Daya
Pada pokok bahasan mengenai usaha dan
energi, energi potensial dan energi kinetik serta pembahasan Hukum
Kekekalan Energi, kita telah mempelajari konsep usaha tanpa
memperhitungkan besaran waktu. Misalnya ketika mengangkat sebuah batu
hingga ketinggian tertentu, kita membutuhkan sejumlah usaha. Batu yang
kita angkat dengan sejumlah usaha tentu saja memerlukan selang waktu
tertentu untuk berpindah dari kedudukan awal ke kedudukan akhir. Batu
yang diangkat secara perlahan-lahan pasti memiliki waktu tempuh yang
lebih lama dibandingkan dengan batu yang diangkat dengan cepat. Pada
kesempatan ini kita akan mempelajari pokok bahasan Daya, sebuah besaran
fisika yang menyatakan hubungan antara usaha dan waktu. Selamat belajar,
semoga sukses…..
Dalam ilmu fisika,
daya diartikan sebagai laju dilakukannya usaha atau perbandingan antara
usaha dengan selang waktu dilakukannya usaha. Dalam kaitan dengan
energi, daya diartikan sebagai laju perubahan energi. Sedangkan Daya
rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan usaha total yang dilakukan
dengan selang waktu total yang dibutuhkan untuk melakukan usaha. Secara
matematis, hubungan antara daya, usaha dan waktu dirumuskan sebagai
berikut :
Berdasarkan
persamaan ini, dapat disimpulkan bahwa semakin besar laju usaha,
semakin besar Daya. Sebaliknya, semakin kecil laju Usaha maka semakin
kecil laju Daya. Yang dimaksudkan dengan laju usaha adalah seberapa
cepat sebuah usaha dilakukan. Misalnya mobil A dan B memiliki massa yang
sama menempuh suatu lintasan berjarak 1 km. Apabila mobil A menempuh
lintasan tersebut dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan dengan
mobil B, maka ketika menempuh lintasan itu, daya mobil A lebih besar
dari mobil B. Dengan kata lain, Mobil A memiliki laju perubahan energi
kimia menjadi energi mekanik yang lebih besar dari pada mobil B.
Daya merupakan besaran skalar, besaran yang
hanya mempunyai nilai alias besar, tidak mempunyai arah. Satuan Daya
dalam Sistem Internasional adalah Joule/detik. Joule/detik juga biasa
disebut Watt (disingkat W), untuk menghargai James Watt. Dalam sistem
British, satuan daya adalah 1 pon-kaki/detik. Satuan ini terlalu kecil
untuk kebutuhan praktis sehingga digunakan satuan lain yang lebih besar,
yakni dayakuda atau horse power (disingkat hp). 1 dayakuda
= 550 pon-kaki/detik = 764 watt = ¾ kilowatt.
Besaran Usaha juga bisa dinyatakan dalam satuan daya x waktu,
misalnya kilowatt-jam alias KWH. Satu KWH adalah usaha yang
dilakukan dengan laju tetap sebesar 1 Kilo Watt selama satu jam.
Daya seekor kuda menyatakan seberapa besar
usaha yang dilakukan kuda per satuan waktu. Daya sebuah mesin menyatakan
seberapa besar energi kimia atau listrik dapat diubah menjadi energi
mekanik per satuan waktu.
Contoh soal 1 :
Seseorang yang bermassa 60 kg menaiki
tangga selama 4 sekon. Apabila ketinggian vertikal tangga tersebut
adalah 4 meter, hitunglah daya orang itu dalam satuan watt dan besarnya
energi yang dibutuhkan untuk menaiki tangga. Anggap saja percepatan
gravitasi (g) = 10 m/s2.
Panduan
jawaban :
Hasil perhitungan kita menunjukkan bahwa
ketika menaiki tangga, orang tersebut mengubah energi kimia menjadi
energi mekanik sebesar 2400 Joule. Ini belum termasuk energi panas yang
dihasilkan ketika orang tersebut bergerak. Jadi ketika menaiki tangga,
energi yang diubah orang tersebut lebih besar dari 2400 Joule.
0 komentar: