Soal dan Pembahasan Fisika Satuan Daya
Daya merupakan besaran skalar, besaran yang hanya mempunyai nilai atau besar, tidak mempunyai arah. Satuan daya dalam Sistem Internasional adalah Joule/detik. Joule/detik juga biasa disebut Watt (disingkat W), untuk menghargai James Watt. Dalam sistem British, satuan daya adalah 1 pon-kaki/detik. Satuan ini terlalu kecil untuk kebutuhan praktis sehingga digunakan satuan lain yang lebih besar, yakni dayakuda atau horse power (disingkat hp). 1 dayakuda = 550 pon-kaki/detik = 764 watt = ¾ kilowatt.
Besaran Usaha juga bisa dinyatakan dalam satuan daya x waktu, misalnya kilowattjam alias kWh. Satu kWh adalah usaha yang dilakukan dengan laju tetap sebesar 1 kilo Watt selama satu jam.
Contoh Soal:
1. Seorang atlet melontarkan bola tolak peluru bermassa 4,2 kg dengan kecepatan 12 m/s. Berapakah energi kinetik benda itu ? Berapakah usaha yang dilakukan atlet itu ?
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 4,2 kg
v = 12 m/s
Ditanya:
a) EK = ……. ?
b) W = …….. ?
Jawab:
b) Usaha sama dengan perubahan energi kinetik: W = ∆EK W = 302,4 J
2. Sebuah benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m dari atas tanah. Hitunglah:
a. Energi potensial setelah benda bergerak 1 sekon
b. Usaha yang dilakukan gaya berat pada saatketinggian benda 10 m
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 2 kg
h1 = 20 m
h2 = 10 m
t = 1 s
Ditanya:
a) EP2 = ……. ?
b) W = …….. ?
Jawab:
b) Usaha sama dengan perubahan energi potensial:
W = ∆EP
= m g (h1 – h2)
= 2 kg. 10 m/s2 (20 m – 10 m)
= 200 J
3. Sebuah benda jatuh dari ketinggian 6 meter dari atas tanah. Berapa kecepatan benda tersebut pada saat mencapai ketinggian 1 meter dari tanah, bila percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 ?
Penyelesaian:
Diketahui:
h1 = 6 m
h2 = 1 m
g= 10 m/ s2
Ditanya: v2 = ……. ?
Jawab:
Energi mekanik adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik
Jadi, kecepatan benda pada saat mencapai ketinggian 1 m dari tanah adalah 10 m/s.
4. Sebuah traktor digunakan untuk mengangkat benda seberat 1,2 x 104 N setinggi 9 m dalam waktu 15 s. Berapakah daya traktor itu ?
Penyelesaian:
Diketahui:
F = 1,2 x 104 N
s = 9 m
t = 15 s
Ditanya: P = ……. ?
Jawab:
LATIHAN
Untuk memperdalam pemahaman Anda mengenai materi di atas, kerjakanlah latihan berikut!
- Seorang pemanjat tebing membawa ransel yang massanya 7,5 kg. Ia mulai memanjat tebing dengan kecepatan konstan, dan 30 menit kemudian ia berada pada ketinggian 9,2 m di atas titik awal.
- Berapakah usaha yang ia lakukan terhadap rangselnya ?
- Jika berat pemanjat itu 650 N, berapakah usaha total yang ia lakukan untuk mengangkat dirinya sendiri dan ranselnya ?
- Berapakah daya total yang dikerahkan pemanjat itu ?
- Anak panah 80 gram ditembakkan dari busur direnggangkan pada jarak 80 cm, sehingga menghasilkan rerata gaya pegas sebesar 90 N pada anak panah itu. Berapakah kecepatan anak panah saat terlepas dari busurnya?
- Benda bermassa 5 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 10 m/s. Berapakah besarnya energi potensial di titik tertinggi yang dicapai benda ?
- Sebuah benda yang masaanya 1 kg jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Berapakah besarnya energi kinetik benda pada saat berada 5 m dari tanah ?
- Perhatikan gambar berikut ! Berapakah kecepatan roller coaster saat berada di titik B?
RANGKUMAN
Energi merupakan konsep yang sangat terkait dengan usaha. Energi dapat menyebabkan perubahan pada benda atau lingkungan. Energi dapat pula mengalami perubahan bentuk. Secara sederhana energi dapat didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha. Tentu saja pengertian ini tidak dapat berlaku umum, tetapi hanya pada bentuk-bentuk tertentu saja, terutama yang berkenaan dengan mekanika. Dalam mekanika dibicarakan dua bentuk energi, yaitu energi kinetik dan energi potensial. Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda yang bergerak atau memiliki kecepatan. Sedangkan energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena posisi atau kedudukannya. Di dalam mekanika ada dua jenis energi potensial, yakni energi potensial gravitasi dan energi potensial pegas.
0komentar
Posting Komentar