Lkm-11-Energi Dan Usaha - Bag 1 [PDF]

Citation preview

LEMBAR KERJA MAHASISWA-11 KERJA DAN ENERGI (Bagian-1) Pendahuluan 1) Seperti yang sudah dikemukakan pada pertemuan awal, salah satu bidang kajian ilmu fisika itu adalah tentang materi dan energi serta hukum-hukum yang menyertainya. Apa itu energi? Mengapa energi itu sangat penting dalam kehidupan?



2) Banyak sekali bentuk-bentuk energi yang tersedia di alam semesta ini. Coba Anda kemukakan bentukbentuk energi itu dan berikan masing-masing contohnya!



3) Mengapa konsep energi itu sangat erat hubungannya dengan konsep KERJA (usaha) dalam fisika? Apa sebenarnya usaha itu?



Usaha dan Energi Kinetik Perhatikan gambar berikut ! Sebuah balok yang terletak pada bidang datar diikat dengan tali dan ditarik dengan tali membentuk sudut θ terhadap bidang datar.



1) Apa yang terjadi ketika balok ditarik? Apakah terjadi perpindahan energi dari orang yang menarik pada balok? Perpindahan energi itu terjadi melalui apa?



2) Dengan ditarik oleh gaya yang membentuk sudut θ terhadap arah horizontal, bagaimana gerakan balok? Bagaimana perpindahan balok dalam arah vertikal dan horizontal?



3) Besarnya energi yang ditransfer lewat gaya dalam fisika disebut KERJA (Usaha). Bagaimana cara menghitung besarnya energi yang ditransfer?



4) Apakah gaya yang dikerjakan pada balok dengan membentuk sudut arah horizontal dan dalam arah vertikal? Mengapa? Jelaskan!



5) Mengapa usaha oleh gaya yang membentuk sudut θ



θ



melakukan usaha dalam



itu hanya ada dalam arah horizontal?



6) Jika gaya yang dikerjakan pada balok itu besarnya konstan, dan membentuk sudut horizontal, bagaimana rumusan usahanya?



θ terhadap arah



7) Gaya dan perpindahan itu merupakan besaran vektor. Gaya dan perpindahan menjadi penentu besarnya energi yang ditransfer. Apakah usaha juga merupakan besaran vektor? Bagaimana rumusan usaha oelh gaya konstan secara umum?



8) Kapan Usaha itu berharga positif ? Dan kapan usaha itu berharga negatif? Apa arti fisis usaha berharga positif? Apa arti fisis usaha berharga negatif? 9) Apa satuan Usaha?



10) Dalam demonstrasi di atas, berapa besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi? Jelaskan! Berapa besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya normal? Jelaskan!



11) Dalam demonstrasi di atas, ada berapa gaya yang bekerja pada balok? Bagaimana cara menghitung usaha total pada balok?



12) Apa yang dimaksud dengan energi kinetik dari sebuah benda?



13) Jika balok dianggap sebagai partikel, buktikan bahwa kerja total yang dilakukan pada balok akan sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut?



1 1 W total= mv 2 − mv 2 =ΔE k 2 f 2 i 14) Rumusan : disebut Teorema Usaha-Energi. Rumusan ini sangat penting sekali dalam mekanika. Apakah teorema itu berlaku untuk gaya netto yang konstan atau tidak konstan? Mengapa ? Jelaskan!



Penguatan Konsep-1 Perhatikan Demonstrasi berikut ! Sebuah balok 5 kg terletak pada lantai mendatar . Balok tersebut dinaikkan dari keadaan diam sejauh 2 m oleh sebuah gaya luar ke atas sebenar 50 N. 1) Jika balok adalah sistem kita, benda yang mana saja yang berperan sebagai lingkungannya? Coba Anda gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada balok!



2) Berapa besar usaha yang dilakukan oleh gaya luar tersebut?



3) Apaka gaya graviasi mengerjakan usaha pada balok? Berapa besar usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi? 4) Berapa besarnya usaha total yang dikerjakan pada balok?



5) Apakah pada demonstrasi tersebut berlaku Teorema Usaha -Energi?



6) Berapa besar kelajuan balok setelah menempuh jarak 2 m?



7) Apa kesimpulan Anda ?



Penguatan Konsep-2 Perhatikan Gambar Berikut! Pada gambar tersebut seorang anak menarik sebuah benda di atas permukaan salju. 1) Jika sistem kita adalah kereta luncur, benda mana saja yang berperan sebagai lingkungan?



2) Gambarkan gaya-gaya yang bekerja pada kereta luncur!



3)



Jika massa kereta luncur 10 kg dan anak laki-laki tersebut mengerjakan gaya 36 N dengan arah



θ=30 0 , tentukan besarnya usaha yang dialakukan oleh anak laki-laki itu?



4) Berapa kelajuan akhir kereta luncur setelah bergerak 3 m? (Asumsikan kereta luncur mulai bergerak dari keadaan diam dan tidak ada gesekan)



5) Pada kasus ini, apakah teorema Usaha-Energi berlaku? Mengapa?