Energi Trans
-
Upload
eki-dwi-juliansyah-putra -
Category
Documents
-
view
36 -
download
0
description
Transcript of Energi Trans
Materi Pelatihan OSN Fisika SMA
Materi 6USAHA DAN ENERGI
Abdurrouf
Fisika UB
Energi Kinetik
Pendekatan energi dan momentum biasanya digunakan ketika detil gerakan benda tidak perlu diketahui
Energi kinetik berkaitan dengan gerakan benda adalah
Ek=12mv 2
Usaha
Usaha adalah hasil kali gaya dan perpindahan searah dengan gaya tersebut
Untuk kasus yang lebih umum, di mana gaya dan perpindahan memiliki arah sembarang dan tidak konstan, maka
Uakan mengubah besar energi kinetik
W=F . s
W=∫ F .ds
W=ΔEk=Ek , f−Ek , i
Daya
Jika kerja W dilakukan sepanjang waktu ∆t, maka daya rata-ratanya adalah
Untuk selang waktu yang singkat akan menjadi
Pave=WΔt
Pave=dWdt
Gaya konservatif
Pada gaya tertentu, usaha untuk memindahkan suatu benda dari suatu titik ke titik lainnya tidak tergantung pada lintasan benda, melainkan hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir benda. Gaya-gaya seperti itu dikenal sebagai gaya konservatif
Contoh gaya konservatif adalah gaya gravitasi, gaya pegas, gaya Coulumb, dll.
Energi potensial
Pada suatu daerah yang mengandung gaya konservatif, akan ada energi potensial yang besarnya hanya bergantung pada posisinya
Contoh energi potensial adalah energi potensial gravitasi dan energi potensial pegas
E p , gravitasi=mgh
E p , pegas=12kΔx2
Energi Mekanik
Jika pada suatu sistem terdapat gaya konservatif saja, maka jumlah energi kinetik dan semua jenis energi potensial (total energi ini dikenal sebagai energi mekanik) adalah selalu sama sepanjang waktu
EM=EkE p=tetap
Gaya non konservatif
Adanya gaya non konservatif (misalnya gaya disipatif atau gaya gesek) menyebabkan energi mekanik tidak kekal
Usaha oleh gaya non konservatif sama dengan perubahan energi mekanik.
Contoh 1: OSK 2009
Penyelesaian
Contoh 2: OSK 2008 Perhatikan kereta di bawah. Massa kereta M dan massa balok di atasnya m. Sebuah
pegas dengan konstanta pegas k berada dalam keadaan tertekan dengan simpangan
A. Mula-mula semua sistem diam. Saat t = 0, massa m dan M dilepas sehingga
massa m dan M memiliki kecepatan relatif terhadap bumi masing-masing vm dan vM
saat pegas kendur.
Tuliskan persamaan kekekalan energi sistem dalam k, A, m, M, vm dan vM ! (1
poin)
Tuliskan persamaan kekekalan momentum linier
dalam m, M, vm dan vM ! (1 poin)
Hitung vm dalam k, A, m, M, vm dan vM ! (1,5 poin)
Hitung vM dalam k, A, m, M, vm dan vM ! (1,5 poin)
Hitung waktu massa m mencapai tanah! (2 poin)
Hitung jarak antara kedua massa saat massa m
menyentuh tanah! (2 poin)
hM
m
kA
Penyelesaian
Contoh 3: OSK 2007Sebuah bola pejal bermassa m mengelinding turun sepanjang bidang miring segi tiga yang massanya M (M = 7m). Jari jari bola adalah r (r = 0.1 h) . Mula mula sistem diam. Berapakah kecepatan M ketika bola turun sejauh h (nyatakan dalam h dan g dengan g = percepatan gravitasi bumi) dan sin θ = 0.6 serta ada gesekan yang besar antara massa m dan M cukup besar agar m tidak slip, tetapi tidak ada gesekan antara M dan lantai. Momen inersia bola pejal I=
25mr2
m
vM
h
θ
M
Penyelesaian
Penyelesaian
Penyelesaian
Contoh 4: OSP 2007
Penyelesaian
Penyelesaian
Penyelesaian
Contoh 5: OSN 2008
Penyelesaian
Soal 6: www.kertaslecek.com
Koefisien gesek antara balok 3 kg dengan permukaan adalah 0,4. sistem awalnya diam.
Berapa kecepatan balok 5 kg ketika balok tersebut sudah jatuh 1,5 m?
Solusi
Contoh 7: Mekanika, YK Lim
Sebuah benda kecil A mulai meluncur
dari puncak lingkaran yang jari-jarinya R.
Tentukan sudut θ di mana benda
meningggalkan lingkaran. Hitung
kecepatan benda tersebut
Penyelesaian