Video Percobaan roket

HAND - OUT USAHA & ENERGI

Usaha & Energi

A) Usaha

=>Besarnya gaya yang membentuk sudut dan bekerja pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan.

W = F.∆x cosq

Keterangan:     w = usaha

                        F = gaya

                        ∆x = perpindahan

                        θ = sudut yang dibentuk oleh gaya

Dalam vektor satuan : W = F.s

 Keterangan:     F = gaya (N)

s = perpindahan (m

W = usaha (Nm = joule).

Soal 1:

Gaya sebesar 60 N menarik balok di atas lintasan horizontal. Jika gaya berarah 60° dari horizontal, berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut untuk menarik balok sejauh 8 m?

Penyelesaian :

Diketahui :    F = 60 N

                     θ = 30°

                     ∆x = 8 m

Ditanya : W

Jawab :

W = F.∆xcos θ

     = 60 . 8 cos 60°

     = 480 . ½ √3= 240√3 J

Soal 2 :

Dalam kegiatan beres-beres kelas, Dito telah berhasil menggeser sebuah lemari sejauh 5 m dibantu dua orang temannya, Budi dan Arto. Jika gaya yang diberikan Dito adalah 10 N, Budi sebesar 20 N, dan Arto sebesar 15N,berapakah besar usaha yang telah mereka lakukan?

Penyelesaian:

Diketahui :    F1 = 10 N

                     F2 = 20 N

                     F3 = 15 N

                     s = 5 m

Ditanya : W

Jawab :

W = F.s

W = (10+20+15).5

W = 225 J

Soal : Kurva

Perhatikan grafik hubungan gaya (F) dan pertambahan panjang pegas (Δx) diatas. Tentukan usaha pada saat pegas ditarik dengan gaya 50 N.

Diketahui F = 50 N.

W = 1/2 (F) (Δx) = 1/2 (50 N) (2 m) = 50 joule

GayaKonservatif

ð  Gaya yang memiliki sifat bahwa usaha yang dilakukan untuk membawa suatu beban  di bawah pengaruh gaya, gaya ini tidak bergantung pada jalan atau lintasan yang ditempuh, melainkan hanya bergantung pada posisi awal dan posisi akhir benda.

Contoh :

1. Gaya berat
2. Gaya gravitasi Newton
3. Gaya elastic pegas

Hubungan Usaha (W) dengan Ep & Ek

1. Memindahkan benda vertikal

          Ep = m.g.h 

Keterangan:     Ep = energi potensial (joule),

m = massa benda (kg),

                        g = percepatan gravitasi bumi (m/s²), dan

h = tinggi benda (m).

2. Memindahkan benda horizontal

         Ek = 1/2 m.v²    

Keterangan:     Ek = energi kinetik (joule),

                       m = massa benda (kg), dan

v = kecepatan benda (m/s).

3. Memindahkan benda sembarang

·         Tanpa gesekan (W = 0)

W= Em₂ - EM₁

0 = Ep₂ + Ek₂– Ep₁ + Ek₁

                Ep₁ + Ek₁=  Ep₂ + Ek₂

·         Ada gesekan

 W = Em₂ = Em₁

1. Daya (P = ….. watt)

=>besaran fisika yang menggambarkan tentang seberapa cepat sebuah usaha dilakukan.

         P = W / t 

Keterangan:     W = usaha (joule)

t = waktu (sekon), dan

P = daya (J/s atau watt).

TUGAS FISIKA APLIKASI VEKTOR SATUAN

Fungsi Vektor Secara Duniawi

Dalam dunia manusia ini, memang tidak serta merta kita dapat melihat fungsi dari vektor tersebut. Namun, fungsi itu ada dan itulah sebabnya mata pelajaran/mata kuliah ini tetap dipelajari. Fungsi-fungsi tersebut antara lain yaitu:

1.      Sarana transportasi darat, laut, maupun udara masing-masing memiliki peluang yang sama untuk terjadinya kecelakaan. Apabila kecelakaan teradi di tengah lautan lepas, tentunya kapal yang mengalami kerusakan maka harus dibawa ke pelabuhan terdekat untuk segera diperbaiki. Untuk menarik kapal tersebut dibutuhkan dua buah kapal dengan dilengkapi kawat baja. Agar kapal dapat sampai ke pelabuhan yang dituju dan posisi kapal selama perjalanan tetap stabil, besar gaya yang dibutuhkan oleh masing-masing kapal penarik dan sudut yang di bentuk oleh kawat baja harus diperhitungkan dengan cermat.

2.      Dalam Navigasi, vektor berpengaruh besar terhadap keberadaan suatu lokasi ditinjau dari tempat yang bergerak (kendaraan atau lainnya). Teknologi ini disebut Global Positioning System atau GPS. Sistem ini memberitahukan lokasi di permukaan bumi walaupun tempatnya bergerak. Sehingga, suatu kendaraan dapat mengetahui keberadaannya dan dimana lokasi tujuannya.

Karena itu vektor sangat berperan penting dalam Navigasi contohnya vektor yang digunakan untuk Sistem Navigasi Pesawat Terbang. Semua pesawat terbang dilengkapi dengan sistem navigasi agar pesawat tidak tersesat dalam melakukan penerbangan. Panel-panel instrument navigasi pada kokpit pesawat memberikan berbagai informasi untuk sistem navigasi mulai dari informasi tentang arah dan ketinggian pesawat. Pengecekan terhadap instrument sistem navigasi harus seteliti dan seketat mungkin. Sebagai contoh kejadian yang menimpa pesawat Adam Air pada bulan pebruari 2006 sewaktu menjalani penerbangan dari bandara Soekarno Hatta menuju bandara Hasanudin di Makasar. Ketidaktelitian pihak otoritas penerbangan yang mengijinkan pesawat Adam Air terbang dengan sistem navigasi yang tidak berfungsi menyebabkan Pesawat Adam Air berputar-putar di udara tanpa tahu arah selama tiga jam sebelum mendarat darurat di bandara El Tari Nusa Tenggara Timur. Kesalahan ini terjadi akibat dari tidak berfungsinya sistem navigasi dan ini merupakan kesalahan yang fatal dalam dunia penerbangan. Sanksi yang diberikan adalah dicabutnya ijin operasi bagi maskapai penerbangan yang melanggar. Vektor menyatakan arah dan besar suatu besaran. Jurusan tiga angka, Analisi ruang, Navigasi penerbangan dan pelayaran selalu menggunakan vektor untuk keperluan itu. Peralatan navigasi membutuhkan perhitungan vektoris yang sudah dikalibrasikan dengan alat ukur sehingga menghasilkan keluaran manual atau digital. Keluaran itu dapat dibaca pada pada alat ukur yang menera besar dan arah secara bersamaan, sehingga bermanfaat bagi orang yang memantaunya.

Pernahkah Anda naik pesawat terbang? Antara penumpang dan pilot dan copilot di ruang kemudi dipisah dengan sekat. Tujuannya agar pilot dapat berkonsentrasi mengemudikan pesawat. Pernahkah Kamu bayangkan pesawat terbang di malam hari? Bagaimana pilot mengemudikan pesawat terbang di malam hari. Dengan sistem vektor yang dikalibrasikan dengan komputer navigasi pesawat pilot dapat memantau arah tujuan pendaratan pesawat. Jadi tidak pernah sebuah pesawat nyasar ke lain tempat.

3.      Dalam sains komputer vektor digunakan untuk pembuatan grafis. Grafis adalah gambar yang tersusun dari koordinat-koordinat. Dengan demikian sumber gambar yang muncul pada layar monitor komputer terdiri atas titik-titik yang mempunyai nilai koordinat. Layar Monitor berfungsi sebgai sumbu koordinat x dan y. Grafis vektor adalah objek gambar yang dibentuk melalui kombinasi titik-titik dan garis dengan menggunakan rumusan matematika tertentu. Contoh software yang menggunakan vektor adalah CorelDRAW dan Adobe Illustrator. Dalam software komputer seperti AutoCAD, Google SketchUp dll, terdapat penghitungan vektor yang terkomputerisasi. Program tersebut berfungsi sebagai penggambar rancangan bangunan 3D sebelum membangun bangunan sebenarnya. Dalam program tersebut terdapat tiga sumbu, sumbu X, sumbu Y dan sumbu Tegak (3 dimensional).

 

4.      Ketika terjun payung dari kapal terbang, tempat penerjun jatuh tidak tepat di bawah kapal, tetapi jauh melenceng, hal ini terjadikarena adanya dua vektor gaya yaitu gaya gravitasi dan gaya dorong angin.

5.   Saat perahu menyebrangi sungai, maka kecepatan perahu yang sebenarnya merupakan kecepatan gerak perahu dan kecepatan air.

6.   Dalam suatu kejadian seorang pemanah menarik anak panah dari busurnya, sebenarnya arah gerak anak panah merupakan penjumlahan vektor gaya tarik tali dari kedua unjung busur tersebut.

7.   Metode vektor juga diaplikasikan terhadap seseorang yang sedang bermain layang-layang. Sehingga arah layang-layang yang sedang terbang tidak lurus terhadap orang yang memegang tali layangan. Dengan demikian orang tersebut dapat melihat layangan  lebih jelas karena ada pengaruh vektor.

8.   Pada saat seorang anak bermain jungkat-jungkit, pada bidang miring menggunakan gaya vektor, sehingga anak tersebut tidak jatuh dari bidang miring itu.

9.   Seorang pilot pada pesawat terbang menggunakan komputer navigasi.

 

Pengertian Vektor

Vektor adalah besaran yang mempunyai nilai dan arah. Contoh sebuah kapal bergerak dengan kecepatan sebesar 20 knot pada arah 30 derajat dari suatu pelabuhan. Dari pernyataan di atas dapat dipahami bahwa kapal tersebut bergerak dengan kecepatan 20 knot yang merupakan besaran, selain itu dijelaskan juga arah yang ditempuh, yaitu 30 derajat dari pelabuhan.

Penggambaran vektor:

Untuk menyatakan suatu vektor dapat dilakukan pada bidang datar atau bidang koordinat Cartesius XOY dengan menggambar ruas garis dengan anak panah di salah satu ujungnya. Panjang ruas garis mewakili besar (panjang) vektor dan anak panah mewakili arah vektor. Vektor disimbolkan dengan huruf tebal atau dengan huruf yang digaris bawahi.

Macam-macam vektor:

1. Vektor Satuan    : Vektor yang memiliki arah, meskipun hanya bernilai satu.
2. Vektor Nol         : Vektor yang titik awal dan akhirnya sama.
3. Vektor Negatif   : Negatif sebagai penunjuk arahnya.
4. Vektor Posisi      : Vektor yang menempati posisi pada bidang kartesius.
5. Vektor Ortogonal: Vektor basis pada dimensi tiga.
6. Vektor Basis       : Vektor yang menempati suatu kartesius.
7. Vektor Resultan : Vektor yang menjadi hasil dari semua vektor.

 Daftar Pustaka

Restianukyu, wordpress, 2013, September 16, 22.14, http://restiaeunkyu.wordpress.com/2013/07/09/karya-ilmiah-analisis-vektor/