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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar