Rumus Usaha dan Teorema usaha-energi kinetik

Contoh soal serta rumus Usaha dan Teorema usaha-energi kinetik

Usaha

1. Seorang cucu mendorong kursi roda neneknya di sebuah taman yang berbentuk lingkaran dengan gaya 20 N, jari-jari taman tersebut 7 m, berapa besar usaha yang dilakukan si cucu untuk 2 kali putaran ?

1. 0 joules
2. 1400 joules
3. 1540 joules
4. 1760 joules

Discussion
Rumus Usaha : Usaha = Gaya x Perpindahan
Jika si cucu mendorong kursi roda sejauh 2 kali putaran maka si cucu dan kursi roda kembali ke posisi semula. Karena kembali ke posisi semula maka perpindahan bernilai nol.
Jadi usaha yang dilakukan si cucu adalah nol.
A ny valiny marina.

2. Seorang petugas kebersihan mendorong lemari di atas lantai dengan gaya 350 N. Lantai memberikan gaya gesek sebesar 70 N. Usaha yang dilakukan untuk memindahkan lemari tersebut sejauh 6 meter adalah :

1. 45 J
2. 72 J
3. 1680 J
4. 2580 J

Discussion
Fantatra fa:
Gaya dorong (F) = 350 Newton
Hery fikikisana (F_{mihodinkodina}) = 70 Newton
Perpindahan lemari (s) = 6 meter
Nanontany hoe: Usaha (W)
Valiny:
Terdapat dua gaya yang bekerja pada benda yakni gaya dorong (F) dan gaya gesek (F_{mihodinkodina}).
Gaya dorong searah dengan perpindahan lemari karenanya gaya dorong melakukan usaha positif. Sebaliknya gaya gesek berlawanan arah dengan perpindahan lemari karenanya gaya gesek melakukan usaha negatif.
Usaha yang dilakukan gaya dorong :
W = F s = (350 Newton)(6 meter) = 2100 Newton meter = 2100 Joule
Usaha yang dilakukan gaya gesek :
W = – (F_{mihodinkodina})(s) = – (70 Newton)(6 meter) = – 420 Newton meter = – 420 Joule
Usaha total :
W total = 2100 Joule – 420 Joule
W manontolo = 1680 Joule
C ny valiny marina.

Teôrema angovo kinetika-asa

3. Suatu gaya konstan yang besarnya 8 N bekerja pada benda bermassa 16 kg. Jika benda pada awalnya diam, maka laju benda setelah gaya tersebut bekerja selama 4 detik adalah….

1. 0,5 m / s
2. 2 m / s
3. 4 m / s
4. 8 m / s

Discussion
Fantatra fa:
Gaya konstan (F) = 8 Newton
Lanjan'ny zavatra (m) = 16 kg
Kelajuan awal benda (v_o) = 0 m/s
Selang waktu gaya bekerja pada benda (t) = 4 detik
Nanontany hoe: Kelajuan akhir benda (v_t)
Valiny:
Usaha = Perubahan energi kinetik
W = EK akhir – EK awal
W = ½ m v_t² – ½ mv_o²
W = ½ m v_t² - 0
W = ½ m v_t² —— Persamaan 1

Usaha = Gaya x Perpindahan
W = Fs
W = 8 s
Gunakan rumus GLBB untuk menghitung perpindahan (s)
s = v_o t + ½ amin'ny²
Keterangan : s = perpindahan, v_o = kelajuan awal, t = waktu, a = percepatan
s = 0 + ½ a t² = ½ a t² —-> a = (v_t - v_o) / t = v_t
s = ½ (v_t / t) t²
s = ½ (v_t) t
Gantikan perpindahan (s) pada persamaan usaha dengan perpindahan (s) pada persamaan ini :
W = 8 s
W = 8(1/2)(v_t)(t)
W = (4)(v_t)(t) —— Persamaan 2

Persamaan 1 = Persamaan 2
W = W
½ mv_t² = (4)(v_t)(t)
½ mv_t = (4)(t)
½ (16)(v_t) = 4(4)
8 v_t = 16
v_t = 16/8
v_t = 2 meter/sekon
Ny valiny marina dia B.

4. Untuk meningkatkan laju sebuah benda menjadi 2 kali lajunya semula diperlukan usaha sebesar….

1. 4 kali energi kinetiknya mula-mula
2. 3 kali energi kinetiknya mula-mula
3. 2 kali energi kinetiknya mula-mula
4. 1 kali energi kinetiknya mula-mula

Discussion
Fantatra fa:
Andaikan massa benda (m) = 1 kg
Andaikan kelajuan awal (v_o) = 1 m/s
Hafainganam-pandeha farany (v_t) = 2 x kelajuan awal = 2 x 1 = 2 m/s
Nanontany hoe: Usaha = … ?
Valiny:
Energi kinetik awal :
EK awal = ½ m v_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0,5
Energi kinetik akhir ketika laju benda menjadi 2 kali lajunya semula :
EK akhir = ½ m v_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

Teôrema momba ny angovo kinetika-asa:
Usaha = Perubahan energi kinetik
Usaha = Energi kinetik akhir – Energi kinetik awal
Usaha = 2 – 0,5
Usaha = 1,5

Energi kinetik mula-mula = 0,5
Usaha = 3 x 0,5 = 1,5
Jadi untuk meningkatkan laju sebuah benda menjadi 2 kali lajunya semula diperlukan usaha sebesar 3 kali energi kinetiknya mula-mula.
Ny valiny marina dia B.

Loharanon'ny fanontaniana:

Fanontaniana OSN momba ny Fizika any amin'ny Lisea Ambaratonga Faharoa