BAB 4

USAHA DAN ENERGI  

 1.Berapa Besarnya usaha yang digunakan untuk menggerakkan mobil yang

    bermassa 1 ton dari  keadaan diam sehingga berjalan  dengan kecepatan

    72 km/jam ?

    Diketahui : m = 1 ton

                                 = 1000 kg

                            V₁ = 0

                            V₂ =  72 km/jam ?

                                 =  20 ms^-1

    Ditanya :  W =…?

    Jawab   :  Usaha (W) merupakan perubahan energy kinetik

                      W = ΔEk

                           = ½ mV₂² – ½ mV₂²

                              = ½ . 1000 kg. (20 ms^-1)² - ½ . 1000 kg. 0

                              = 500 kg. 400 m²s^-2

                           = 200.000 joule

                           = 2.10⁵ J

                              

 2.  Benda yg massanya ½ kg dilempar vertical ke atas dengan kecepatan

     Awal 20 m/s. Percepatan grafitasi bumi 10 ms^-2, hitunglah energy kinetic

     benda itu saat mencapai ¼ tinggi maksimal!.

      Diketahui :   m = 0,5 kg

                              Vo = 20 ms^-1

                                g  = 10 ms^-2

      Ditanya  :  Ek = …? Saat h = ¼ h _maks

      Jawab :  Pada saat h _maks maka  v_y = 0

                          V_y  =  V₀ – gt (gerak vertical ke atas)

                            0  =  20 ms^-1 - 10 ms^-2.t

                             t  =  20 ms^-1 / 10 ms^-2                 

                                =  2 s

           Maka  h _maks =  V₀. t_. – ½ gt₂

                                      =   20 ms^-1(2 s) – ½ . 10 ms^-2 (2s)²

                                      =   40 m – 20 m

                                      =   20 m

           Energy Mekanik pada saat   h_max (20 m) adalah :

                       Em  = Ep + Ek

                                = m g h_max + ½ m.V²

                                = 0,5 kg.10 ms^-2. 20 m + ½ . 10 ms^-2. 0

                                =  100 j + 0

                                =  100 J

         Pada saat tinggi benda = ¼ h max maka besarnya energy kinetic adalah :

                           h = ¼ . h maks

                              = ¼ . 20 m

                              = 5 m

                     Em  =  Ep + Ek

                  100 J  = m g h  + Ek

                  100 J  = 0,5 kg.10 ms^-2. 5 m + Ek

                  100 J  = 25 J + Ek

                    Ek    = 100 J – 25 J

                             = 75 J

 3.  Jika kecepatan sebuah menjadi ½ kali kecepatan semula, maka menjadi

      berapa kali enegy kinetiknya ?.

        Diketahui  :  V₂ = ½ V₁      ¼ v₁

          Ditanya :   Ek₂ = ….Ek₁  ?

          Jawab  :     Ek₂  = ½ mv₂²

                                        =  ½ m (½ V₁)²

                                        =  ½ m (¼ v₁ ²)

                                        =  ¼ . ½ m. v₁²

                                        =  ¼ .Ek₁

            Maka energy kinetiknya menjadi ¼ energy kenetik semula

4. Laju metabolisme di dalam tubuh kita misalnya adalah  100 watt

     (banyaknya  Enegi makanan yg diubah menjadi energy gerak dan panas).

     a). berapa banyaknya energy kimia yang di gunakan oleh tubuh kita

           selama 24 jam?

     b). 1 kkalori = 4,184 k joule, berapa kilo kalori energy makanan yang

            harus kita konsumsi tiap hari jika besarnya laju metabolism dalam                      tubuh 100 w?.

      Diketahui : Lm = E.kimia/s = 100 w

       Ditanya   a). E. kimia Selama 24 jam =..?

                          b). Energi/hari = …K kal ?

       Jawab :  a).  E. kimia /sekon = 100 watt

                               E. kimia /24 jam = 100 w

                               E. kimia / 24. 3600 s  = 100 w

                               E. kimia  =  100 w.  24. 3600 s

                                                  =  86400.100 Joule

                                                  =  8,64.10^{6 J}

                                                  =  8,64.10³ J

                       b).      1 K kal  =  4,184 k J

                              8,64.10³ J  =  (8,64.10³ / 4,184) K kal

                                                   =  (8640 / 4,184) k kal

                                           =  2090 k.kal

5. Debit air terjun dari suatu tempat yang tingginya 10 m  adalah 50 m³/s. 

    Debit air itu digunakan sebagai penggerak turbin generator yg mengubah

    Energy air terjun menjadi energy listrik dengan efisiensi  75 %.

    Berapa besarnya daya Listrik yang dihasilkan oleh generator itu?.   

    Diketahui :          h = 10 m

                           Debit  = 50 m³/s. 

                               m/t  = 50.000 kg /s   

                                    €  = 75 %

                                        =  0,75

      Ditanya  :  P = …?

  Jawab :  P = W/t  = mgh/t

                                   =  (50.000 kg/s). 10 ms^-2. 10 m  

                                   = 5.000.000 watt   

                  P generator   =  0,75 P

                                             = 0,75. 5.000.000 W

                                             = 3.750.000 W

                                             = 3,75.10³ Kw

          

             BAB 3. ELASTISITAS BENDA                                  BAB 5. IMPULS DAN MOMENTUM  

                  

DAFTAR ISI