Besaran
usaha menyatakan gaya yang menyebabkan perpindahan benda. Namun, besaran ini tidak
memperhitungkan lama waktu gaya itu bekerja pada benda sehingga menyebabkan
benda berpindah. Kadang-kadang usaha dilakukan sangat cepat dan di saat lain
usaha dilakukan sangat lambat. Misalnya, Ani mendorong lemari untuk
memindahkannya dari pojok kamar ke sisi lain kamar yang berjarak 3 m. Dalam
melakukan usahanya itu, Ani membutuhkan waktu 5 menit. Apabila lemari yang sama
dipindahkan oleh Arif, ia membutuhkan waktu 3 menit. Ani dan Arif melakukan
usaha yangsama, namun keduanya membutuhkan waktu yang berbeda. Besaran yang
menyatakan besar usaha yang dilakukan per satuan waktu dinamakan daya. Dengan
demikian, Anda dapat mengatakan bahwa Arif memiliki daya yang lebih besar
daripada Ani.
Daya didefinisikan sebagai kelajuan usaha atau usaha per
satuan waktu. Daya dituliskan secara matematis sebagai berikut.
W = P/t
..................... (4–14)
dengan: W =
usaha (joule),
t = waktu
(sekon), dan
P = daya
(J/s atau watt).
Mobil, motor, atau mesin-mesin lainnya sering dinyatakan
memiliki daya sekian hp (horse power) yang diterjemahkan dalam Bahasa Indonesia
sebagai daya kuda dengan 1 hp = 746 watt. Dalam perhitungan teknik, besarnya 1
hp kadang-kadang dibulatkan, yaitu 1 hp = 750 watt. Hubungan antara daya dan
kecepatan diturunkan sebagai berikut.
...................(4–15)
dengan: F =
gaya (N), dan
v = kecepatan (m/s).
Contoh
1. Seorang
petugas PLN yang massanya 50 kg menaiki tangga sebuah tower yang tingginya 30 m
dalam waktu 2 menit. Jika g = 10 m/s2
, berapakah daya yang dikeluarkan petugas PLN tersebut?
Jawab
Diketahui: m
= 50 kg, h = 30 m, t = 2 menit, dan g = 10 m/s2.
2. Sebuah
mesin pesawat terbang mampu memberikan gaya dorong sebesar 20.000 N. Berapakah
daya yang dihasilkan mesin ketika pesawat mengangkasa dengan kecepatan 250 m/s?
Jawab
Diketahui: F
= 20.000 N dan v = 250 m/s
P = F v =
(20.000 N)(250 m/s) = 5.000.000 watt
Efisiensi atau Daya Guna Pengubah Energi
Anda telah mempelajari bahwa energi akan
terasa manfaatnya ketika energi tersebut berubah bentuk menjadi energi lain,
seperti energi listrik akan terasa manfaatnya jika berubah menjadi cahaya,
gerak, panas, atau bentuk energi yang lainnya. Akan tetapi, alat atau mesin
pengubah energi tidak mungkin mengubah seluruh energi yang diterimanya menjadi
energi yang bermanfaat. Sebagian energi akan berubah menjadi energi yang tidak
bermanfaat atau terbuang yang biasanya dalam bentuk energi kalor atau panas.
Perbandingan antara energi yang
bermanfaat (keluaran) dan energi yang diterima oleh alat pengubah energi
(masukan) disebut efisiensi. Secara matematis dituliskan sebagai berikut.
...................(4–16)
contoh
Sebuah motor
yang memiliki daya 1.800 watt mampu mengangkat beban sebesar 1.200 N sampai
ketinggian 50 m dalam waktu 20 sekon. Berapakah efisiensi motor itu?
Latihan
Kerjakanlah
di dalam buku latihan Anda.
1.
Sebuah lift mampu mengangkut 10 penumpang (massa
tiap penumpang = 50 kg) setinggi 10 m dalam waktu 15 sekon. Jika massa lift
1.000 kg dan g = 10 m/s2 , berapakah daya lift itu?
2.
Air terjun yang ketinggiannya 60 m mengalirkan
air sebanyak 10 m3 setiap
sekon sehingga turbin berputar dan generator menghasilkan daya sebesar 300 MW.
Hitunglah efisiensi generator tersebut.
3.
Aliran air setinggi 8 m digunakan sebagai
pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap sekon air mengalir sebanyak 10 m3
. Jika efisiensi generator 60% dan percepatan gravitasi g = 10 m/s2 , berapa- kah daya
rata-rata yang dihasilkan (dalam kW)?
||PETA KONSEP||USAHA||ENERGI||ENERGI KINETIK||ENERGI POTENSIAL||ENERGI MEKANIK||HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK|| DAYA||