Definisi Usaha (kerja) dan Energi dalam Ilmu Fisika

USAHA (KERJA) DAN ENERGI

 Definisi Usaha (kerja) dan Energi dalam Ilmu FisikaKonsep fisika dalam dinamika yang juga dapat digunakan untuk mengetahui keadaan gerak suatu benda yang menghubungkan pengaruh luar (gaya) dengan keadaan gerak benda, selain hukum Newton adalah konsep usaha (kerja) dan energi (tenaga). Bedanya dengan konsep hukum newton, usaha dan energi adalah besaran skalar. Karena itu, untuk beberapa kasus, konsep usaha-energi dapat lebih mudah digunakan untuk mengetahui keadaan gerak suatu benda akibat pengaruh luar (gaya).

Usaha

Dalam fisika, usaha merupakan proses perubahan Energi dan usaha ini selalu dihubungkan dengan gaya (F) yang menyebabkan perpindahan (s) suatu benda. Dengan kata lain, bila ada gaya yang menyebabkan perpindahan suatu benda, maka dikatakan gaya tersebut melakukan usaha terhadap benda.

Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan adalah hasil kali skalar vektor gaya dan vektor perpindahan benda, hasil kali komponen gaya dalam arah gerakan dan besar perpindahan titik tangkap gaya tersebut :
W=F cos θ Δx = Fx Δx
dengan θ adalah sudut antara vektor gaya dan vektor perpindahan benda.

Energi

Energi sering juga disebut dengan tenaga. Dalam kehidupan sehari-hari energi dihubungkan dengan gerak, misal orang yang energik artinya orang yang selalu bergerak tidak pernah diam. Energi dihubungkan juga dengan kerja. Jadi Energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan kerja.
Dalam Fisika energi dihubungkan dengan gerak, yaitu kemapuan untuk melakukan kerja mekanik. Energi dialam adalah besaran yang kekal, dengan sifat-sifat sebagai berikut :

  1. Transformasi energi : energi dapat diubah menjadi energi bentuk lain, tidak dapat hilang misal energi pembakaran berubah menjadi energi penggerak mesin
  2. Transfer energi : energi dapat dipindahkan dari suatu benda kebenda lain atau dari sistem ke sistem lain, misal kita memasak air, energi dari api pindah ke air menjadi energi panas, energi panas atau kalor dipindah lagi keuap menjadi energi uap
  3. Kerja : energi dapat dipindah ke sistem lain melalui gaya yang menyebabkan pergeseran, yaitu kerja mekanik
  4. Energi tidak dapat dibentuk dari nol dan tidak dapat dimusnahkan

 Definisi Usaha (kerja) dan Energi dalam Ilmu FisikaSumber-sumber energi yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya: energi minyak bumi, energi batubara, energi air terjun, energi angin, energi nuklir dan energi kimia. Bagi tubuh manusia energi didapatkan dari nutrisi makanan. Satuan energi dalam standar internasional adalah Joule. Berkaitan dengan energi nutrisi biasanya digunakan kalori atau Kilokalori (Kkal), dimana 4,2 Joule setara dengan 1 kalori.

Macam-Macam Energi
Terdapat banyak definisi jenis energi, tetapi yang paling sering dibahas dalam sistem gerak adalah energi kinerik dan energi potensial. Energi didasarkan bentuk konversinya sangat banyak, antara lain: energi kimia, energi listrik, energi cahaya, energi bunyi, energi mekanik dan lain-lain….

Energi Kinetik
Sebuah benda yang bermassa m dan bergerak dengan laju v, mempunyai energi kinetik sebesar Ek dengan kata lain , energi kinetik suatu benda adalah energi yang dipunyai benda yang bergerak. Berarti setiap benda yang bergerak, mempunyai energi kinetik Ek, secara matematis, energi kinetik dapat ditulis sebagai:

Ek = 1/2 mv^2

Dimana
m = massa benda (kg)
v = laju benda (m/s)
Ek = energi kinetik (joule)

Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki akibat kedudukan benda tersebut terhadap bidang acuannya. Sedangkan yang dimaksud dengan bidang acuan adalah bidang yang diambil sebagai acuan tempat benda mempunyai energi potensial sama dengan nol. Sebagai contoh dari energi potensial, adalah energi pegas yang diregangkan, energi karet ketapel, energi air terjun.

Perumusan energi potensial, secara matematis dapat ditulis
Ep = m g h
Dimana :
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi (m/s 2 )
h = ketinggian dari muka bumi (m)
Ep = energi potensial (joule)

Tubuh kita yang berkedudukan h meter dari tanah/lantai memiliki Energi Potensial terhadap tanah. Dalam hal ini, bidang lantai dianggap sebagai bidang acuan.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *