Page 402 - Fisika Dasar 1 - Mikrajuddin Abdullah

Bab 5 Kerja dan Energi

Contoh 5.9

Sebuah air terjun yang memiliki ketinggian 18 meter dari dasar memiliki
debit 25 m /detik. Berapa kerja yang dilakukan bumi untuk menjatuhkan
3
air selama 1 jam? Massa jenis air adalah 1.000 kg/m .
3

Jawab

Dalam 1 detik:

Volum air yang jatuh, V = 25 m . Massa air yang jatuh, m = V = 1.000  25
3
= 25.000 kg. Kerja yang dilakukan bumi = energi potensial awal – energi
potensial akhir = mgh = 25.000  10  18 = 4,5  10 J.
6

Dalam 1 jam:

1 jam = 60 menit = 60  60 detik = 3.600 detik. Kerja yang dilakukan bumi
dalam 1 jam = 3.600  (4,5  10 ) = 1,62  10 J.
6
10

5.7.2 Bentuk Umum Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi yang diungkapkan oleh persamaan
(5.54) hanya benar jika lokasi benda ada di sekitar permukaan bumi. Pada
lokasi ini percepatan gravitasi bumi dapat dianggap konstan. Namun, jika
benda bergerak hingga pada jarak yang jauh dari bumi, maka persamaan
(5.54) tidak berlaku karena percepatan gravitasi bumi tidak dapat lagi
dipandang konstan. Oleh karena itu kita perlu menentukan ungkapan
energi potensial gravitasi yang lebih umum.

Gaya gravitasi bumi pada benda bermassa m dan pada posisi

r dari pusat bumi memenuhi

 M m 
F   G B r (5.55)
r 3

388