02.07.2013 Views

FISIKA 11

FISIKA 11

FISIKA 11

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Baiklah untuk melengkapi penjelasan yang telah diberikan, berikut<br />

disertakan contoh soal. Perhatikan contoh berikut.<br />

Contoh<br />

1. Sebuah benda dengan massa 1 kg dilemparkan<br />

ke atas dengan kecepatan awal 25<br />

m/s. Jika g = 9,8 m/s 2 , berapakah energi<br />

potensial gravitasi benda ketika berada di<br />

ketinggian maksimum?<br />

Penyelesaian:<br />

Diketahui:<br />

m = 25 kg<br />

v 0 = 25 m/s<br />

g = 9,8 m/s<br />

Ditanyakan: E P<br />

Jawab: Ketinggian maksimal yang dicapai<br />

benda dapat dicari dengan persamaan:<br />

2 2<br />

vt = v0 − 2gh<br />

0 = 25 2 − 2 × 9,8 × h<br />

h = 31,89 m<br />

Dengan demikian, energi potensialnya dapat<br />

dicari dengan persamaan:<br />

E P = mgh<br />

= 1 × 9,8 × 31,89<br />

= 312,52 J<br />

2) Energi Potensial Pegas<br />

Di bab II semester 1, kita telah mempelajari bab Gravitasi dan Pegas.<br />

Pada bab itu, kita telah membahas gaya pegas dan Hukum Hooke. Nah<br />

di subbab ini, kita akan membahas energi yang dimiliki sebuah pegas.<br />

Kita ambil contoh peristiwa yang diceritakan pada Eureka di depan, yaitu<br />

seorang anak yang menekan sebuah bola pada pegas kemudian dilepaskan.<br />

Perhatikan Gambar 3.9.<br />

Dari gambar tersebut, pegas semula berada dalam keseimbangan.<br />

Ketika ditekan dengan gaya F, pegas memendek sejauh x. Besarnya gaya<br />

tekan ini sebanding dengan perubahan panjang pegas.<br />

Berdasarkan Hukum Hooke, besarnya gaya yang harus diberikan<br />

pada pegas untuk mempertahankan agar pegas meregang atau memampat<br />

sejauh x adalah:<br />

Keterangan:<br />

F = gaya<br />

F = k x k = konstanta pegas<br />

x = perubahan panjang pegas<br />

Dari persamaan tersebut, besar gaya yang diberikan tergantung pada<br />

pertambahan panjang. Semakin besar pertambahan panjang pegas, gaya<br />

yang diperlukan semakin besar. Ini berarti gaya pada pegas tidak tetap<br />

atau selalu berubah seiring perubahan panjang pegas. Kenyataan ini memberikan<br />

konsekuensi bahwa usaha yang dilakukan gaya tidak dapat dicari<br />

secara langsung dengan persamaan F x.<br />

Usaha yang dilakukan oleh gaya yang bekerja pada pegas dapat dicari<br />

dari grafik hubungan gaya dan panjang pegas. Karena gaya berbanding<br />

lurus dengan x, maka dapat dipastikan grafik hubungan keduanya berupa<br />

garis lurus dengan kemiringan tertentu, seperti tampak pada Gambar 3.10.<br />

Jadi, energi potensial benda ketika mencapai<br />

tinggi maksimum adalah 312,52 J.<br />

x<br />

(i)<br />

(ii)<br />

(iii)<br />

Gambar 3.9 Akibat gaya tekan<br />

yang diberikan, pegas akan<br />

memendek sejauh x.<br />

T e r o p o n g<br />

Menurut Hukum Hooke,<br />

untuk meregangkan atau<br />

memampatkan pegas<br />

sejauh x diperlukan gaya<br />

sebesar:<br />

F = k x<br />

Keterangan:<br />

F = gaya pegas (N)<br />

k = tetapan pegas (N/m)<br />

x = pertambahan<br />

panjang (m)<br />

Usaha dan Energi 97

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!