Daya Fisika: Penjelasan, Rumus, Aplikasi dalam Kehidupan, serta Soal dan Pembahasan

By a Guy Who Teaches Physics for Fun
Top page
Daya Fisika – Artikel ini bertujuan untuk membahas daya pada fisika materi usaha dan energi. Kami menjelaskan rumus, satuan internasional, aplikasinya pada kehidupan, serta contoh soal dan pembahasan.

Rumus Daya Fisika

*Anda dapat geser gambar untuk melihat contoh penggunaan rumus daya pada soal.

Satuan dan Dimensi Daya

Satuan internasional daya adalah watt dengan keterangan 1 watt = 1 W= 1 J/s . Selain watt, satuan daya mobil pada umumnya adalah horsepower dengan keterangan 1 horsepower = 1 hp =746 W. Dimensi daya adalah W \rightarrow J / s \rightarrow[M][L]^{2}[T]^{-3}.
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan Ke Teman Anda

Penjelasan Daya Fisika

Dalam fisika, daya memiliki definisi yaitu usaha yang terjadi per satuan waktu. Anda mungkin memerlukan contoh nyata untuk memahami daya lebih baik, oleh karena itu di bawah ini kami menjelaskan daya menggunakan aplikasinya pada dunia nyata.

Daya Mobil

Anda dapat memahami daya melalui peristiwa kehidupan sehari-hari.  Anda tahu kan kalau setiap mobil itu bisa mencapai kecepatan 100 km/jam dengan waktu tertentu? Mobil Tesla model 3-nya Elon Musk bisa mencapai kecepatan tersebut hanya dalam 3.3 detik sedangkan kalau pakai mobil bensin pada umumnya memerlukan waktu hingga 17 detik. Peristiwa ini dipengaruhi oleh seberapa cepat mobil mampu mengubah energi kimia dari bensin atau baterai menjadi energi kinetik.

Mobil Tesla Model 3 memiliki daya yang besar sehingga dapat akselarasi dengan cepat

Ini berarti mobil listrik om Elon Musk mampu melakukan usaha lebih cepat daripada mobil bensin atau dalam kata lain mobil om elon memiliki daya yang lebih besar.

Oleh karena itu, daya dapat dipahami sebagai seberapa cepat transfer energi (usaha) terjadi.

Daya Lampu

Anda tahu tidak mengapa lampu rumah lebih terang dari pada lampu belakang motor?
Karena lampu rumah memiliki daya yang lebih besar. Daya lampu rumah bisa mencapai 18 watt sedangkan lampu belakang motor hanya berkisar 5 watt.
Anda dapat memahami watt lampu sebagai kekuatan lampu untuk mengubah energi listrik menjadi energi cahaya dalam satu detik.
Semakin besar watt lampu maka semakin banyak energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya setiap detiknya.  Alhasil, semakin terang pula lampu tersebut dan semakin boros pulsa listrik.
Jadi kalau Anda nanti mau beli lampu yang terang menderang silakan cari yang watt-nya besar. Tetapi jika Anda ingin berhemat silakan beli lampu yang watt-nya kecil.

Daya Peluncuran Pesawat Ulang Alik

Rocket launching
Rocket launching
Pesawat ulang alik memiliki daya sebesar 27 Giga Watt ketika peluncuran vertikal dari bumi. Daya tersebut setara dengan 5 kali daya listrik keseluruhan kota Jakarta. Penghitungan kami memperkirakan energi yang terkuras selama satu detik ketika pesawat ulang alik meluncur vertikal setara dengan energi yang dihabiskan oleh mobil model 3 tesla yang melaju penuh selama 22 jam non-stop.
Jadi intinya begini: Daya adalah seberapa banyak energi terkuras/terkonversi per satuan waktu.
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan Ke Teman Anda

Soal Dan Pembahasan Daya Fisika

Berikut ini kami berikan 3 contoh soal agar Anda bisa mendalami materi daya lebih baik lagi.

Contoh Soal 1

Mobil Tesla model 3  bermassa 1844 Kg mencapai kecepatan 100 km/jam dalam waktu 3.3 detik. Tentukan daya mobil tersebut.

Penyelesaian:

Pertama kita rubah dulu kecepatan mobil ke satuan internasional m/s.
\begin{aligned} 100 \text{ km/jam} &=\frac{100000\text{ m}}{3600\text{ sekon}}\\ &=27.8 \text{ m/s} \end{aligned}
Selanjutnya kita cari usaha yang mobil alami dengan menggunakan rumus hubungan usaha dan energi kinetik.
\begin{aligned} W=\Delta E_{k}&=\frac{1}{2} m v^{2}\\ &=\frac{1}{2}(1844)(27.8)^{2}\\ &=711421 J \end{aligned}
Selanjutnya kita gunakan rumus daya.
\begin{aligned} P&=\frac{W}{\Delta t}\\ &=\frac{711421}{3.3}\\ &=215582 \text{ watt}\\ &=289 \text{ hp} \end{aligned}
*catatan: perhitungan ini merupakan perhitungan kasar yang mengabaikan gesekan udara, efektivitas mesin mobil, dan faktor-faktor lainnya. Daya mobil tersebut sebenarnya lebih dari 289 hp.

Contoh Soal 2

Pemerintah ingin membangun PLTA pada salah satu kota di Indonesia . Di kota tersebut terdapat satu air terjun yang memiliki tinggi 15\: m dan debit 6\:m^{3}/s. Percepatan gravitasi adalah 9,8\: m/s^2 dan massa jenis air adalah 1000\:kg/m^3. Anda adalah seorang peneliti, hitunglah potensial daya yang dimiliki oleh air terjun tersebut.

Penyelesaian:

Pertama kita cari laju alir massa terlebih dahulu (m/\Delta t).
\begin{aligned} m/\Delta t&=Q\rho\\ &=(6)(1000)\\ &=6000\; kg/s \end{aligned}
Selanjutnya kita masukkan rumus daya.
\begin{aligned} P&=\frac{W}{\Delta t}\\ &=\frac{mgh}{\Delta t}\\ &=(6000)(9,8)(15)\\ &=882000 \text{ watt} \end{aligned}

Contoh Soal 3

Sebuah mobil melaju pada sebuah tanjakkan yang memiliki sudut 20^o dari horizontal dengan kecepatan konstan. Daya mobil ketika menanjak adalah 30 Hp. Tentukan kecepatan mobil tersebut jika diketahui massa mobil adalah 1500 kg.

Penyelesaian:

Pertama kita rubah besar daya mobil dari horsepower(hp) menjadi watt.
30 \text{ hp}=30\times 746 = 22380 \text{ watt}.
Selanjutnya kita menghitung komponen x gaya berat mobil.
\begin{aligned} F_{x}&=mg\sin \theta\\ &=(1500)(9,8)\sin(20^o)\\ &=5027,7 N\\ \end{aligned}
Akhirnya kita bisa masukkan rumus daya.
\begin{aligned} P&=Fv\\ v&=P/F\\ &=22380/5027,7\\ &=4,5 \text{ m/s} \end{aligned}
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan ke Teman Anda
Pos Terkait

Tinggalkan Balasan