Page 9 - Bahan Ajar Usaha dan Energi

3. Hubungan antara Usaha dan Energi

3.1 Hubungan Antara Usaha dan Energi Potensial

3.1.1. Hubungan Antara Usaha dengan Energi Potensial Gravitasi
Misalnya sebuah balok bermassa m diikat pada seutas tali dan tali digulung

pada suatu katrol licin. Anggap katrol dan tali tak bermassa. Balok mula-mula berada
pada ketinggian h1, beberapa saat kemudia balok berada pada ketinggian h2.

Perhatikan Gambar 4.11
Turunnya balok disebabkan adanya
tarikan gaya gravitasi. Besarnya usaha gaya
gravitasi sama dengan Gaya gravitasi (m g)
dikalikan dengan perpindahan (h1 – h2).
Secara matematis ditulis sebagai berikut.
Gambar Hubungan usaha dan energi potensial

W = mg (h1 – h2)

= mgh1 – mgh2

= Ep1 – Ep2
= (Ep1 – Ep2)

W = – ΔEp

Dengan p _E merupakan negatif perubahan energi potensial gravitasi.

Besarnya energi potensial grabvitasi sama dengan energi potensial akhir dikurangi

energi potensial mula-mula ( p _E = Ep akhir – Ep awal). Persamaan ini menyatakan
bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi sama dengan minus perubahan energi

potensial gravitasi.

3.2 Hubungan Antara Usaha dan Energi Kinetik

Hubungan energi kinetik dengan usaha dijelaskan sebagai berikut. Sebuah

benda pada posisi 1 bergerak dengan kelajuan v1. Kemudian benda dikenai gaya luar F,

sehingga benda bergerak dipercepat beraturan. Dalam selang waktu t benda berpindah
sejauh _x dari posisi 1 ke posisi 2. Pada posisi 2 benda bergerak dengan kelajuan

v2.Perhatikan Gambar 4.13!