Jika pada peninjauan suatu soal, terjadi perubahan kecepatan akibat gaya yang bekerja pada benda sepanjang jarak yang ditempuhnya, maka prinsip usaha-energi berperan penting dalam penyelesaian soal tersebut
W tot = DEk ® S F.S = Ek akhir - Ek awal
W tot = jumlah aljabar dari usaha oleh masing-masing gaya
= W1 + W2 + W3 + .......
D Ek = perubahan energi kinetik = Ek akhir - Ek awal
ENERGI POTENSIAL PEGAS (Ep)
Ep = 1/2 k D x2 = 1/2 Fp Dx
Fp = - k Dx
Dx = regangan pegas
k = konstanta pegas
Fp = gaya pegas
Tanda minus (-) menyatakan bahwa arah gaya Fp berlawanan arah dengan arah regangan x.
2 buah pegas dengan konstanta K1 dan K2 disusun secara seri dan paralel:
1 = 1 + 1 (seri)
Ktot K1 K2
Ktot = K1 + K2 (paralel)
Note: Energi potensial tergantung tinggi benda dari permukaan bumi. Bila jarak benda jauh lebih kecil dari jari-jari bumi, maka permukaan bumi sebagai acuan pengukuran. Bila jarak benda jauh lebih besar atau sama dengan jari-jari bumi, make pusat bumi sebagai acuan.
Contoh:
1. Sebuah palu bermassa 2 kg berkecepatan 20 m/det. menghantam sebuah paku, sehingga paku itu masuk sedalam 5 cm ke dalam kayu. Berapa besar gaya tahanan yang disebabkan kayu ?
Jawab:
Karena paku mengalami perubahan kecepatan gerak sampai berhenti di dalam kayu, make kita gunakan prinsip Usaha-Energi:
F. S = Ek akhir - Ek awal
F . 0.05 = 0 - 1/2 . 2(20)2
F = - 400 / 0.05 = -8000 N
(Tanda (-) menyatakan bahwa arah gaya tahanan kayu melawan arah gerak paku ).
2. Benda 3 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s pada sebuah bidang datar kasar. Gaya sebesar 20Ö5 N bekerja pada benda itu searah dengan geraknya dan membentuk sudut dengan bidang datar (tg a = 0.5), sehingga benda mendapat tambahan energi 150 joule selama menempuh jarak 4m.
Hitunglah koefisien gesek bidang datar tersebut ?
Jawab:
Fx = F cos a = 20Ö5 = 40 N
Fy = F sin a = 20Ö5 . 1Ö5 = 20 N
S Fy = 0 (benda tidak bergerak pada arah y)
Fy + N = w ® N = 30 - 20 = 10 N
Gunakan prinsip Usaha-Energi
S Fx . S = Ek
(40 - f) 4 = 150 ® f = 2.5 N
3. Sebuah pegas agar bertambah panjang sebesar 0.25 m membutuhkan gaya sebesar 18 Newton. Tentukan konstanta pegas dan energi potensial pegas !
Jawab:
Dari rumus gaya pegas kita dapat menghitung konstanta pegas:
Fp = - k Dx ® k = Fp /Dx = 18/0.25 = 72 N/m
Energi potensial pegas:
Ep = 1/2 k (D x)2 = 1/2 . 72 (0.25)2 = 2.25 Joule
Penjelasan Materi Lainnya
Video Contoh Soal dan Pembahasan Aturan Rantai (lebih sulit) - Kalkulus
Video berikut berisikan tutorial mengenai cara menyelesaikan beberapa soal yang terkait dengan aturan rantai dengan bantuan penyelesaian dari soal-soal terkait. Mengapa memilih tutorial video?, banyak orang yang membaca tutorial online namun sering m...
Video Contoh Soal dan Pembahasan Aturan Rantai, Aturan Pembagian dan
Penyederhanaan
Video berikut berisikan tutorial mengenai tata cara menyelesaikan beberapa soal mengenai aturan rantai, aturan hasil bagi (quotient) dan cara menyederhanakannya. Mengapa memilih tutorial video?, banyak orang yang membaca tutorial online namun sering ...
Video Contoh Soal dan Pembahasan Aturan Rantai, aturan produk dan Cara
Menyederhanakan
Video berikut berisikan tutorial mengenai tatacara menyelesaikan beberapa soal mengenai aturan rantai, aturan produk dan cara menyederhanakannya. Mengapa memilih tutorial video?, banyak orang yang membaca tutorial online namun sering mendapatkan hal ...
Video Contoh soal dan Pembahasan Aturan Rantai, Produk dan Cara
Memfaktorkan
Pada video berikut kita akan diterangkan perihal cara menyelesaikan beberapa soal yang terkait dengan aturan rantai, produk dan cara memfaktorkanya dengan bantuan penyelesaian dari soal-soal terkait. Mengapa memilih tutorial video?, banyak orang yan...
Video Contoh Soal dan Pembahasan Aturan Rantai - Soal Dasar
Video berikut akan menerangkan mengenai cara menyelesaikan berbagai soal yang terkait dengan aturan rantai, soal tersebut berupa kumpulan soal-soal dasar yang harus dipahami beserta jalan penyelesaiannya. Mengapa memilih tutorial video?, banyak orang...
0 comments:
Post a Comment