Energi, Usaha dan Daya

*

Tujuan Pembelajaran:

1. Mendeskripsikan sumber energi dalam

tubuh makhluk hidup

2. Menyebutkan aplikasi bentuk energi

dalam kehidupan sehari-hari

3. Mendeskripsikan contoh perubahan

energi dalam kehidupan sehari-hari

4. Mengetahui hubungan antara energi

dan usaha

5. Menentukan daya yang dihasilkan oleh

suatu benda

A. ENERGI

*Energi: kemampuan untuk melakukan kerja atau
usaha.

*Satuan energi, SI: joule (J)
*1 J = 0,24 kalori dan 1 kalori = 4,2 J

*

Makanan Energi Energi
Kimia Otot

*

1. Energi Potensial

 =  ×  × ℎ

Keterangan:
Ep = energi potensial (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s2)
h = tinggi benda dari tanah (m)

*Contoh Soal

*Sebuah benda massanya 5 kg berada pada
ketinggian 2 m. Jika percepatan gravitasi
bumi adalah 10 m/s2, maka energi potensial
benda itu adalah... .

Dik: m = 5 kg Jawab:
h=2m
g = 10 m/s2  =  ×  × ℎ

Dit: Ep = ….? Ep = 100 N

*

*Sebuah apel bermassa 0,5 kg jatuh dari
pohon yang ketinggiannya 2 m. Jika
percepatan gravitasi bumi 10 m/s2,
tentukan energi potensial apel tersebut!

Dik: m = 0,5 kg Jawab:
h=2m
g = 10 m/s2  =  ×  × ℎ

Dit: Ep = ….? Ep = 10 J

2. Energi Kinetik

 = 1 ×  × 
2

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

Mobil mana yang mengalami
kerusakan terparah??

*

*Mobil Iqbal bermassa 500 kg bergerak dengan
kecepatan 10 m/s. Berapakah energi kinetiknya?

Dik: m = 500 kg Jawab:  = 1 ×  × 
v = 10 m/s 2

Dit: Ek = ….? Ek = 25.000 J

*

*Sebuah mobil VW dan mobil truk saling
bertabrakan, seperti animasi di atas. Tentukan
energi kinetik masing-masing mobil!
Jawab: VW = 200.000 J dan truk = 600.000 J

3. Energi Kimia

Energi Kalor

Energi Listrik

6. Energi Bunyi

7. Energi Nuklir

*

Energi
Listrik

Energi
Cahaya

*

 =  + 

Keterangan:
Em = energi mekanik (J)
Ek = energi kinetik (J)
Ep = energi potensial (J)

*

*Sebuah roller coaster dengan
massa total 200 kg berada
pada ketinggian 1 m.
Kecepatannya saat di posisi itu

1 meter adalah 40 m/s, jika
percepatan gravitasi bumi 10
m/s2. Tentukanlah energi
mekaniknya!

Jawab:
Ek = 160.000 J
Ep = 2.000 J
Em = 162.000 J

*

“Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan, hanya dapat diubah ke bentuk energi
lain.”

*

B. USAHA

(a) (b) (c)

Manakah yang merupakan usaha secara fisika??

Jawab: (a) dan (c)

Dalam fisika,
USAHA: hasil kali komponen gaya yang searah dengan
perpindahan dan besar perpindahan yang ditimbulkan.

F

s

dengan, W=Fxs
W = usaha yang dilakukan (joule)
s = perpindahan benda (m)
F = gaya yang bekerja (N)

USAHA BERNILAI “NOL”

USAHA BERNILAI “POSITIF”

USAHA BERNILAI “NEGATIF”

1. Sebuah mobil menarik batu besar dengan
gaya sebesar 2000 N. Akibatnya, batu besar
itu bergerak sejauh 50 m. Hitunglah usaha
yang dilakukan oleh mobil!

Dik: F = 2000 N Jawab: W = F x s
s = 50 m = 2000 x 50
= 100000 J
Dit: W = ….?

1. F (N) Hitunglah usaha yang
12 dilakukan gaya tersebut
saat benda berpindah
sejauh :
a. 6 m

0 18 s (m) b. 18 m
6

Jawab: a. W = ½. 6. 12 = 36 J

b. W = W1 + W2
= 36 J + (12 x 12) J

= 180 J

Dua buah gaya masing-masing F1 = 10 N dan F2 = 5 N
bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu
permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan
sejauh 5 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada
benda oleh kedua gaya tersebut!

Jawab: 75 J

Seorang anak memindahkan sebuah buku
yang jatuh dilantai ke atas meja. Massa
buku adalah 300 gram dan tinggi meja
dari lantai adalah 80 cm. Jika
percepatan gavitasi bumi adalah 10
m/s2 tentukan usaha yang diperlukan!

Jawab: 2,4 joule

USAHA = PERUBAHAN ENERGI POTENSIAL

Sebuah kereta api dengan massa 500 kg melaju
dengan kecepatan 40 m/s. Kemudian kereta api itu
menambah kecepatannya hingga 60 m/s. Tentukan
besar usahanya!

Jawab: 500.000 J = 500 kJ

USAHA = PERUBAHAN ENERGI KINETIK 

C. DAYA


= 

Keterangan:
P = daya (J/s atau watt)
W = usaha atau energi (J)
t = waktu (sekon atau detik)

*

*

*Seorang petani menggunakan traktor untuk
membajak sawahnya dengan gaya 100 N. Ia berhasil
membajak sejauh 5 m dalam waktu 500 detik.
Tentukan daya yang dilakukan petani bersama
traktornya itu?

Jawab: 5 watt atau 5 J/s