disimpulkan bahwa semua usaha luar (Wluar) menghasilkan perubahan energi

potensial (∆EP) bola. Jadi,

Wluar = ∆EP = EPak – EPaw

Persamaan diatas diambil dengan menetapkan tidak ada perubahan energi

kinetik (∆EK = 0) ketika melakukan usaha luar untuk memindahkan bola.

Teorema usaha – energi pada kasus ini memberikan :

Wres = ∆EK = 0

Gaya resultan dari gaya dalam dan gaya luar :

Wres = Wdalam + Wluar = 0 atau Wdalam = - Wluar

Jika gaya dalam yang melakukan usaha pada sistem hanyalah gaya – gaya

konservatif, dapat ditulis :

Wk = -Wluar

Karena Wluar = ∆EP maka :

Wk = -∆EP = -(EP ak – EP aw)

Tanda negatif menyatakan bahwa usaha positif oleh gaya konservatif akan

menurunkan energi potensial sistem.

2 Jenis – Jenis Energi Potensial

a. Energi Potensial Gravitasi

Energi yang dimiliki benda karena pengaruh ketinggiannya dari benda

lain. Energi potensial gravitasi di permukaan bumi (medan gravitasi

homogen/konstan) dinyatakan oleh :

Misalnya kita mengangkat sebuah batu bermassa m. gaya angkat sama

dengan gaya berat yang bekerja pada batu tersebut, yakni mg (massa kali

percepatan gravitasi). Untuk mengangkat batu dari permukaan tanah hingga

ketinggian h, maka harus melakukan usaha yang besarnya sama dengan hasil

kali gaya berat batu (W = mg) dengan ketinggian h. Ingat ya, arah gaya

angkat kita sejajar dengan arah perpindahan batu, yakni ke atas… FA = gaya

angkat

W = FA . s = (m)(-g) (s) = – mg(h2-h1) —– persamaan 1

Tanda negatif menunjukkan bahwa arah percepatan gravitasi menuju ke bawah

Dengan demikian, energi potensial gravitasi sebuah benda merupakan

hasil kali gaya berat benda (mg) dan ketinggiannya (h). h = h2 – h1

EP = mgh —— persamaan 2

Berdasarkan persamaan EP di atas, tampak bahwa makin tinggi (h) benda

di atas permukaan tanah, makin besar EP yang dimiliki benda tersebut. EP

gravitasi bergantung pada jarak vertikal alias ketinggian benda di atas titik

acuan tertentu.

Jika kita gabungkan persamaan 1 dengan persamaan 2 :

Energi potensial gravitasi dalam medan yang tidak homogen (Newton)

dinyatakan oleh :

EP = - GmM r

b. Energi Potensial Elastis

Jika pegas di tekan sejauh x dari panjang alami, diperlukan gaya sebesar

FT (gaya tekan) yang nilainya berbanding lurus dengan x, yakni :

FT = kx

k adalah konstanta pegas dan besarnya tetap. Besarnya gaya pemulih

adalah

FP = -kx

Tanda minus menunjukkan arah gaya pemulih berlawanan arah dengan

gaya tekan. Ini adalah persamaan hukum Hooke. Berlaku apabila pegas tidak

ditekan sampai melewati batas elastisitasnya.

Gaya tekan atau gaya regang selalu berubah, dari F = 0 ketika x = 0

sampai F = kx (ketika pegas tertekan atau teregang sejauh x). Besar gaya

rata-rata adalah :

x merupakan jarak total pegas yang teregang atau pegas yang tertekan

Usaha yang dilakukan adalah :

Nah, akhirnya kita menemukan persamaan Energi Potensial elastis (EP

Pegas)….

Catatan :

Tidak ada rumus umum untuk Energi Potensial. Berbeda dengan energi

kinetik yang memiliki satu rumus umum, EK = ½ mv2, bentuk persamaan EP

bergantung gaya yang melakukan usaha

B. HUKUM KEKEKALAN ENERGI

pembahasan hukum kekekalan energi mekanik diturunkan secara kuantitatif.

Teorema usaha – energi kita peroleh :

Wres = ∆EK

Usaha oleh gaya resultan Wres adalah usaha yang dilakuakn oleh gaya – gaya

konservatif Wk, dan gaya tak konservatif Wtk, sehingga :

Wk + Wtk = ∆EK

Jika pada system hanya bekerja gaya konservatif, maka Wtk = 0 dan persamaan

di atas menjadi

Wk + 0 = ∆EK => Wk = ∆EK

Telah kita ketahui bahwa Wk = - ∆EP, sehingga -∆EP = ∆EK atau ∆EP + ∆EK =

0. Jumlah ∆EP + ∆EK sama dengan ∆EM, sehingga dapat kita tulis :

∆EM = EMak – EMaw = 0

EM ak = EM aw

Energi mekanik EM = EP + EK, sehingga dapat ditulis :

EPak + EKak = EPaw + EKaw

Dikenal dengan sebutan hukum kekekalan energi mekanik, merupakan asal mula

pernyataan “gaya konservatif”. Hukum ini berbunyi :

Jika pada suatu system hanya bekerja gaya – gaya dalam yang

bersifat konservatif, energi mekanik system pada posisi apa saja

selalu tetap (konstan). Artinya, energi mekanik system pada posisi

akhir sama dengan energi mekanik system pada posisi awal.

A. Hubungan Gaya Konservatif dengan Hukum kekekalan Energi Mekanik1) Gaya berat

Untuk sistem yang bergerak di bawah gaya berat, energi mekaniknya terdiri

dari energi potensial grafitasi EP = mgh dan energi kinetik EK = ½ mv2.

sehingga hukum kekekalan energi mekanik dapat ditulis dengan :

mghak + ½ mv2ak = mghaw + ½ mv2

aw

2) Gaya pegas

Untuk sistem yang bergerak di bawah pengaruh gaya pegas, energi mekaniknya

terdiri dari energi potensial elastis pegas EPpegas = ½ kx2 dan energi kinetik benda

EKbenda = ½mv2. Sehingga hukum kekekalan energi mekanik dapat ditulis

½kx2ak + ½mv2

ak = ½kx2aw + ½mv2

aw

DAFTAR PUSTAKA

Kanginan, Marthen. 2006.Fisika untuk SMA Kelas XI.Jakarta:Penerbit Erlangga.

Kanginan, Marthen.2004.Seribu Pena Fisika SMA untuk Kelas XI.Jakarta:Penerbit Eralangga

_ _ _ _ _ _ _.2008.Detik – Detik Ujian Nasional Fisika.Klaten:PT.Intan Pariwara.

PERTANYAAN

1. AGUS JAKA (095202440

Maksud dari pernyataan bahwa Ep untuk memindahkan dua titik tanpa percepatan?

Maksudnya adalah usaha dari luar yang digunakan untuk memindahkan suatu benda

dari satu titik ke titik yang lain dengan kecepatan konstan.

Yang dimaksud dengan tanpa kecepatan adalah kecepatannya konstan/tetap.

Kenapa tidak menjelaskan hukum Hooke?

Karena kita hanya menyinggung Energi potrensial elastis, yang dipengaruhi oleh gaya

elastisitas sehingga hanya mengambil persamaannya tanpa menjelaskan apa itu hukum

hooke itu sendiri.

2. HENDRIKUS (095202490

Apa maksud dari massa sumber?

Misalkan jika kedudukan benda tidak jauh dari permukaan bumi. Dan bumi sebagai

titik acuan sehingga benda tersebut memiliki massa sendiri dan Bumi sebagai massa

sumber.

3. ARIF MUTTAQIN (095202440

G itu merupakan percepatan gravitasi atau ketetapan grafitasi?

G adalah ketetapan gravitasi yang memiliki besar 6,7 x 10-11 Nm2kg-2

Percepatan gravitasi dan ketetapan grafitasi itu berbeda karena percepatan gravitasi itu

tidak stabil jika suatu benda berada pada ketinggian lebih besar dari jari – jari bumi

maka besar gaya grafitasi menjadi tidak homogen. Tetapi jika makin jauh dari

permukaan bumi maka percepatan akan mengecil. Sehingga digunakan titik acuhan

yang berada di tak terhingga, yang bergrafitasi nol.

4. NUNING (095202440

Jika benda berputar pada ketinggian tertentu apakah perputarannya tersebut

mempengaruhi Ep?

Kembali ke rumus awal Ep = mgh. Sehingga Ep tidak dipengaruhi oleh perputaran/

rotasi suatu benda. Yang mempengaruhi besarnya Ep adalah massa, percepatan

gravitasi dan ketinggian benda selain itu tinjauan dari besarnya Ep adalah bumi.

Tetapi, untuk massa jenis dapat mempengaruhi Ep, karena besarnya massa jenis dapat

dicari dengan massa dibagi volume, sehingga mempengaruhi besarnya Ep.

5. EFI ROHMATIKA (095202440

Apa yang dimaksud gaya konservatif?

Gaya yang bisa berubah saat kondisi tertentu.