http://materi-forever.blogspot.com/2012/04/usaha-fisika.htmlhttp://fisikamemangasyik.wordpress.com/fisika-2/usaha-dan-energi/3-hubungan-usaha-dengan-energi/http://fisikane.blogspot.com/2008/11/energi-potensial-kinetik-dan-hukum.htmlhttp://www.gomuda.com/2012/11/usaha-dan-teorema-usaha-energi.htmlAssalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.Alhamdulillahirabbilalamin, banyak nikmat yang Allah berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk Allah Tuhan seru sekalian alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul JUDUL MAKALAH.Dalam penyusunannya, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: Kedua orang tua dan segenap keluarga besar penulis (Pak Ihsan,Bu khusniah) yang telah memberikan dukungan, kasih, dan kepercayaan yang begitu besar. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi.Meskipun penulis berharap isi dari makalah ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini dapat lebih baik lagi.Akhir kata penulis berharap agar makalah ini bermanfaat bagi semua pembaca.Surabaya, Juli 2010

KesimpulanUsaha merupakan hasil kali antara gaya yang bekerja dengan perpindahan yang dialami oleh benda. Satuan usaha dalam SI adalah joule (J).Energi menyatakan kemampuan untuk melakukan usaha.Energi yang dimiliki oleh benda-benda yang bergerak disebut energi kinetik,sedangkan energi yang dimiliki oleh benda karena kedudukannya disebut energi potensial.Daya adalah laju usaha yang dilakukan atau besar usaha persatuan waktu. Satuan daya dalam SI adalah watt (W)BAB I PENDAHULUANA. Latar BelakangUntuk pemenuhan tugas ini, adapun judul dan pembahasan yang akan saya angkat adalah mengenai USAHA DAN ENERGI. Selain untuk memenuhi tugas yang telah diberikan oleh guru mata pelajaran yang bersangkutan, makalah ini juga disusun sebagai media pembelajaran bagi siswa. B. Tujuan PenulisanTujuan UmumTujuan dari makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas mata pelajaran Fisika . Setelah menyelesaikan makalah ini, kami harap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi saya, teman-teman dan para pembaca sekalian.Tujuan KhususDengan adanya tugas ini, diharapkan siswa dapat memahami dengan jelas tentang USAHA DAN ENERGI dalam pelajaran Fisika ini.C. Sistematika PenulisanUntuk memberikan laporan secara jelas, ringkas, dan sistematis maka perlu adanya sistematika penulisan antara bab satu dengan bab yang lainnya yang merupakan satu kesatuan dari suatu laporan. Adapun sistematika laporannya adalah sebagai berikut :

BAB 3PENUTUP

KESIMPULAN

Usaha dan Energi merupakan suatu kesatuan. Timbulnya usaha karena proses perubahan energi dan begitu juga sebaliknya, proses perubahan energi dapat menimbulkan suatu usaha. Jadi kita dapat melakukan berbagai kegiatan. Misalnya, berjalan, berolahraga, berpikir dan bekerja, karena kita mempunyai tenaga atau energi. Demikian pula, hewan dapat bergerak dan melakukan segala aktivitas karena hewan mempunyai energi. Mesin-mesin dapat bekerja karena adanya tenaga atau energi yang dapat mengaktifkannya. Manusia dan hewan dapat melakukan kerja atau usaha karena didalam tubuhnya terjadi proses perubahan energi. Mesin-mesin dapat bekerja atau melakukan usaha karena didalam mesin terjadi proses perubahan energi. Jadi, semua benda mempunyai energi. Banyak atau bahkan seluruh kegiatan manusia yang membutuhkan adanya usaha dan energi ini. Karena usaha dan energi ini dapat membantu manusia untuk melakukan berbagai macam aktivitas atau kegiatan sehari-harinya.BAB 1PENDAHULUANA. LATAR BELAKANGBeberapa masalah terkadang lebih sulit dari apa yang terlihat. Seperti anda mencoba untuk mencari laju anak panah yang baru dilepaskan dari anak busurnya. Anada menggunakan hukum Newton dan segala teknik penyelesaian soal yang pernah kita pelajari. Lalu kamu menemukan kesulitan.setelah pemanah melepaskan anak panah, tali busur memberi gaya yang berubah-ubah yang bergantung pada posisi busur. Akibatnya metode sederhana yang kita pelajari tidak cukup untuk menghitungn lajunya. Jangan takut,karena masih ada metode lain untuk menyelesaikan masalah tersebut.

Metode baru yang akan kita lihat itu menggunakan ide kerja dan energi. Kita akan menggunakan konsep energi untuk mempelajari rentang fenomena fisik yangsangat luas. Kita akan mengembangkan konsep kerja dan energi kinetik untuk memahamikonsep umum mengenai energi dan kita akan melihat bagaimana kekekalan energi muncul.

B. RUMUSAN MASALAHa. Apa yang dimaksud dengan usaha? b. Apa yang dimaksud dengan energi? c. Apa saja aplikasi usaha dan energi dalam ke hidupan sehari hari ?

C. TUJUANMakalah ini dimaksudkan untuk dapat membantu meningkatkan pemahaman mengenaiaplikasi usaha dan energi dalam kehidupan sehari-hari sehingga akan memungkinkan kitadapat lebih mengerti bahwa pelajaran fisika itu bisa di aplikasikan dalam kehidupan sehari-hari.

Aplikasi Konsep Hukum Kekekalan Energi Mekanik Total dalam Kehidupan Sehari-hari 1.Buah Jatuh Bebas dari Pohonnya Dalam kehidupan sehari-hari, Anda sering melihat buah jatuh bebas dari pohonnya (misalnya, buah mangga atau kelapa). Ketika buah jatuh dari pohon ke tanah,seperti yang telah di jelaskan sebelumnya terjadi konversi energi dari bentuk energi potensial menjadi energi kinetik. Energi potensial (EP makin berkurang sedang energi kinetik (EK) makin bertambah, tetapi energi mekanik (EM =EP+EK) adalah konstan di posisi mana saja ( asalakn gaya hambatan udara di abaikan). Perubahan energi potensial menjadi energi kinetik pada kasus benda jatuh bebas, di mana berlaku hukum kekekalan energi mekanik dapat Anda uji di laboratorium dengan menggunakan peralatan ticker timer. 2. Melempar Bola Vertikal ke Atas Konversi antara energi kinetik menjadi energi potensial atau kebalikannya terjadi ketika Anda melemparkan sebuah bola basket vertikal ke atas. Saat mulai melempar bola, Anda memberi bola energi kinetik. Begitu bola naik, energi kinetik berkurang sedang energi potensial bertambah karena ketinggiannya bertambah, tetapi energi mekanik adalah konstan di posisi mana saja (asalkan gaya hambatan udara di abaikan). Ketika bola mencapai titik tertingginya, kecepatan bola menjadi nol , yang berarti energi kinetik bola juga nol. Jadi, di titik tertinggi ini seluruh energi kinetik awal yang Anda berikan pada bola seluruhnya telah diubah menjadi energi potensial. Selanjutnya bola bergerak turun, yang berarti energi potensial makin berkurang, tetapi bola memperoleh tambahan energi kinetik dengan bertambahnya kecepatan, sehingga energi mekanik tetap. Saat bola Anda tangkap kembali, energi potensial bola nol (terhadap tanganmu) dan seluruhenergi kinetik pada awal pelemparan telah diperoleh kembali. Jika hambatan udara pada bola kita abaikan maka energi kinetik bola saat Anda tangkap sama dengan energi kinetik bola saat Anda lempar. 3. Anak Bermain Ketika mengawali permainan ayunan, anak harus melakukan usaha untuk memindahkan dirinya dari posisi keseimbangan ayunan di titik terendah C ke titik tertinggi A. Begitu anak membebaskan dirinya, ayunan mulai bergerak dari A ke C,energi potensial berkurang dengan berubahnya ketinggian anak, tetapi anak memperoleh energi kinetik dengan bertambahnya kecepatan. Dalam proses konversi energi ini asalkan hambatan udara di abaikan maka energi mekanik tetap. Saat di B anak memiliki energi potensial dan energi kinetik. Tepat di titik terendah C seluruh energi potensial di A telah di ubah menjadi energi kinetik. Karena itu di C, energi kinetik maksimum sedang energi potensial nol ( acuan energi potensial adalah titik terendah C). Karena di C anak memiliki energi kinetik maka anak bergerak naik dari C ke titik terjauh D di sebelah kiri. Ketika bergerak naik ini terjadi proses kebalikannya, energi kinetik anak berkurangnya kecepatan, tetapi energi potensial bertambah dengan bertambahnya ketinggian anak. Tepat dititik terjauh D seluruh energi kinetik di C telahdi ubah menjadi energi potensial. Karena itu di D, energi potensial maksimum sedang energi kinetik nol. Jika hambatan udara di abaikan maka energi potensial di A, yang berarti tempat D sama tinggi dengan A. 4. Lompat Galah Aplikasi kekekalan energi mekanik yang melibatkan energi potensial elastik dapat Anda lihat pada permainan olahraga lompat galah. Mula-mula pelompat mengerahkan energi kimia dalam tubuhnya untuk berlari sambil memegang ujung galah dengan kedua tangannya. Disini terjadi konversi dari energi kinetik pelompat yang berlari. Tepat dibelkang palang, pelompat yang sedang berlari menancapkan ujung galah lainnya ke dalam sebuah soket yang terdapat di tanah. Energi kinetik pelompat di simpan sementara dalam galah yang membengkok sebagai energi energi potensial elastik galah. Ketika galah melurus, energi potensial elastik galah dikembalikanke pelompat, sebagian sebagai energi potensial gravitasi ( dapat menaikkan ketinggian pelompat sampai 6 meter dari tanah) dan sebagian lagi sebagai energi kinetik untuk melontarkan pelompat dengan kecepatan awal tertentu saat ia melepaskan pegangannya pada galah. Begitu ia melepaskan pegangan pada galah, pelompat menempuh lintasan parabola. Ia akan bergerak melengkung naik dahulu dengan kelajuan yang makin berkurng karena energi kinetik lontarannya sebagian berubah menjadi energi potensial gravitasi pelompat. Karena itu setelah lepas dari galah, ia masih bergerak naik untuk mencapai ketinggian maksimumnya, yang di atur tepat vertikal di atas palang. Selanjutnya pelompat akan terlontar ke bawah menempuh lintasan melengkung turun karena energi potensial gravitasinya diubah ke energi kinetik. Sesaat sebelum menyentuh tanah semua energi potensial gravitasi pelompat terhadap tanah yang dimilikinya pada ketinggian maksimumnya telah di ubah seluruhnya menjadi energi kinetik. Jika semua hambatan dan gesekan diabaikan maka energi kimia yang semula dikerahkan oleh pelompat yang berlari akan sama dengan energi potensial gravitasi pelompat di titik tertingginya dan juga sama dengan energi kinetik pelompat sesaat sebelum mendarat di tanah. Ini membuktikan berlakunya hukum kekekalan energi mekanik.

Pada Bidang Datar Tanpa Gaya Gesek dengan memberikan gaya horizontal

Hubungan Usaha denganEnergi3.1. Usaha dengan energi potensialApabila dalam sistem hanya berlaku energi potensial gravitasi saja maka teori usaha-energi dapat ditentukan dengan persamaan:W = EpW = m . g . h2 m . g . h1 (3-1)3.2. Usaha dengan energi kinetikApabila dalam sistem hanya berlaku energi kinetik saja maka teori usaha-energi dapat ditentukan sebagai berikut :

Untuk melihat hubungan antara usaha oleh sistem gaya-gaya (Resultan gaya total) dengan energi kinetik, perhatikan contoh di bawah ini.Sebuah benda bermassa m berada di atas bidang datar tanpa gesekan. Pada benda bekerja gaya F konstan sejajar bidang dan benda dapat bergerak lurus berubah beraturan

Gambar benda yang bergerak GLBBPada suatu saat, kecepatan benda v1 dan setelah menempuh jarak s kecepatannya menjadi v2 turunan hubungan antara Usaha yang dilakukan resultan gaya yang menjadi pada benda dengan perubahan energi kinetiknya adalah sebagai berikut : Resultan gaya yang bekerja pada benda (benda tidak mengalami gaya friksi)total F= FUsaha WW = F s cos aW = F s cos a = m a s (1) = m (a s)Ingat hubungan v2 2 v2 2= 2 a s

Dengan kata lain, usaha yang dilakukan oleh sistem gaya-gaya yang bekerja pada benda sama dengan perubahan energi kinetik

JikaW oleh resultan gaya = 0 Tidak ada perubahan energi kinetik (kecepatan konstan)W oleh resultan gaya > 0 Usaha yang dilakukan mengakibatkan penambahan energi kinetikW oleh resultan gaya < 0 Usaha yang dilakukan mengakibatkan pengurangan energi kinetik

Hukum kekekalan Enegi Mekanik berbunyi Pada sistem yang terisolasi (hanya bekerja gaya berat dan tidak ada gaya luar yang bekerja) selalu berlaku energi mekanik total sistem konstan. Pada posting tentang macam-macam bentuk energi diantaranya adalah energi potensial dan energi kinetik.Energi total yang dimaksud pada hukum kekekalan energi mekanik adalah jumlah antara energi potensial dengan energi kinetik.

Energi potensialEnergi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukannya. Energi ini tersembunyi pada benda tetapi bila di beri kesempatan energi ini bisa di manfaatkan contoh misalnya energi potensial pada pegas yang ditarik terjadi juga pada pada karet atau busur panah. Contoh yang kedua adalah Energi potensial gravitasi yaitu energi yang dimiliki benda yang disebabkan oleh ketinggian terhadap suatu titik acuan tertentu.Besar energi potensial gravitasi sebanding dengan massa, percepatan gravitasi serta ketinggian

Ep = m g h

Keterangan m=massa(kg) g=percepatan gravitasi(m/s2) h=ketinggian(m)Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya misalnya anak panah yang lepas dari busur memiliki kecepatan dan massa tertentu maka anak panah tersebut memiliki energi kinetik yang besarnya berbanding lurus dengan massa serta kecepatan kuadrat. Dalam persamaan Ek = mv2 Keterangan Ek= energi kinetik(Joule) m=massa(kg) v=kecepatan(m/s)Energi MekanikEnergi mekanik adalah jumlah total dari energipotensial dengan energi kinetik atau Em= Ep + EkMenurut hukum kekekalan energi mekanik bahwa jumlah energi mekanik selalu tetap dengan syarat tidak ada gaya luar yang bekerja pada sistem.Em1 =Em2Ep1 + Ek1 = Ep2 + Ek2m g h1 + mv12 = m g h2 + mv22Penerapan hukum kekekalan energi mekanik adalah pada kasus benda jatuh dipermukaan bumi atau berada dalam medan gravitasi bumi. Berhubungan dengan hukum kekekalan energi mekanik dapat disimpulkan.1. Pada kedudukan awal, kelajuan sama dengan nol sehingga Ek=0, s atau gerak jatuh bebas. Sedangkan energi potensial Ep mencapai nilai maksimum, sama dengan energi mekaniknya.2. Pada keadaan selanjutnya, energi potensial berkurang dan berubah menjadi energi kinetik. Pada setengah perjalananya, besar energi potensial sama dengan energi kinetik.3. Pada saat menyentuh tanah (bidang acuan), seluruh energi potensial berubah menjadi energi kinetik sehingga energi potensialnya Ep=0, sedangkan energi kinetik Ek= mencapai nilai maksimum, sama dengan energi mekaniknya.Energi potensial, energi kinetik serta energi kinetik merupakan besaran skalar sama halnya dengan usaha oleh karena dimensi serta satuannya juga sama.Hukum Kekekalan Energi MekanikHukum kekekalan energi mekanik menjelaskan bahwa jika pada sebuah peristiwa hanya melibatkan gaya berat (dalam hal ini tidak ada gaya lain yang bekerja), maka jumlah energi potensial dan energi kinetik sebelum dan sesudah peristiwa adalah tetap (sama). Penjelasan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: EM = Ep + Ek, atau EM = m.g.h + 1/2 m.v2Hukum tersebut biasa digunakan untuk menjelaskan perubahan energi sebuah benda yang bergerak dari ketinggian tertentu menuju permukaan bumi. Sebagai contoh adalah gerak pemain ski yang meluncur di salju dari ketinggian tertentu atau gerak jatuh buah kelapa dari pohonnya.

Jika kita mengambil contoh sebuah benda yang jatuh dari ketinggian tertentu, maka hukum kekekalan energi mekanik dapat kita jelaskan sebagai berikut: Sebelum bergerak, benda memiliki energi potensial maksimum dengan nilai m.g.h, sedangkan energi kinetik nol karena tidak memiliki kecepatan. Setelah bergerak, energi kinetik memiliki nilai yang makin besar karena kecepatannya semakin bertambah. Energi potensial semakin berkurang karena semakin kehilangan ketinggian. Ketika benda tepat saat menyentuh lantai, energi kinetik bernilai maksimum sebesar 1/2 m.v2, karena kecepatannya bernilai maksimum sedangkan energi potensial bernilai nol karena ketinggiannya sudah tidak ada lagi.Penjelasan hukumkekekalan energi mekanik pada peristiwadiatas dapat dijelaskan secara matematis sebagai berikut:EM Sebelum = EM Sesudah (m.g.h + 1/2 m.v2)Sebelum= (m.g.h + 1/2 m.v2)Sesudah m.g.h + 0= 0 + 1/2 m.v2 m.g.h =1/2 m.v2

A. Energi potensial Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keaadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, cicak di plafon rumah, dan lain sebagainya.Rumus atau persamaan energi potensial :Ep = m.g.h

keterangan :Ep = energi potensialm = massa dari bendag = percepatan gravitasih = tinggi benda dari tanah

B. Energi Kinetik Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Benda yang bergerak memiliki energi kinetik.Rumus atau persamaan energi kinetik :Ek = 1/2.m.v^2

keterangan:Ep = energi kinetikm = massa dari bendav = kecepatan dari bendav^2 = v pangkat 2

C. Hukum Kekekalan Energi " Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan "Jadi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan.Rumus atau persamaan mekanik (berhubungan dengan hukum kekekalan energi) :Em = Ep + Ek

keterangan:Em = energi mekanikEp = energi potensialEk = energi kinetik

. Usaha yang Dilakukan Gaya MembentukSudutSembarang

Berdasarkan definisi usaha maka dapat dirumuskan :

dengan merupakan sudut apit antara arah gaya dan bidang horizontal

2. Usaha yang Bernilai Negatif

Berdasarkan persamaan W = F.s cos , ketika berada pada rentang 90 < < 270, usaha bernilai negatif. Hal ini disebabkan cos bernilai negatif.

3.Usaha yang dilakukan gaya membentuk sudut 90o

Berdasarkan persamaan W = F.s cos , jika = 90, maka perpindahan benda tegak lurus terhadap gaya yang bekerja pada benda. Karena nilai cos 90 = 0, maka diperoleh W = 0. Ketika W = 0, dikatakan gaya tersebut tidak melakukan usaha. Pada kasus ini dapat diartikan bahwa perpindahan benda bukan disebabkan oleh gaya tersebut.

4. Gaya Tidak Melakukan Usaha Jika Benda Tidak Berpindah

Orang yang mendorong tembok tidak melakukan usaha karena tembok tidak bergerak.

5. Usaha oleh Berbagai Gaya Pada kehidupan nyata, jarang dijumpai adanya gaya tunggal yang bekerja pada benda. Misalnya, saat Anda berjalan. Gaya-gaya yang bekerja pada saat Anda berjalan adalah gaya berat, gaya normal, dan gaya gesekan. Bagaimanakah cara menentukan usaha yang dilakukan oleh berbagai gaya?Untuk dapat menentukan usahanya, kita harus mengetahui besar gaya dan arahnya.

a. Masing-Masing Gaya Bekerja Serentak pada Perpindahan yang Sama

Usaha total yang dilakukan oleh beberapa gaya yang bekerja serentak dapat dihitung sebagai hasil kali resultan komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dan besarnya perpindahan.

b. Masing-Masing Gaya Bekerja pada Perpindahan yang Berbeda Mengingat bahwa usaha adalah besaran skalar, maka usaha yangdilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda dapat dihitung sebagai hasil penjumlahan aljabar dari usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya secara individual. Secara matematis dapat dirumuskan :

Perhatikan usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya seperti terlihatpada Gambar berikut!

Berdasarkan Gambar di atas, diperoleh besarnya usaha yang dilakukan adalah:W = W1 + W2 + W3 = F1.S1 cos 0o + F2.S2 cos 180o + F3.S3 cos 90o = F1.S1 + (-F2.S2) + 0 = F1.S1 F2.S2

6. Menghitung Usaha dengan Grafik

Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya sama dengan luas daerahdi bawah grafik gaya terhadapperpindahan.

7. Usaha yang Dilakukan Oleh Gaya Berat Anggap sebuah benda bermassa m dilepaskan dari ketinggian h di atas permukaan bumi. Benda akan jatuh karena pengaruh gaya gravitasi. Besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi adalah:

Usaha ini positif karena arah gaya dan perpindahan sama-sama kebawah.

Sekarang kita lihat kasus di mana benda dinaikkan perlahan lahan hingga ketinggian h. Disini arah perpindahan ke atas berlawanan dengan arah gaya berat (ke bawah) sehingga usahanya negatif W = - (m g h). Ketika benda berpindah secara horizontal gaya gravitasi tidak melakukan usaha karena arah perpindahan tegak lurus arah gaya.Berdasarkan ketiga hal tersebut, dapat disimpulkan sebagai berikut : Jika benda berpindah sejauh h vertikal ke atas, maka besarnya usaha gaya gravitasi adalah W = - (m g h).Jika benda berpindah sejauh h vertikal ke bawah, maka besarnya usaha gaya gravitasi adalah W = m g h.Jika benda berpindah sejauh h mendatar, maka besarnya usaha gravitasi adalah W = 0.

PENGERTIAN USAHAUsaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. Jika gaya dilambangkan dengan F dan perpindahan dengan s maka secara matematika Usaha dapat dituliskan menjadiW = F.sdimana : W = Usaha (Joule)F = Gaya (N)s = Perpindahan (m)Kata kata usaha sering dipakai dalam kehidupan sehari-hari, tapi pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari tidak sama persis dengan pengertian usaha dalam fisika. Tetapi jika kita menggunakan ilmu makna maka pengertiannya akan sama.Usaha dalam kehidupan sehari hari merupakan kegiatan yang dilakukan seseorang untuk mencukupi kebutuhan hidupnya. Bila kita perhatikan dengan seksama maka ketika orang mencari uang dia juga mengeluarkan gaya / energi dan untuk mendapatkan uang dia harus melakukan perpindahan / bergerak, dari sini maka pengertian usaha dalam kehidupan dengan di fisika hampir sama.Selain pengertian di atas jika dihubungkan dengan energi maka Usaha dapat didefinisikan sebagai Besarnya perubahan energi yang digunakan, sehingga selain persamaan diatas Usaha juga dapat dirumuskan :W = ESedangkan Energi itu ada bermacam macam. Sebagai contoh energi potensial, kinetik, dan mekanik. Sehingga Usaha juga dapat dihitung dengan menggunakan perubahan energi potensial, kinetik atau mekanik.USAHA OLEH GAYA YANG MEMBENTUK SUDUTPersamaan diatas (W = F.s) itu hanya berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan perpindahan. Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap perpindahan maka persamaan tersebut tidak dapat digunakan. Akan dapat digunakan jika kita menambahkan cos dalam persamaan tersebut. Dimana adalah besar sudut antara gaya terhadap perpindahan.Hasil akhir persamaannya menjadi :W = Fcos .sPerhatikan gambar di bawah ini

USAHA BERNILAI NOL (TIDAK MELAKUKAN USAHA)Tidak semua gaya yang sudah bekerja dikatakan melalukan usaha atau semua benda yang berpindah telah dikenai usaha. Untuk lebih jelasnya mari kita bahas, berikut ini peristiwa yang usahanya bernilai nol Gaya penyebab ada tetapi tidak ada perpindahan. F tidak sama dengan nol dan s sama dengan nol, contohnya adalah ketika kita mendorong tembok. Walaupun kita sudah mengeluarkan gaya tetapi tembok tidak berpindah maka kita dikatakan tidak melakukan usaha. Gaya penyebab tidak ada tetapi terjadi perpindahan. Contohnya adalah ketika kita bermain sky dan kita sedang ber GLB maka resultan gayanya sama dengan nol tetapi kita mengalami perpindahan. Kejadian ini juga tergolong usaha bernilai nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha. Gaya dan perpindahan membentuk sudut 90 derajat. Contohnya ketika kita menenteng tas dan berjalan maju, sudut yang dibentuk gaya penyebab dengan perpindahan yang dihasilkan adalah 90 derajat. Jika kita masukkan kedalam persamaan gaya yang membentuk sudut maka akan kita peroleh hasil Usaha sama dengan nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha. A. Usaha Usaha Adalah Hasil Kali Perpindaahn dan gaya yang searah dengan perpindaah . rumus dari usaha adalah : w = F . S W= Usaha (J) F= gaya ( newton=N) S= perpindahan (m) Pembahasan secara matematis di SMP dibatasi pada gaya yang segaris nilai usaha dapat bernilai positif,begatif maupun nol (0) . 1. Usaha Bernilai Positif jika gaya menyebabkan perpindaahan benda searah dengan gaya Contoh : ani mendorong meja kedepan dan perpindahan meja ke depan. 2. Usaha bernilai negatif jika gaya menyebabkan perpindahan benda berlawanan arah dengan gaya. Contoh : usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan , Andi mendorong mobil naik di jalan menanjak, tetapi mobil malah bergerak turun . 3. Usaha Bernilai nol (0) jika gaya tidak menyebabkan benda berpindah atau perpindahan benda tegak lurus dengan gaya . B. Energy Energy adalah kemampuan melakukan usaha/kerja . benruk bentuk energy adalah : - energy panas - energy gerak - energy potensial - energy bunyi - dan lain lain. Energy dapat dimanfaatkan saat mengalami perubahan bentuj . Contoh : Lampu senter : energy kimia menjadi energy listrik menjadi energy cahaya . Apa yang dimaksud Konservasi energy ? konservasi energi adalah : segala tindakan manusia dalam upayanya untuk menghemmat energy ( menggunakan energy seefektif dan seefisien mungkin ) contoh : - Mematikan lampu saat ruangan terang di siang hari - Mematikan kran air jika bak mandi sudah penuh - TIdak menggunakan kendaraan motor jika jarak temmpuhnya dekat - dan lain lain C. Hukum kekekalan Energy Apa yang dimaksud Hukum kekekalan Energy ? Hukum Kekekalan Energy adalah : energy tidak dapat di ciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat berubah dari bentuj satu ke bentuk yang lain . Energy dapat digunakan saat mengalami perubahan bentuk : - energy listrik menjadi panas pada setrika listrik - energy listrik menjadi gerak pada kipas angin - dan lain lain D. Energi Mekanik Apa yang dimaksud energy mekanik ? Energy mekanik merupakan hasil penjumlahan energy potensial dan energy kinetic . 1. energy potensial apayang dimaksud energy potensial ? energy potensial adalah energy yang dimiliki benda karena kedudukannya . Contoh dari energy potensial adalah energi potensial pegas dan energy potensial gravitasi. Pembahasan secara matematis di smp dibatasi pada energy potensial gravitasi. Energy potensial gravitasi yaitu : energy yang dimiliki oleh benda karena posisinya atau kedudukannya terhadap bumi . Rumusnya adalah : Ep = m . g . h Ep = energy potensial ( joule =j ) m = massa (kg) h = ketinggian (m) g = percepatan gravitasi (m/s2) nilai percepatan gravitasi di tiap tempat berbeda , tetapi yang sering dipakai dalam soal adalah g=10 m/s2 2. Energy Kinetic Apa yang dimaksud energy kinetic ? . Energy kinetic adalah energy yang dimiliki benda karena gerakanya . Rumusnya adalah Ek = 1/2 . m . v2 (pangkat 2) Ek = Energi kinetic (J) m = Massa ( kg) v = Kecepatan (m/s) 3. Hubungan Ek, Ep dan Em Em = Ep + Ek 4. Hukum Kekekalan Energy Mekanik Adalah : Energy mekanik awal sama dengan energy mekanik akhir ( selama tidak ada gaya luar yang bekerja pada system ) Em1 = Em2 Jika Sebuah Benda Dilempar lurus ke atas, Semakin lama energi kinetiknya berkurang sedangkan energy potensialnya bertambah tetapi energy mekaniknya di tiap titik yang dilewati tetap . Usaha dalam keseharian dengan dalam fisika berbeda. Usaha dalam keseharian bermakna mengerjakan sesuatu. Sementara usaha dalam fisika didefinisikan hasil kali antara gaya dan perpindahan benda yang searah dengan gaya. Tampak bahwa usaha dalam fisika selalu menyebabkan perpindahan. Sementara usaha dalam keseharian tak slalu menyebabkan perpindahan.

W = Fs Ket : W : Usaha F : Gaya s : Perpindahan benda

Jika perpindahan = 0, maka W = F x 0 = 0 Jadi dalam fisika tidak dikatakan usaha bila tidak adanya perpindaha, meski Pelaku usaha merasa lelah dalam memberikan gaya (dorongan ataupun tarikan) Source:http://ilmuituindah123.blogspot.com/

Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan# Menurut Kamajaya dalam buku "Cerdas Belajar Fisika"Usaha adalah transfer energi melalui gaya sehingga benda berpindahUSAHA DAN ENERGI Tahukah kamu bahwa tanpa energi yang diciptakan Tuhan tidak akan ada kehidupan. Matahari, angin, sungai, dan bahkan alam ini tidak akan ada. Energi terdapat di mana-mana dan dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lain. Energilah yang melatarbelakangi setiap kejadian. Jadi, apakah energi itu?

Semua makhluk hidup membutuhkan energi untuk kelangsungan hidup mereka. Tumbuhan dan hewan memperoleh energi dari alam untuk pertumbuhan dan kelestariannya. Manusia memanfaatkan energi yang berasal dari otot mereka untuk kegiatan sehari-hari seperti berjalan dan berlari. Manusia telah mengembangkan berbagai cara pemanfaatan energi yang tersedia untuk meningkatkan kualitas hidup mereka.

A. Pengertian EnergiSetiap saat manusia memerlukan energi yang sangat besar untuk menjalankan kegiatannya sehari-hari, baik untuk kegiatan jasmani maupun kegiatan rohani. Berpikir, bekerja, belajar, dan bernyanyi memerlukan energi yang besar. Kamu membutuhkan berjuta-juta kalori setiap harinya untuk melakukan kegiatan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, disarankan setiap pagi sebelum berangkat sekolah, kamu harus makan terlebih dahulu. Dengan demikian, tubuhmu cukup energi untuk melakukan kegiatan di sekolah dan untuk menjaga kesehatanmu.

Ketika kamu sakit dan nafsu makanmu hilang, tubuhmu akan lemas karena energi dalam tubuhmu berkurang. Jika demikian, kegiatan rutin sehari-harimu akan terganggu bahkan kegiatan ibadahmu pun akan terganggu. Menurutmu, apakah energi itu?

Berdasarkan jawabanmu, kemampuan untuk melakukan sesuatu itulah yang disebut energi. Sesuatu itu dikatakan sebagai kerja atau usaha. Jadi, energi adalah kemampuan untuk melakukan kerja atau usaha. Satuan energi dalam Sistem Internasional (SI) adalah joule (J). Satuan energi dalam sistem yang lain adalah kalori, erg, dan kWh (kilo watt hours). Kesetaraan joule dengan kalor adalah sebagai berikut. 1 kalori = 4,2 joule atau 1 joule = 0,24 kalori

B. Bentuk-Bentuk EnergiEnergi yang paling besar adalah energi matahari. Tuhan telah menciptakan Matahari khusus untuk kesejahteraan umat manusia. Jarak Matahari ke Bumi yang telah diatur pada jarak 149.600 juta kilometer memungkinkan energi panas yang diterima manusia di Bumi tidak membahayakan. Energi panas dari sinar matahari sangat bermanfaat bagi Bumi dan dapat menghasilkan energi-energi yang lain di muka Bumi ini. Caranya adalah dengan mengubah energi matahari menjadi energi yang lain, seperti energi kimia, energi listrik, energi bunyi, dan energi gerak.

1. Energi KimiaEnergi kimia adalah energi yang tersimpan dalam persenyawaan kimia. Makanan banyak mengandung energi kimia yang sangat bermanfaat bagi tubuh manusia. Energi kimia pun terkandung dalam bahan minyak bumi yang sangat bermanfaat untuk bahan bakar. Baik energi kimia dalam makanan maupun energi kimia dalam minyak bumi berasal dari energi matahari.

Energi cahaya matahari sangat diperlukan untuk proses fotosintesis pada tumbuhan sehingga mengandung energi kimia. Tumbuhan dimakan oleh manusia dan hewan sehingga mereka akan memiliki energi tersebut. Tumbuhan dan hewan yang mati milyaran tahun yang lalu menghasilkan minyak bumi. Energi kimia dalam minyak bumi sangat bermanfaat untuk menggerakkan kendaraan, alat-alat pabrik, ataupun kegiatan memasak.

2. Energi ListrikEnergi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang paling banyak digunakan. Energi ini dipindahkan dalam bentuk aliran muatan listrik melalui kawat logam konduktor yang disebut arus listrik. Energi listrik dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain seperti energi gerak, energi cahaya, energi panas, atau energi bunyi. Sebaliknya, energi listrik dapat berupa hasil perubahan energi yang lain, misalnya dari energi matahari, energi gerak, energi potensial air, energi kimia gas alam, dan energi uap.

3. Energi PanasSumber energi panas yang sangat besar berasal dari Matahari. Sinar matahari dengan panasnya yang tepat dapat membantu manusia dan makhluk hidup lainnya untuk hidup dan berkembang biak. Energi panas pun merupakan hasil perubahan energi yang lain, seperti dari energi listrik, energi gerak, dan energi kimia. Energi panas dimanfaatkan untuk membantu manusia melakukan usaha seperti menyetrika pakaian, memasak, dan mendidihkan air.

4. Energi MekanikKetika kamu memerhatikan sebuah mangga yang bergantung di pohonnya, mungkin kamu mengharapkan buah mangga tersebut jatuh dari pohonnya. Mengapa buah mangga itu dapat jatuh dari pohonnya? Untuk melakukan kerja supaya dapat jatuh dari pohonnya, buah mangga harus memiliki energi. Energi apakah itu? Ketika buah mangga jatuh, dia bergerak ke bawah sampai mencapai tanah. Energi apakah yang terkandung ketika buah mangga bergerak jatuh?

Dari peristiwa tersebut terdapat dua buah jenis energi yang saling memengaruhi, yaitu energi yang diakibatkan oleh ketinggian dan energi karena benda bergerak. Energi akibat perbedaan ketinggian disebut energi potensial gravitasi, sedangkan energi gerak disebut energi kinetik (energi gerak). Energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik. Secara matematis persamaan energi mekanik dapat dituliskan sebagai berikut. Em = Ep + Ek dengan: Em = energi mekanik (J)Ep = energi potensial (J)Ek = energi kinetik (J)

a. Energi PotensialTelah kamu ketahui bahwa energi potensial gravitasi adalah energi akibat perbedaan ketinggian. Apakah energi ini diakibatkan oleh ketinggian saja? Buah kelapa yang bergantung di pohonnya menyimpan suatu energi yang disebut energi potensial. Energi potensial yang dimiliki buah kelapa diakibatkan oleh adanya gaya tarik bumi sehingga jatuhnya selalu menuju ke pusat Bumi.

Energi potensial akibat gravitasi Bumi disebut energi potensial gravitasi. Energi potensial gravitasi pun bisa diakibatkan oleh tarikan benda-benda lain seperti tarikan antarplanet. Adapun energi potensial yang dimiliki suatu benda akibat pegas atau karet yang kamu regangkan disebut energi potensial pegas.

Energi potensial gravitasi dimiliki oleh benda yang berada pada ketinggian tertentu dari permukaan bumi. Energi potensial pegas muncul akibat adanya perbedaan kedudukan dari titik kesetimbangannya. Titik kesetimbangan adalah titik keadaan awal sebelum benda ditarik. Besarnya energi potensial gravitasi sebanding dengan ketinggian (h) dan massa benda (m). Ep h dan Ep m. Selain kedua besaran itu, energi potensial gravitasi dipengaruhi oleh percepatan gravitasi (g) sehingga dapat dibuat persamaan energi potensial gravitasi sebagai berikut.Ep = mgh dengan: Ep = energi potensial (J)m = massa benda (kg)g = konstanta gravitasi (m/s2)h = ketinggian (m)

b. Energi KinetikSuatu ketika, ada seorang pelaut malang yang terdampar di pulau kecil. Dia berpikir hanya dengan tiga cara dia dapat mencari bantuan. Pertama, dia dapat menerbangkan layang-layang dan berharap ada kapal yang melihat layang-layang tersebut. Kedua, dia menyimpan pesan dalam botol dan membiarkannya mengapung di atas air sampai ada orang yang menemukannya. Ketiga, dia membuat rakit untuk mencoba pergi dari pulau itu.

Gagasan pelaut itu bergantung pada satu jenis energi yang bekerja, yaitu energi akibat gerakan angin yang akan membuat layangan dapat mengapung, botol dapat bergerak dibawa ombak, dan rakit dapat melaju. Sesuatu yang bergerak, misalnya angin dan air, memiliki kemampuan yang dapat digunakan untuk menarik atau mendorong sesuatu.

Energi yang dimiliki oleh benda yang bergerak disebut energi kinetik. Kamu pun memiliki energi kinetik apabila bergerak. Ketika kamu menaiki sepeda dengan laju yang besar, tiba-tiba dihadapanmu terdapat batu besar yang menghalangi jalan. Tanpa ragu-ragu, kamu akan segera mengerem sepedamu. Sesaat badanmu terhentak sampai akhirnya berhenti. Hentakan yang kamu rasakan pada saat mengerem sepedamu itu disebut energi kinetik. Jika kamu mengajak temanmu menaiki sepeda tersebut, tentu kamu akan lebih keras lagi mengerem sepedamu. Oleh karena massa orang yang menaiki sepeda lebih besar dari sebelumnya, dapat diambil kesimpulan bahwa energi kinetik bergantung pada massa benda dan kecepatan benda tersebut. Secara matematis, energi kinetik suatu benda dapat ditulis sebagai berikut: Ek = mv dengan: Ek = energi kinetik (J)m = massa (kg)v = kecepatan (m/s)

C. Perubahan Bentuk-Bentuk EnergiEnergi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Pada umumnya, manfaat energi akan terlihat setelah berubah bentuk menjadi energi yang lain. Misalnya, energi listrik akan bermanfaat ketika berubah bentuk menjadi energi cahaya atau panas.

Matahari sebagai sumber energi terbesar yang diciptakan Tuhan telah mengalami beberapa perubahan bentuk energi yang sangat bermanfaat bagi kehidupan umat manusia. Misalnya, energi panas dan energi cahaya matahari menyinari tumbuhan sehingga tumbuhan dapat melakukan fotosintesis. Dengan demikian, tumbuhan memiliki energi kimia. Tumbuhan dimakan manusia atau hewan sehingga manusia atau tumbuhan memiliki energi untuk melakukan usaha.

Energi dapat diubah dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Energi kimia yang terkandung dalam batu baterai dapat mengalirkan muatan listrik jika dihubungkan dengan kabel. Jika aliran listrik tersebut melalui sebuah lampu, lampu akan menyala dan lama kelamaan lampu menjadi panas. Pada peristiwa tersebut, telah terjadi beberapa perubahan energi, antara lain energi kimia, energi listrik, energi cahaya, dan energi panas. Ketika kedua telapak tanganmu digosok-gosokkan, lama-kelamaan telapak tanganmu akan terasa panas. Hal ini menunjukkan bahwa pada telapak tanganmu telah terjadi perubahan energi dari energi gerak menjadi energi panas.

D. Hukum Kekekalan EnergiBerasal dari manakah energi yang kamu gunakan untuk melakukan kegiatan sehari-hari? Berubah menjadi energi apakah yang telah kamu gunakan tersebut? Apakah manusia dapat membuat mesin yang dapat melakukan kerja terus menerus tanpa menggunakan bahan bakar? Pertanyaan-pertanyaan tersebut merupakan beberapa pertanyaan yang berhubungan dengan energi yang mungkin sering kamu tanyakan pada dirimu sendiri.

Coba kamu lemparkan sebuah bola vertikal ke atas dan amati sampai jatuh lagi ke lantai. Ketika bola bergerak ke atas, kecepatan bola semakin lama semakin melambat dan ketinggian bola semakin besar. Pada ketinggian tertentu, bola berhenti sesaat dan kembali lagi ke bawah dengan kecepatan yang semakin besar. Peristiwa tersebut menunjukkan bahwa energi gerak semakin lama semakin kecil sampai menjadi nol ketika berhenti sesaat pada ketinggian tertentu. Ke manakah energi gerak tersebut?

Energi gerak (Ek) tersebut ternyata berubah menjadi energi potensial gravitasi (Ep) sampai akhirnya mencapai maksimum. Begitu pula sebaliknya, energi potensial gravitasi semakin kecil ketika bola tersebut bergerak ke bawah. Adapun energi geraknya semakin besar dan mencapai maksimum ketika sampai di lantai, tetapi energi potensial gravitasinya menjadi nol ketika sampai di lantai. Setelah diam di lantai, semua energi mekanik benda habis. Tahukah kamu, kemana perginya? Apakah yang dapat kamu simpulkan? Adakah energi yang hilang?

Kegiatan tersebut menunjukkan bahwa energi bersifat kekal. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi yang lain. Pernyataan tersebut dikenal dengan Hukum Kekekalan Energi. Telah kamu ketahui bahwa energi mekanik merupakan penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik: Em = Ep + Ek

Apabila benda selama bergerak naik dan turun hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, besar energi mekanik selalu tetap. Dengan kata lain, jumlah energi potensial dan energi kinetik selalu tetap. Pernyataan itu disebut Hukum Kekekalan Energi Mekanik.

E. UsahaDalam kehidupan sehari-hari, pengertian usaha identik dengan kemampuan untuk meraih sesuatu. Misalnya, usaha untuk bisa naik kelas atau usaha untuk mendapatkan nilai yang besar. Namun, apakah pengertian usaha menurut ilmu Fisika?

Ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat.

Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.

Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut: W = F s dengan: W = usaha (J)F = gaya (N)s = perpindahan (m)

Usaha memiliki satuan yang sama dengan energi, yaitu joule. Dengan ketentuan bahwa 1 joule sama dengan besar usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 N dengan perpindahan 1 m.

Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal? Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut: F = m g

Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut.W = F sW = m g h dengan: W = usaha (J)m = massa (kg)g = percepatan gravitasi (N/kg)h = perpindahan atau ketinggian (m)

F. Hubungan antara Usaha dan EnergiKamu sudah mengetahui bahwa energi adalah kemampuan melakukan usaha. Definisi tersebut menunjukkan bahwa usaha memiliki kaitan yang erat dengan energi.

Ketika gayamu berusaha mendorong mobil sehingga bergerak, berarti telah terjadi perubahan energi dari energi yang dikeluarkan olehmu menjadi energi gerak. Jadi, dapat disimpulkan bahwa ketika gaya melakukan usaha pada sebuah benda maka akan terjadi perubahan energi pada benda tersebut. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horisontal menyebabkan perubahan energi kinetik. Dengan demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis ditulis sebagai berikut. W = EkW = Ek2 Ek1 dengan: W = usaha (J)Ek = perubahan energi kinetik (J)Ek2 = energi kinetik akhir (J)Ek1 = energi kinetik awal (J)

Ketika kamu mengangkat sebuah balok, kamu akan memberikan gaya dorong terhadap balok. Pada saat ke atas, berlaku:Wtangan = Ftangan . s = m g h

Saat ke bawah:Wgravitasi = Fgravitasi . s = m g hUsaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda yang bergerak vertikal) sama dengan perubahan energi potensial gravitasi. Secara matematis ditulis sebagai berikut.W = EpW = Ep2 Ep1W = m g (h2 h1) dengan: W = usaha (J)Ep = perubahan energi potensial (J)Ep1 = energi potensial awal (J)Ep2 = energi potensial akhir (J)