Senin, 28 Juni 2010

Pengertian Medan Magnet

Aku,Safri n baby,s pak leman
6.1 Pengertian Medan Magnet
Pada saat ini banyak peralatan yang bekerja dengan memanfaatkan medan magnet. Peralatan tersebut antara lain motor listrik, pemercepat partikel (akselerator), spektrometer massa, reaktor fusi, dan mikroskop elektron. Motor listrik merupakan alat yang paling sering dijumpai, karena penggunaannya sangat luas, mulai dari motor mainan anak, tape recorder, mesin jahit, hingga sebagai alat penggerak mesin-mesin pabrik. Medan magnet yang berubah terhadap waktu akan menimbulkan gaya gerak listrik (ggl) induksi.

Fenomena ini merupakan aspek penting medan magnet yang digunakan sebagai prinsip kerja generator listrik. Pengertian ggl induksi juga penting untuk memahami dasar kerja induktor dan transfomator yang sering dijumpai dalam rangkaian arus bolak-balik. Proses reproduksi suara (audio) dan gambar (video) serta penyimpanan data pada komputer elektronik juga memanfaatkan fenomena ggl induksi ini.
Suatu medan magnet dikatakan ada dalam suatu ruang, apabila muatan listrik yang bergerak dalam ruang tersebut mengalami gaya tertentu (bukan gesekan) selama muatan itu bergerak. Lazimnya, ada tidaknya medan magnet ditentukan dengan memperhatikan efeknya pada jarum kompas. Jarum kompas selalu mengambil posisi sejajar medan magnet. Gambar 6.1 menunjukkan medan magnet serba sama (homogen) berarah ke kanan. Pada gambar juga tampak jarum kompas yang telah menjajarkan diri dengan medan. Gaya F yang diderita muatan yang bergerak dengan kecepatan v dalam medan juga ditunjukkan.


6.2 Gaya Magnet Pada Muatan Bergerak
Arah gaya pada muata +q yang bergerak dalam medan magnet dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan seperti disajikan pada gambar 6.2.



Apabila jari jemari menunjukan ke arah medan dan ibu jari menunjukkan arah gerak muatan, maka telapak tangan menekan dalam arah gaya pada muatan tersebut.
Besar gaya (F) pada muatan yang bergerak dalam medan magnet bergantung pada hasil kali keempat factor berikut :
q, besar muatan (C)
v, besar kecepatan muatan (m/s)
B, besar atau kuat medan magnet
Sin θ, dengan θ adalah sudut antara garis-garis medan dan kecepatan v.
Maka dapat dituliskan :
(6.1)
Kuat medan magnet di suatu titik dinyatakan oleh vector B. Arahnya ialah arah medan magnet. B disebut dengan berbagai nama, seperti induksi magnetic, rapat fluks magnetic, namun biasanya dikatakan sebagai kuat medan magnet. Besar dan satuan B ditetapkan dengan menentukan bahwa konstanta perbandingan dalam rumus (6.1) adalah satu. Maka dapat dituliskan :
(6.2)
F dalam Newton, q dalam couloumb, v dalam m/s, maka B dalam satuan tesla (T). Satuan ini juga dinamakan weber per meter kuadrat (1 T = 1Wb/m2). Dalam system cgs dikenal juga satuan gauss, G, (1 G =10-4 T). Medan magnet bumi memiliki kuat medan B 1 G.
6.3 Gaya Magnet Pada Kawat Berarus
Arus tidak lain adalah aliran muatan positif, maka jelas bahwa dalam medan magnet arus akan mengalami gaya. Arah gaya ini dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan, dimana vector kecepatan diganti dengan arah arus. Besar gaya pada sepotomg kawat pendek adalah :
(6.3)
dengan adalah sudut antara arah arus I dan arah medan. Untuk kawat lurus panjang L, dalam medan magnet homogen, hubungan diatas menjadi :
(6.4)
Perhatikan bahwa gaya initidak ada (nol) apabila kawat tersebut sejajar dengan medan. Gaya ini akan maksimum apabila garis medan tegak lurus kawat.
Torsi pada pada kumparan terdiri dari N lilitan, masing-masing berarus I dalam medan magnet B adalah :
(6.5)
dengan A luas kumparan dan sudut antara garis medan dengan garis normal pada bidang kumparan. Untuk menentukan dalam arah kumparan akan berputaar, dapat digunakan aturan tangan kanan.
Medan magnet yang dihasilkan oleh beberapa arus ditunjukkan pada gambar 6.3. Dibawah setiap gambar tertulis nilai B pada titik P yang bersangkutan. Tetapan = 4 X 10-7 m/A dinamakan permeabilitas vakum. Kumparan yang ditunjukkan itu berada dalam vakum atau udara.

6.4 Medan Magnet Oleh Arus Listrik
Elemen arus menyebabkan medan magnet di titik P, yaitu besarnya adalah :
(6.6)
dengan r dan seperti ditunjukkan pada gambar 6.4. Arah vector ialah tegak lurus bidang yang melalui dan r (bidang kertas), yaitu dalam hal ini keluar kertas. Bila r dan berimpit, = 0 hingga = 0. Ini bermakna bahwa medan kawat lurus berarus di titik pada kawat itu adalah nol.

6.5 Sifat Kemagnetan Bahan
Kebanyakan zat sedikit sekali berpengaruh pada medan magnet. Sifat magnetic zat sebaiknya dibahas melalui eksperimen seperti berikut. Misalkan dalam solenoida atau toroida dialirkan arus tertentu, hingga di suatu titik dalam solenoida atau toroida itu, yang diandaikan dalam vakum, terdapat induksi magnet sebesar ; indeks v berarti vakum. Jika solenoida atau toroida tersebut sekarang diisi zat, medan pada titik itu akan berubah menjadi B. Didefinisikan dua pengertian berikut ini :
Permeabilitas relatif zat = km =
Permeabilitas zat = =
Dari batasan di atas, dapat diklasifikasikan sifat kemagnetan bahan sebagai berikut :
Bahan disebut diamagnetic, apabila -nya sedikit lebih kecil dari satu (misal timah hitam, = 0,999984). Bahan diamagnetic menyebabkan medan dalam solenoida atau toroida sedikit berkurang.
Bahan disebut paramagnetik, apabila -nya sedikit lebih besar dari satu (misal aluminium, = 1,000021). Bahan paramagnetik sedikit meperkuat medan dalam solenoida atau toroida.
Bahan feromagnetik seperti besi dan suasa-suasanya, ber- sekitar 50 bahkan lebih besar. Bahan seperti ini sangat memperkuat medan B dalam solenoida atau toroida.

Model Atom Mekanika Kuantum

Diriku Saat Melakukan Praktikum Mekanika Kuantum Di Lab FisikaUnigha

Penjelasan tentang struktur atom yang lebih lengkap diperlukan untuk mengetahui struktur yang lebih detil tentang elektron di dalam atom. Model atom yang lengkap harus dapat menerangkan misteri efek Zeeman dan sesuai untuk atom berelektron banyak. Dua gejala ini tidak dapat diterangkan oleh model atom Bohr.

Efek Zeeman

Spektrum garis atomik teramati saat arus listrik dialirkan melalui gas di dalam sebuah tabung lecutan gas. Garis-garis tambahan dalam spektrum emisi teramati jika atom-atom tereksitasi diletakkan di dalam medan magnet luar. Satu garis di dalam spektrum garis emisi terlihat sebagai tiga garis (dengan dua garis tambahan) di dalam spektrum apabila atom diletakkan di dalam medan magnet. Terpecahnya satu garis menjadi beberapa garis di dalam medan magnet dikenal sebagai efek Zeeman.

pemisahan garis spektrum atomik di dalam medan magnet

pemisahan garis spektrum atomik di dalam medan magnet

Efek Zeeman tidak dapat dijelaskan menggunakan model atom Bohr. Dengan demikian, diperlukan model atom yang lebih lengkap dan lebih umum yang dapat menjelaskan efek Zeeman dan spektrum atom berelektron banyak.

Model Atom Mekanika Kuantum

Sebelumnya kita sudah membahas tentang dualisme gelombang-partikel yang menyatakan bahwa sebuah objek dapat berperilaku baik sebagai gelombang maupun partikel. dalam skala atomik, elektron dapat kita tinjau sebagai gejala gelombang yang tidak memiliki posisi tertentu di dalam ruang. Posisi sebuah elektron diwakili oleh kebolehjadian atau peluang terbesar ditemukannya elektron di dalam ruang.

Demi mendapatkan penjelasan yang lengkap dan umum dari struktur atom, prinsip dualisme gelombang-partikel digunakan. Di sini gerak elektron digambarkan sebagai sebuah gejala gelombang. Persamaan dinamika Newton yang sedianya digunakan untuk menjelaskan gerak elektron digantikan oleh persamaan Schrodinger yang menyatakan fungsi gelombang untuk elektron. Model atom yang didasarkan pada prinsip ini disebut model atom mekanika kuantum.

posisi dan keberadaan elektron di dalam atom dinyatakan sebagai peluang terbesar elektron di dalam atom

posisi dan keberadaan elektron di dalam atom dinyatakan sebagai peluang terbesar elektron di dalam atom

Persamaan Schrodinger untuk elektron di dalam atom dapat memberikan solusi yang dapat diterima apabila ditetapkan bilangan bulat untuk tiga parameter yang berbeda yang menghasilkan tiga bilangan kuantum. Ketiga bilangan kuantum ini adalah bilangan kuantum utama, orbital, dan magnetik. Jadi, gambaran elektron di dalam atom diwakili oleh seperangkat bilangan kuantum ini.

Bilangan Kuantum Utama

Dalam model atom Bohr, elektron dikatakan berada di dalam lintasan stasioner dengan tingkat energi tertentu. Tingkat energi ini berkaitan dengan bilangan kuantum utama dari elektron. Bilangan kuantum utama dinyatakan dengan lambang n sebagaimana tingkat energi elektron pada lintasan atau kulit ke-n. untuk atom hidrogen, sebagaimana dalam model atom Bohr, elektron pada kulit ke-n memiliki energi sebesar

bilkuantum01Adapun untuk atom berelektron banyak (terdiri atas lebih dari satu elektron), energi elektron pada kulit ke-n adalah

bilkuantum02Dimana Z adalah nomor atom. Nilai-nilai bilangan kuantum utama n adalah bilangan bulat mulai dari 1.

n = 1, 2, 3, 4, ….

Bisa dikatakan bahwa bilangan kuantum utama berkaitan dengan kulit elektron di dalam atom. Bilangan kuantum utama membatasi jumlah elektron yang dapat menempati satu lintasan atau kulit berdasarkan persamaan berikut.

Jumlah maksimum elektron pada kulit ke-n adalah 2n2

Bilangan Kuantum Orbital

Elektron yang bergerak mengelilingi inti atom memiliki momentum sudut. Efek Zeeman yang teramati ketika atom berada di dalam medan magnet berkaitan dengan orientasi atau arah momentum sudut dari gerak elektron mengelilingi inti atom. Terpecahnya garis spektum atomik menandakan orientasi momentum sudut elektron yang berbeda ketika elektron berada di dalam medan magnet.

zeeman_8k_400_3001Tiap orientasi momentum sudut elektron memiliki tingkat energi yang berbeda. Meskipun kecil perbedaan tingkat energi akan teramati apabila atom berada di dalam medan magnet. Momentum sudut elektron dapat dinyatakan sebagai

bilkuantum03Dimana

bilkuantum04Bilangan l disebut bilangan kuantum orbital. Jadi, bilangan kuantum orbital l menentukan besar momentum sudut elektron. Nilai bilangan kuantum orbital l adalah

l = 0, 1, 2, 3, … (n – 1)

misalnya, untuk n = 2, nilai l yang diperbolehkan adalah l = 0 dan l = 1.

Bilangan Kuantum Magnetik

Momentum sudut elektron L merupakan sebuah vektor. Jika vektor momentum sudut L diproyeksikan ke arah sumbu yang tegak atau sumbu-z secara tiga dimensi akan didapatkan besar komponen momentum sudut arah sumbu-z dinyatakan sebagai Lz. bilangan bulat yang berkaitan dengan besar Lz adalah m. bilangan ini disebut bilangan kuantum magnetik. Karena besar Lz bergantung pada besar momentum sudut elektron L, maka nilai m juga berkaitan dengan nilai l.

m = −l, … , 0, … , +l

misalnya, untuk nilai l = 1, nilai m yang diperbolehkan adalah −1, 0, +1.

Gambar

Bilangan Kuantum Spin

Bilangan kuantum spin diperlukan untuk menjelaskan efek Zeeman anomali. Anomali ini berupa terpecahnya garis spektrum menjadi lebih banyak garis dibanding yang diperkirakan. Jika efek Zeeman disebabkan oleh adanya medan magnet eksternal, maka efek Zeeman anomali disebabkan oleh rotasi dari elektron pada porosnya. Rotasi atau spin elektron menghasilkan momentum sudut intrinsik elektron. Momentum sudut spin juga mempunyai dua orientasi yang berbeda, yaitu spin atas dan spin bawah. Tiap orientasi spin elektron memiliki energi yang berbeda tipis sehingga terlihat sebagai garis spektrum yang terpisah.

garis spektra atom yang terpisah di dalam medan magnet berasal dari spin elektron

garis spektra atom yang terpisah di dalam medan magnet berasal dari spin elektron

Spin elektron diwakili oleh bilangan kuantum tersendiri yang disebut bilangan kuantum magnetik spin (atau biasa disebut spin saja). Nilai bilangan kuantum spin hanya boleh satu dari dua nilai +½ atau −½. jika ms adalah bilangan kuantum spin, komponen momentum sudut arah sumbu-z dituliskan sebagai

Sz = msћ

Dimana

bilkuantum05

Spin ke atas dinyatakan dengan

bilkuantum06

Spin ke bawah dinyatakan dengan

bilkuantum07

Atom Berelektron Banyak

Model atom mekanika kuantum dapat digunakan untuk menggambarkan struktur atom untuk atom berelektron banyak. Posisi atau keadaan elektron di dalam atom dapat dinyatakan menggunakan seperangkat (empat) bilangan kuantum. Misalnya, elektron dengan bilangan kuantum n = 2, l = 1, m = −1 dan ms = −½ menyatakan sebuah elektron pada kulit L, subkulit p, orbital −1 dengan arah spin ke bawah.

Hukum Termodinamika


“Energi tidak bisa dihilangkan atau diciptakan, hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya”. Pernyataan ini dikenal sebagai Hk. I Termodinamika, atau Prinsip Konservasi Energi.

Dengan kata lain dalam interaksi energi antara sistem dan lingkungan: Energi yang diterima oleh sistem akan sama besarnya dengan energi yang dilepaskan oleh lingkungan.

Nah, jika sebuah kentang yang berada pada temperature kamar (250C) dipanggang dalam oven yang mempunyai suhu 2000C. Apakah ada transfer energi selama proses berlangsung?

Jika kita tinjau permasalahannya, soal ini kurang spesifik sehingga kita harus mengasumsikan bahwa kita sekarang sedang malakukan observasi pada kentang yang dianggap sebagai sistem. Kulit kentang dapat dipandang sebagai batas sistem. Bagian dari energi dalam oven akan ditransfer melewati kulit kentang. Karena dalam permasalahan ini terdapat perbedaan temperature, proses ini merupakan transfer panas.

HUKUM HOOKE

Robert Hooke menemukan bahwa pertambahan panjang pada pegas berbanding lurus dengan gaya yang di berikan dan bergantung pada karakteristik dari pegas tersebut.


Gambar 1. Pertambahan panjang ketika pegas diberi gaya


Dengan: F = Gaya yang diberikan pada pegas (N)

k = Tetapan gaya pegas (N/m)

= pertambahan panjang pegas (m)

Hukum Hooke juga berlaku untuk pada kawat atau benda elastis lainnya, selama benda tersebut belum melampaui batas elastisitasnya. Hkum Hooke juga berlaku pada bahan elastis lainnya, selama benda tersebut belum melampaui batas elastisitasnya.

Lihat: simulasi pertambahan panjang pegas

klik kanan pada link diatas dan pilih simpan tautan dengan nama... (save link as...)

Rangkaian Pegas Seri

Pada rangkaian pegas yang dipasang seri dan diberikan gaya tarik akan terlihat bahwa pertambahan panjang total pegas ?xtotal adalah jumlah dari pertambahan masing-masing panjang pegas.

Gambar 3. Rangakaian pegas seri


1/ktotal = 1/k1 + 1/k2 + ... + 1/kn

Dengan: ktotal = tetapan gaya rangkaian total pegas yang tersusun seri (N/m)

k1,k2,k3, … , kn = tetapan gaya masing-masing komponen pegas (N/m)

Lihat: simulasi Rangkaian Seri Pegas

klik kanan pada link diatas dan pilih simpan tautan dengan nama... (save link as...)


Rangkaian Pegas Pararel

Sedangkan pada rangkaian pararel pegas bila diberikan gaya tarik akan terlihat bahwa pertambahan panjang masing-masing pegas sama dengan pertambahan total pegas. Dalam hal ini panjang pegas dan tetapan gaya pegas kita asumsikan sama.


Gambar 4. Rangkaian pegas Pararel


ktotal = k1 + k2 + k3 + + kn

Dengan: ktotal = tetapan gaya rangkaian total pegas yang tersusun seri (N/m)

k1,k2,k3, … , kn = tetapan gaya masing-masing komponen pegas (N/m)

USAHA DAN ENERGI

Pengantar

Dalam kehidupan sehari-hari dirimu pasti sering mendengar atau menggunakan kata “usaha” dan “energi”. Kata “usaha” yang sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari memiliki makna yang berbeda dengan pengertian usaha dalam fisika. Pada kesempitan ini kita akan belajar pokok bahasan usaha dan energi. Pokok bahasan Usaha dan Energi yang telah anda pelajari di SMP masih bersifat kualitatif dan mungkin sekarang dirimu sudah melupakan semuanya ;) . Oleh karena itu gurumuda mencoba membantu dirimu memahami kembali (syukur kalo masih diingat) konsep Usaha dan Energi secara lebih mendalam dan tentu saja disertai juga dengan penjelasan kuantitatif (ada rumusnya). Akhirnya, semoga dirimu tidak berkecil hati, apalagi sampai kecewa dan putus asa karena ada rumus. Pahamilah dengan baik dan benar konsep Usaha dan Energiyang dijelaskan, maka dirimu tidak akan meringis ketika menatap rumus… selamat belajar ya, semoga sukses sampai di tujuan :)

Pada pokok bahasan fisika sebelumnya, kita telah belajar tentang gerak benda dan hubungannya dengan Gaya yang mempengaruhi gerak benda (Hukum Newton tentang Gerak). Kali ini kita menganalisis gerak benda dalam kaitannya dengan Usaha dan Energi. Usaha dan Energi merupakan besaran skalar sehingga analisis kita menjadi lebih mudah dibandingkan dengan ketika kita mempelajari gaya. Konsep usaha dan energi sangat penting, sehingga sangat dianjurkan supaya dipelajari dengan penuh semangat.

USAHA

Usaha alias Kerja yang dilambangkan dengan huruf W (Work-bahasa inggris), digambarkan sebagai sesuatu yang dihasilkan oleh Gaya (F) ketika Gaya bekerja pada benda hingga benda bergerak dalam jarak tertentu. Hal yang paling sederhana adalah apabila Gaya (F) bernilai konstan (baik besar maupun arahnya) dan benda yang dikenai Gaya bergerak pada lintasan lurus dan searah dengan arah Gaya tersebut.

Secara matematis, usaha yang dilakukan oleh gaya yang konstan didefinisikan sebagai hasil kali perpindahan dengan gaya yang searah dengan perpindahan.

usaha dan kerja-02

Persamaan matematisnya adalah :

W = Fs cos 0 = Fs (1) = Fs

W adalah usaha alias kerja, F adalah besar gaya yang searah dengan perpindahan dan s adalah besar perpindahan.

Apabila gaya konstan tidak searah dengan perpindahan, sebagaimana tampak pada gambar di bawah, maka usaha yang dilakukan oleh gaya pada benda didefinisikan sebagai perkalian antara perpindahan dengan komponen gaya yang searah dengan perpindahan. Komponen gaya yang searah dengan perpindahan adalah F cos teta

usaha dan kerja-01

Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

usaha dan energi

Hasil perkalian antara besar gaya (F) dan besar perpindahan (s) di atas merupakan bentuk perkalian titik atau perkalian skalar. Karenanya usaha masuk dalam kategori besaran skalar. Pelajari lagi perkalian vektor dan skalar kalau dirimu bingun… Persamaan di atas bisa ditulis dalam bentuk seperti ini :usaha dan kerja

Satuan Usaha dalam Sistem Internasional (SI) adalah newton-meter. Satuan newton-meter juga biasa disebut Joule ( 1 Joule = 1 N.m). menggunakan sistem CGS (Centimeter Gram Sekon), satuan usaha disebut erg. 1 erg = 1 dyne.cm. Dalam sistem British, usaha diukur dalam foot-pound (kaki-pon). 1 Joule = 107 erg = 0,7376 ft.lb.

Perlu anda pahami dengan baik bahwa sebuah gaya melakukan usaha apabila benda yang dikenai gaya mengalami perpindahan. Jika benda tidak berpindah tempat maka gaya tidak melakukan usaha. Agar memudahkan pemahamananda, bayangkanlah anda sedang menenteng buku sambil diam di tempat. Walaupun anda memberikan gaya pada buku tersebut, sebenarnya anda tidak melakukan usaha karena buku tidak melakukan perpindahan. Ketika anda menenteng atau menjinjing buku sambil berjalan lurus ke depan, ke belakang atau ke samping, anda juga tidak melakukan usaha pada buku. Pada saat menenteng buku atau menjinjing tas, arah gaya yang diberikan ke atas, tegak lurus dengan arah perpindahan. Karena tegak lurus maka sudut yang dibentuk adalah 90 o. Cos 90o = 0, karenanya berdasarkan persamaan di atas, nilai usaha sama dengan nol. Contoh lain adalah ketika dirimu mendorong tembok sampai puyeng… jika tembok tidak berpindah tempat maka walaupunanda mendorong sampai banjir keringat, anda tidak melakukan usaha. Kita dapat menyimpulkan bahwa sebuah gaya tidak melakukan usaha apabila gaya tidak menghasilkan perpindahan dan arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan.

Contoh Soal 1 :

Sebuah peti kemas bermassa 50 kg yang terletak pada lantai ditarik horisontal sejauh 2 meter dengan gaya 100 N oleh seorang buruh pelabuhan. Lantai tersebut agak kasar sehingga gaya gesekan yang diberikan pada karung beras sebesar 50 N. Hitunglah usaha total yang dilakukan terhadap karung berisi beras tersebut…

usaha dan energi - 466

Panduan jawaban :

Sebelum menghitung usaha total, terlebih dahulu kita hitung usaha yang dilakukan oleh buruh karung dan usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan. Kita tetapkan arah kanan bertanda positif sedangkan arah kiri negatif. (b = buruh, Fg = gaya gesekan, N = gaya normal, w = berat). Gaya gesekan berlawanan arah dengan arah gerakan benda sehingga bertanda negatif.

Pada soal di atas, terdapat empat gaya yang bekerja pada peti kemas, yakni gaya tarik buruh (searah dengan perpindahan peti kemas), gaya gesekan (berlawanan arah dengan perpindahan peti), gaya berat dan gaya normal (tegak lurus arah perpindahan, sudutyang terbentuk adalah 90 o).

Untuk mengetahui usaha total, terlebih dahulu kita hitung besar usaha yang dilakukan masing-masing gaya tersebut.

Usaha yang dilakukan oleh buruh pelabuhan :

Wb = Fb.s = (100 N) (2 m) = 200 N.m

Usaha yang dilakukan oleh Gaya gesekan :

Wg = Fg.s =- (50 N) (2 m) = -100 N.m

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat :

Ww = Fw.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha yang dilakukan oleh gaya normal :

WN = FN.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha total = Wb + Wg + Ww + WN = (200 N.m) + (-100 N.m) + 0 + 0 = 100 N.m = 100 Joule

Contoh Soal 2 :

Seorang anak menarik mobil mainan menggunakan tali dengan gaya sebesar 20 N. Tali tersebut membentuk sudut 30o terhadap permukaan tanah dan besar gaya gesekan tanah dengan roda mobil mainan adalah 2 N. Jika mobil mainan berpindah sejauh 10 meter, berapakah usahayang dilakukan anak tersebut ?

usaha dan kerja-03

Panduan jawaban :

Pada dasarnya soal ini sama dengan contoh soal 1. Pada soal ini terdapat sudut yang dibentuk antara gaya dengan arah horisontal, sehingga komponen gaya tarik yang dipakai adalah F cos teta (sejajar dengan arah perpindahan)

Untuk mengetahui usaha total, terlebih dahulu kita hitung besar usaha yang dilakukan masing-masing gaya : (A = anak, g = gesekan, w = berat dan N = normal)

usaha dan kerja-04

Usaha yang dilakukan oleh Gaya gesekan :

Wg = Fg.s = (-2 N) (10 m) = -20 N.m

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat :

Ww = Fw.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha yang dilakukan oleh gaya normal :

WN = FN.s = (mg) (2 m) cos 90o = 0

Usaha total :

ENERGI

Segala sesuatu yang kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari membutuhkan energi. Untuk bertahan hidup kita membutuhkan energi yang diperoleh dari makanan. Setiap kendaraan membutuhkan energi untuk bergerak dan energi itu diperoleh dari bahan bakar. Hewan juga membutuhkan energi untuk hidup, sebagaimana manusia dan tumbuhan.

Energi merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam fisika. Konsep yang sangat erat kaitannya dengan usaha adalah konsep energi. Secara sederhana, energi merupakan kemampuan melakukan usaha. Definisiyang sederhana ini sebenarnya kurang tepat atau kurang valid untuk beberapa jenis energi (misalnya energi panas atau energi cahaya tidak dapat melakukan kerja). Definisi tersebut hanya bersifat umum. Secara umum, tanpa energikita tidak dapat melakukan kerja. Sebagai contoh, jika kita mendorong sepeda motor yang mogok, usaha alias kerja yang kita lakukan menggerakan sepeda motor tersebut. Pada saat yang sama, energi kimia dalam tubuh kita menjadi berkurang, karena sebagian energi kimia dalam tubuh berubah menjadi energi kinetik sepeda motor. Usaha dilakukan ketika energi dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Contoh inijuga menjelaskan salah satu konsep penting dalam sains, yakni kekekalan energi. Jumlah total energi pada sistem dan lingkungan bersifat kekal alias tetap. Energi tidak pernah hilang, tetapi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Mengenai Hukum Kekekalan Energi akankita kupas tuntas dalam pokok bahasan tersendiri. (tuh ada linknya di bawah)…..

Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis energi. Energi kimia pada bahan bakar membantu kita menggerakan kendaraan, demikian juga energi kimia pada makanan membantu makhluk hidup bertahan hidup dan melakukan kerja. Dengan adanya energi listrik, kita bisa menonton TV atau menyalakan komputer sehingga bisa bermain game sepuasnya. Ini hanya beberapa contoh dari sekian banyak jenis energi dalam kehidupan kita. Misalnya ketika kita menyalakan lampu neon, energi listrik berubah menjadi energi cahaya. Energi listrik juga bisa berubah menjadi energi panas (setrika listrik), energi gerak (kipas angin) dan sebagainya. Banyak sekali contoh dalam kehidupan kita, dirimu bisa memikirkan contoh lainnya. Secara umum, energi bermanfaat bagi kita ketika energi mengalami perubahan bentuk, misalnya energi listrik berubah menjadi energi gerak (kipas angin), atau energi kimia berubah menjadi energi gerak (mesin kendaraan).