Usaha & Energi

Konsep: Energi kinetik adalah energi yang dimiliki benda karena geraknya: $E_k=\frac{1}{2}m{v}^2$. Energi kinetik bergantung pada kuadrat kecepatan. Jawaban benar: D -- Jawaban D benar. $E_k=\frac{1}{2}m{v}^2=\frac{1}{2}\times 2\text{kg}\times (6\text{m/s}{)}^2=\frac{1}{2}\times 2\times 36=36\text{J}$. Tips: Urutan hitung: pertama kuadratkan $v^2=6^2=36$, lalu kalikan $\frac{1}{2}\times m=\frac{1}{2}\times 2=1$, hasil $1\times 36=36\text{J}$.

Konsep: Energi potensial gravitasi adalah energi yang tersimpan karena ketinggian benda di atas acuan: $E_p=mgh$. Acuan biasanya diambil di tanah ($h=0$). Tidak ada faktor $\frac{1}{2}$. Jawaban benar: C -- Jawaban C benar. $E_p=mgh=5\text{kg}\times 10{\text{m/s}}^2\times 4\text{m}=200\text{J}$. Tips: Tiga variabel dikali langsung: $m\times g\times h$. Tidak ada faktor $\frac{1}{2}$ pada $E_p$ gravitasi, berbeda dengan $E_k$.

Konsep: Energi potensial pegas adalah energi yang tersimpan akibat deformasi pegas dari posisi setimbangnya: $E_p=\frac{1}{2}k{x}^2$, dengan $k$ konstanta pegas ($\text{N/m}$) dan $x$ simpangan ($\text{m}$). Jawaban benar: A -- Jawaban A benar. $E_p=\frac{1}{2}k{x}^2=\frac{1}{2}\times 400\text{N/m}\times (0,2\text{m}{)}^2=\frac{1}{2}\times 400\times 0,04=8\text{J}$. Tips: Urutan hitung: $(0,2{)}^2=0,04$ dulu, lalu $\frac{1}{2}\times 400\times 0,04=8\text{J}$. Kuadratkan simpangan sebelum mengalikan.

Konsep: Daya adalah laju usaha yang dilakukan per satuan waktu: $P=\frac{W}{t}$. Satuan daya adalah watt ($\text{W}=\text{J/s}$). Jawaban benar: B -- Jawaban B benar. $P=\frac{W}{t}=\frac{600\text{J}}{30\text{s}}=20\text{W}$. Tips: Daya = Usaha dibagi Waktu. $P=W/t$. Ingat: daya itu "kecepatan melakukan usaha".

Konsep: Untuk benda yang bergerak dengan kecepatan tetap $v$ akibat gaya $F$ searah gerak, daya dapat dihitung langsung: $P=F\cdot v$. Ini merupakan turunan dari $P=W/t=Fs/t=Fv$. Jawaban benar: E -- Jawaban E benar. $P=F\cdot v=80\text{N}\times 5\text{m/s}=400\text{W}$. Tips: Kecepatan tetap + ada gaya searah gerak → gunakan $P=F\times v$. Tidak perlu jarak maupun waktu.