Pada postingan kali ini kami ketengahkan soal sederhana tentang konversi energi berikut jawaban dan metode perhitungannya. Harapannya, dengan metode QA (question answer) ini akan lebih mudah memahamkan konsep konversi energi bagi mahasiswa. Check this out.
Soal 1
Saat mobil direm, terjadi gesekan antar drum (tromol) rem dan sepatu rem sehingga mengubah energi kinetik translasi menjadi panas. Jika sebuah mobil bermassa 2000 kg direm dari kecepatan 25 m/s menjadi 0 m/s, berapakah kalor yang dihasilkan pada rem? Jika keempat tromol rem masing-masing mempunyai massa 9 kg dengan kalor jenis besi 450 J/(kg.oC), berapa kenaikan suhu tromol remnya? Asumsikan bahwa semua panas terakumulasi di tromol rem (tidak ada cukup waktu agar panas merembes ke udara, dan tidak banyak panas yang masuk ke sepatu rem).
Energi kinetik awal mobil tersebut adalah
Rem mengubah energi kinetik ini menjadi panas. Masing-masing dari empat tromol rem menyerap seperempat dari total energi kinetik mobil, atau Q = 1/4 ( 6.3 · 105 J). Karena massa masing-masing tromol rem adalah 9 kg, maka kenaikan suhu tiap tromol rem adalah
Soal 2:
Metabolisme lengkap satu buah apel memasok 110 kcal (110 Cal) energi kimia. Seberapa tinggi Anda bisa mendaki sebuah bukit dengan jumlah energi tersebut? Asumsikan otot Anda dapat berkonversi sepenuhnya energi kimia buah apel menjadi energi mekanik dan tidak ada rugi-rugi gesekan, dan asumsikan massa anda adalah 75 kg.
Dalam satuan Joule, energi kimia apel adalah
Energi yang diperlukan untuk mengangkat benda bermassa m ke ketinggian y adalah U = mgy
mgy = 4.6 x 105 J
Dalam prakteknya, ketinggian tersebut bisa Anda daki dengan energi yang disuplai oleh satu apel jauh lebih sedikit, mungkin hanya 100 m. Sistem metabolisme Anda gagal mengekstrak semua energi kimia yang tersedia, otot Anda gagal mengubah semua energi kimia yang diekstraksi menjadi energi mekanik, dan akhirnya terjadi kerugian akibat gesekan.
Referensi: Phisics for Engineer and Scientists (Third Edition)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar