Materi Fisika Daya

Daya merupakan energi yang berubah setiap waktu atau kecepatan perubahan energi. Daya sering disimbolkan dengan simbol (P) yang dalam bahasa inggris disebut power.

P = W / t

P, merupakan daya dengan satuan watt atau joule/s,
W, merupakan usaha dengan satuan joule,
t, merupakan waktu dengan satuan sekon.

Daya terjadi pada alat atau mesin atau benda yang mengubah energi (watt = joule/s). Dengan kata lain daya merupakan kecepatan perubahan energi pada suatu alat atau mesin dari satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya.


Benda (m) pada ketinggian (h) dalam medan gravitasi bumi (g) memiliki Ep. Pada saat jatuh Em = Ep + Ek dan saat akan menyentuh tanah memiliki Ek maksimal. Contoh tersebut benda (m) mengubah Ep menjadi Ek selama waktu tertentu (t) yaitu waktu jatuh.

Urutan energi yang terjadi :
Ep max » Ep + Ek » Ek max

Ep, merupakan energi potensial,
Ek merupakan energi kinetik.

Mesin kendaraan mampu menggerakan (Δv) kendaraan dan massa muatan (m). Energi yang dibutuhkan kendaraan dapat dihitung dengan Ek.

Ek = 1 / 2 . m . v²


Pembangkit Listrik Tenaga Air pada ketinggian (h) bermassa tertentu (m) memiliki Ep dan Ek yang digunakan untuk membangkitkan energi listrik (generator).


Contoh Soal :

1. Sebuah kendaraan bersama muatannya bermassa 250kg bergerak dari kecepatan 15m/s, digas selama 2,5s hingga berkecepatan 60m/s. Jika sumber energi penggerak mesin kendaraan tersebut, tentukan daya yang dimiliki mesin!


2. Air terjun setinggi 20m memiliki debit (jumlah volume air yang jatuh tiap detik) 600liter/s. Bila g = 10m/s², tentukan daya energi listrik yang dihasilkan jika dianggap sebuah energi air terjun diubah menjadi energi listrik. (ρa = 10³kg/m³)


3. Sebuah kompor gas untuk memanaskan 3liter air (ρa = 10³kg/m³) dari suhu 20°C menjadi 100°C membutuhkan waktu 1 menit 20 detik dari kondisi tersebut. Tentukan daya kompor gas tersebut!
g      = 10m/s²
c air = 1 kal/g.°C



Jawab :

1. Diketahui,
m = 250kg
v₁= 15m/s
t  = 2,5s
v₂= 60m/s


W = 1 / 2 . m . (v₁²- v₂²)
     = 1 / 2 . 250kg . {(60m/s)² - (15m/s)²}
     = 125 . (3600 - 225)
     = 125 . 3375
     = 421.875kg.m²/s²


P = W/t
   = 421.875kg.m²/s² / 2,5s
   = 168.750joule/s



2. Diketahui,
h = 20m
g = 10m/s²
V= 600liter (dalam satu detik / t = 1s) = 0,6m³ = 600kg (1liter = 1kg)

m = v . ρ
    = 0,6m³ . 10³kg/m³
    = 600kg

E = m . g . h
   = 600kg . 10m/s² . 20m
   = 120.000joule


P = W /t
   = 120.000joule / 1s
   = 120.000joule/s



3. Diketahui,
V = 3liter = 3 . 10^-3m³
ρa = 10³kg/m³
T₁ = 20°C
T₂ = 100°C
Δt   = 80s
c air = 1 kal/g.°C


m = V . ρ
    = 3 . 10^-3m³ . 10³kg/m³
    = 3kg


Q = m . c . Δt
    = 3kg . 1 kal/g.°C . 80s
    = 3000gram . 1 kal/g.°C . 80s
    = 240.000 kalori


P = W/t
   = 240.000 kalori / 80s
   = 3000kal/s

Share this