Ilmu Sekitar

Rumus Usaha Energi Kineteik dan Potensial

TAMBANGILMU.COM - Usaha adalah energi yang mengubah posisi di mana gaya diterapkan pada suatu benda atau benda. Usaha yang dilakukan oleh suatu benda didefinisikan sebagai hasil kali dari jarak yang ditempuh gaya ke arah perpindahannya. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini admin tambangilmu akan membagikan Rumus Usaha Energi Kineteik dan Potensial yang bisa kalian pahami.

Usaha dinotasikan dengan W untuk mewakili singkatan bahasa Inggris pekerjaan, yaitu Work. Satuan usaha adalah Joule, yang didefinisikan sebagai energi yang dibutuhkan untuk menerapkan gaya sebesar satu newton dan satu meter. Oleh karena itu, 1 joule sama dengan 1 Newton meter (N.m).

Rumus Usaha dinotasikan sebagai :

Dimana :

$W$ = Usaha yang dilakukan (Joule)
$F$ = Gaya yang diberikan (N)
$x$ = jarak perpindahan objek (m)

Agar Anda lebih memahami konsep bisnis, perhatikan gambar-gambar jalur bisnis berikut komponennya :

rumus usaha dan energi

Jika gaya yang diberikan pada benda membentuk sudut, maka persamaannya menjadi :

$W = F \cos \theta \cdot s$

Dimana :

$\theta$ = sudut yang dibentuk gaya terhadap perpindahan.

Nilai usaha bisa positif atau negatif, tergantung dari arah gaya geraknya. Jika gaya yang diberikan pada benda berlawanan dengan arah pergerakan benda, maka usaha yang diterapkan bertanda negatif. Jika gaya yang diberikan searah dengan perpindahan, benda tersebut melakukan pekerjaan positif.

Usaha juga bisa nol (0) atau objek tidak bekerja, jika,

Diberikan gaya namu tidak terjadi perpindahan
Gaya yang diberikan tegak lurus dengan perpindahan ( $\cos 90^{\circ}=0$ )

Energi

Energi adalah salah satu konsep terpenting dalam sains. Energi tidak bisa didefinisikan begitu saja. Namun dalam hal ini, karena energi berkaitan dengan kerja, maka energi dapat diartikan sebagai kapasitas usaha.

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi gerak, yaitu energi suatu benda atau benda akibat geraknya. Energi kinetik berasal dari bahasa Yunani kinetikos yang artinya gerak. Oleh karena itu, Anda harus mengetahui bahwa setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik.

Rumus Energi Kinetik dinotasikan sebagai :

$EK = \frac{1}{2}m \cdot v^2$

Dimana :

$EK$ = Energi Kinetik benda (Joule)
$m$ = massa benda (kg)
$v$ = kecepatan benda (m/s²)

Usaha adalah energi. Dalam hal ini, usaha adalah perubahan energi. Hubungan bisnis dengan Energi Kinetik dinyatakan sebagai :

$W = \Delta EK = \frac{1}{2} m (v_2^2 - v_1^2)$

Dimana :

$W$ = Usaha yang dilakukan benda (Joule)
$EK$ = perubahan Energi Kinetik (Joule)
$(v_2^2 - v_1^2)$ = perubahan kecepatan (m/s²)

Energi Potensial

Saat suatu benda bergerak, maka dapat dikatakan benda tersebut memiliki energi kinetik. Namun, benda mungkin juga memiliki energi potensial. Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda karena posisi, bentuk atau strukturnya. Salah satu contoh energi potensial adalah energi potensial gravitasi, atau selanjutnya kita menyebutnya energi potensial. Energi potensial disebabkan oleh gravitasi. Jika massa dan tinggi suatu benda bertambah, energi potensinya semakin besar.

Rumus Energi Potensial dinotasikan sebagai :

$EP = mgh$

Dimana :

$EP$ = Energi Potensial benda (Joule)
$g$ = kecepatan gravitasi (9,8 m/s2)
$h$ = ketinggian benda (m)

Hubungan usaha dengan Energi Potensial dinotasikan dengan :

$W = \Delta EP = mg(h_2 - h_1)$

Dimana :

$h_2 - h_1$ = perubahan ketinggian (m)

Energi Mekanik

Energi mekanik adalah sejenis energi yang berhubungan dengan gerakan. Nah, kedua jenis energi di atas, energi kinetik dan energi potensial, merupakan bagian dari energi mekanik.

Persamaan energi mekanik dinyatakan sebagai :

$EM = Ek + Ep$

Energi mekanik yang dimiliki oleh suatu benda selalu konstan/tetap pada setiap titik lintasan benda, inilah yang disebut dengan Hukum Kekekalan Energi. Energi tidak dapat dibuat atau dihancurkan, hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Maka persamaan hukum kekekalan energi dinyatakan dengan :

$\Delta = 0$

$EM_1 = EM_2 = konstan$

$Ek_1 + Ep_1 = Ek_2 + Ep_2$

Dimana :

$EM$ = Energi Mekanik benda (Joule)
$EM_1$ = energi mekanik di posisi 1
$EM_2$ = energi mekanik di posisi 2

Demikian penjelasan tentang Rumus Usaha Energi Kineteik dan Potensial semoga artikel di atas bemanfaat.

Baca Juga :

Selengkapnya

Hukum Newton 1, 2, 3 : Bunyi dan Rumusnya Lengkap

TAMBANGILMU.COM - Hukum Newton adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang ditimbulkannya. Hukum gerak ini merupakan dasar dari mekanika klasik, yang dijelaskan dalam tiga hukum fisika.

Seperti namanya, hukum Newton diajukan oleh fisikawan, matematikawan, dan filsuf Inggris Sir Isaac Newton (1643-1722). Dia menemukan hukum gravitasi, hukum gerak, kalkulus, teleskop pantul, dan spektrum. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini admin tambangilmu akan membagikan Hukum Newton 1, 2, 3 : Bunyi dan Rumusnya Lengkap yang bisa kalian pahami.

Hukum Newton 1

Bunyi : “Jika resultan pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap”

Menurut hukum ini, Anda dapat memahami bahwa benda cenderung mempertahankan keadaannya. Benda diam akan cenderung diam, dan benda bergerak cenderung tetap. Oleh karena itu, hukum pertama Newton disebut juga dengan kelembaman inersia atau hukum inersia.

Kamu dapat melihat contoh penerapan Hukum Newton I. Jika Kamu berada di dalam kendaraan yang bergerak dan kemudian tiba-tiba melakukan pengereman, tubuh Anda akan terdorong ke depan. Itulah yang dimaksud dengan "trend berkelanjutan" atau "kecenderungan untuk tetap melaju". Anda bisa mengamati contoh lain, jika Anda duduk di kendaraan yang tidak bergerak lalu bergerak tiba-tiba, tubuh Anda akan melompat ke belakang. Inilah yang dimaksud dengan "kecenderungan untuk diam".

Contoh di atas adalah kejadian kelembaman atau inersia. Sifat inersia benda bergantung pada massa benda. Semakin besar massa suatu benda, semakin besar kelembamannya.

Massa adalah jumlah inersia suatu benda. Semakin besar massa suatu benda, semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk mempercepat atau mempercepat benda tersebut. Selain itu, besararan mass lebih sulit dipindahkan dari posisi diam dan sulit berhenti bergerak.

Hukum Newton 2

Bunyi : "Percepatan suatu benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja pada benda dan berbanding terbalik dengan massa benda. Arah percepatannya sama dengan arah gaya total yang bekerja padanya".

Menurut hukum Newton II, Kamu dapat memahami bahwa jika suatu benda menerima gaya searah dengan gerakan benda, kecepatan benda akan bertambah. Namun, jika arah gaya total yang diberikan pada benda berlawanan dengan arah gerakan benda, gaya tersebut akan mengurangi kecepatan benda atau bahkan menghentikan benda untuk bergerak.

Karena perubahan kaljuan atau perubahan kecepatan adalah percepatan. Maka dapat disimpulkan bahwa gaya total yang bekerja pada benda menyebabkan percepatan. Kamu dapat mengamati contoh penerapan hukum Newton II, jika Kamu menendang bola (artinya Kamu menerapkan gaya pada bola), bola akan bergerak dengan percepatan tertentu.

Karena kecepatan atau perubahan kecepatan adalah percepatan. Maka dapat disimpulkan bahwa gaya total yang bekerja pada benda menyebabkan percepatan. Kamu dapat mengamati contoh penerapan hukum Newton II, jika Anda menendang bola (artinya Kamu menerapkan gaya pada bola), bola akan bergerak dengan percepatan tertentu.

Hukum kedua Newton II dinotasikann dengan rumus :

Dimana :

$\Sigma F$ = gaya total yang bekerja pada benda (N)
$m$ = massa benda (kg)
$a$ =percepatan benda (m/s²)

Hukum Newton 3

Bunyi : "Ketika sebuah benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua memberikan gaya yang sama, tetapi berlawanan arah dengan benda pertama".

Contohnya adalah ketika Anda mengetuk meja (yang berarti menerapkan gaya ke meja), dan kemudian meja akan mengirimkan gaya kembali ke tangan Anda dalam besaran yang sama dan arah yang berlawanan dengan gaya yang diterapkan. Oleh karena itu, semakin besar sentuhan meja, tangan Anda akan semakin sakit, karena meja memberikan tenaga yang lebih besar pada tangan Anda. Lihatlah gambar di bawah ini.

hukum aksi reaksi

Hukum Newton III dinotasikan dengan rumus :

Dimana :

$F_1$ = gaya yang diberikan pada benda 2 (N)
$F_2$ = gaya yang diterima kembali pada benda 1 (N)

Demikian penjelasan tentang Hukum Newton 1, 2, 3 : Bunyi dan Rumusnya Lengkap semoga artikel di atas bemanfaat.

Baca Juga :

Selengkapnya

Pengertian Gaya Gesek dan Rumusnya Lengkap

TAMBANGILMU.COM - Gesekan adalah gaya yang berlawanan dengan arah gerak suatu benda. Gaya ini timbul karena saat benda mulai bergerak hingga benda bergerak, kontak antara benda dengan lintasan menimbulkan gesekan antara keduanya. Besarnya gaya ditentukan berdasarkan kekasaran permukaan kedua bidang yang bersentuhan, sehingga semakin kasar permukaan bidang tersebut maka nilai gesekannya akan semakin besar. Ada dua jenis gaya gesek, yaitu gesekan statis dan gesekan dinamis. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini admin tambangilmu akan membagikan Pengertian Gaya Gesek dan Rumusnya Lengkap yang bisa kalian pahami.

Gaya Gesek Statis (GGS)

Gaya gesek statis adalah gaya yang hanya bekerja saat benda diam, dan tidak bekerja hingga benda akan bergerak. Misalnya, GGS dapat mencegah Anda terpeleset dari posisi berdiri. GGS juga dapat mencegah objek meluncur ke bawah sepanjang bidang miring.

Besarnya GGS adalah hasil perkalian dari koefisien gesekan statik dan gaya normal benda. Koefisien gesekan adalah besaran yang bergantung pada kekasaran dua permukaan kontak. Koefisien gesekan statik dinyatakan sebagai $\mu_x$ .

Persamaan GGS :

$f_s = \mu_x \cdot F_n$

rumus gaya gesek

Sumber: Douglas C. Giancoli, 2005

Perhatikan gambar di atas untuk melihat arah gaya. Karena setiap benda yang diam hingga bergerak tepat akan memiliki nilai GGS, maka jika gaya yang diberikan lebih kecil dari nilai GGS maka benda tersebut tidak akan bergerak (karena arah gaya yang diberikan berlawanan dengan arah gesekan). Oleh karena itu, jika gaya yang diterapkan lebih besar dari nilai GGS, objek akan dapat bergerak.

Benda tetap diam

Benda mulai bergerak

Gaya Gesek Kinetik (GGK)

Gaya gesek kinetis adalah gaya yang ditimbulkan saat suatu benda bergerak. Saat benda diam sampai akan bergerak, gaya yang bekerja adalah GGS. Kemudian, saat benda mulai bergerak, gaya tersebut adalah GGK. Tanpa GGK, benda yang terkena gaya akan selalu ada dan tidak akan berhenti karena tidak ada gesekan yang memperlambatnya, seperti halnya di luar angkasa.

Sama seperti GGS, nilai GGK merupakan hasil perkalian dari koefisien gesek dan gaya normal benda. Koefisien gesekan dinamis diwakili oleh $\mu_k$ . Umumnya, untuk bahan yang sama, nilai koefisien gesekan dinamis selalu lebih kecil dari koefisien gesekan statis.

Persamaan GGK :

$f_k = \mu_k \cdot F_k$

$\mu_k < \mu_s$

Demikian penjelasan tentang Pengertian Gaya Gesek dan Rumusnya Lengkap semioga artikel di atas bermanfaat.

Baca Juga :

Selengkapnya

Pengertian Macam-macam Jenis Katrol dan Contohnya Lengkap

TAMBANGILMU.COM - Katrol merupakan salah satu pesawat terbang sederhana dengan fungsi yang memudahkan pekerjaan manusia. Bagian utama katrol terdiri dari roda kecil yang berputar sepanjang porosnya dan juga memiliki alur tertentu pada sisinya yang akan dililitkan pada tali, kabel dan rantai. Oleh karena itu, pada kesempatan kali ini admin tambangilmu akan membagikan tentan Pengertian Macam-macam Jenis Katrol dan Contohnya Lengkap yang bisa kalian pahami.

Katrol yang digunakan dalam kombinasi dengan tali atau rantai untuk mengangkat benda berat atau mengubah arah gaya.

Sedangkan prinsip kerja katrol adalah menggunakan roda atau as untuk menarik atau mengangkat benda agar terasa lebih ringan. Kemudian ikat salah satu ujung tali ke beban dan tarik ujung lainnya dengan kuat agar katrol berputar.

Macam-macam Jenis Katrol

Katrol bekerja dengan cara yang sama seperti prinsip tuas. Katrol dapat dibagi menjadi katrol tetap, katrol bergerak, dan sistem katrol.

Katrol Tetap

Katrol tetap biasanya digunakan untuk mengangkat benda yang ringan. Dalam katrol berlaku :

Dengan :

w = berat beban (N)
lB = lengan beban (m)

F = gaya angkat (N)
lK = lengan beban (m)

Prinsip kerja katrol tetap adalah daya sama dengan berat beban, dan lengan daya sama dengan lengan beban. Oleh karena itu, keuntungan mekanis dari katrol tetap adalah untuk mengubah arah gaya, yaitu gaya angkat ke arah berat orang tersebut.

Katrol Bergerak

Perhatikan gambar di bawah ini, yang ditunjukkan pada beban gerak katrol (w), panah bawah berlawanan dengan 2 panah atas. Panah atas menunjukkan daya angkat setiap F.

Pada katrol yang bergerak, benda yang terangkat tergantung pada poros katrol. Oleh karena itu, gaya tersebut setengah dari berat beban. Jika gesekan dapat diabaikan, keuntungan mekanis dari katrol yang bergerak adalah beban / daya = W / F = 2.

Oleh karena itu selain memudahkan dalam mengangkat benda, menggunakan katrol bergerak memiliki keunggulan yaitu tenaganya setengah dari berat bebannya.

Sistem Katrol

Sistem katrol terdiri dari beberapa katrol tetap dan katrol bergerak, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Umumnya sistem katrol ini digunakan untuk mengangkat beban dengan massa beberapa ton, seperti rangka jembatan dan kontainer.

Saat menggunakan sistem katrol, daya yang dibutuhkan untuk mengangkat beban dapat dikurangi.Jika gesekan katrol diabaikan, persamaan berikut berlaku untuk sistem katrol.

w = 2 F n

Dengan :

w = beban ( N )
F = kuasa ( N )
n = banyaknya katrol tiap blok

Keuntungan mekanis dari sistem katrol adalah beban / daya = W / F = 2n. Oleh karena itu, keuntungan mekanis dari sistem katrol tergantung pada jumlah katrol yang tersedia.

Demikian penjelasan tentang, Pengertian Macam-macam Jenis Katrol dan Contohnya Lengkap semoga artikel di atas bemamfaat.

Baca Juga :

Selengkapnya

Rumus Usaha Energi Kineteik dan Potensial

Hukum Newton 1, 2, 3 : Bunyi dan Rumusnya Lengkap

Pengertian Gaya Gesek dan Rumusnya Lengkap

Pengertian Macam-macam Jenis Katrol dan Contohnya Lengkap

Popular Posts