Rumus Daya, Satuan Daya, dan Cara Menghitung Daya

Daya adalah laju dalam suatu usaha atau perubahan laju energi dari satu bentuk ke bentuk lain. Daya didefinisikan sebagai laju dalam suatu usaha. Karena usaha terjadi seiring dengan perubahan energi, maka daya juga didefinisikan sebagai perubahan laju energi dari satu bentuk ke bentuk lain. Berdasarkan definisi ini, satuan daya adalah J/s.

Satuan Daya : Dalam SI satuan daya dikenal dengan istilah watt, disimbolkan W.
1 watt = 1 Joule/sekon
Alat yang dapat melakukan usaha yang besar dalam waktu yang singkat memiliki daya yang besar. Sebaliknya daya yang kecil akan memerlukan waktu yang lebih lama untuk menghasilkan usaha yang sama.


Rumus Daya

Secara matematis, dari definisi diatas rumus daya dalam fisika dapat ditulis sebagai berikut:

P = W / t


dengan:
P = daya (watt, W)
W = usaha (Joule, J)
t = selang waktu (sekon, s)
karena W = Fs dan s = vt maka persamaan di atas dapat diturunkan menjadi:
 
P = F . v

dengan: P = daya (watt, W)
F = gaya (Newton, N)
v = kecepatan (m/s)

Contoh Penerapan Daya

Jika diperhatikan, dalam kehidupan sehari-hari, banyak kejadian-kejadian yang ada hubungannya dengan daya. Berikut ini adalah contoh penerapan daya dalam kehidupan sehari-hari.
  1. Jika dua lampu sejenis masing-masing 40 watt dan 10 watt dinyalakan menggunakan sumber arus yang sama, lampu 40 watt akan menyala lebih terang daripada lampu 10 watt. Hal ini dikarenakan lampu 40 watt dapat mengubah energi listrik ke dalam energi cahaya lebih cepat daripada lampu 10 watt.
  2. Ari dan Wibowo memiliki berat badan sama. Dengan demikian, keduanya dianggap memiliki energi yang sama. Ketika keduanya berlomba lari 100 m, ternyata yang lebih dulu mencapai garis finish adalah Ari. Dengan demikian, Ari mempunyai daya lebih besar daripada Wibowo.

Contoh Soal dan Cara Mengitung Daya

Contoh:
1. Sebuah mobil yang mogok didorong oleh beberapa orang dengan gaya sebesar 100 N. Jika mobil tersebut berpindah sejauh 4 meter dalam waktu 20 detik, berapakah daya dari pendorong tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui: F = 100 N ; t =20 s ; s = 4 m
Ditanya: P ?
Jawab:
W = F . s = 100 N × 4 m = 400 J
P = W / t = 400J / 4m = 20 J/s = 20 watt
Jadi, daya pendorong itu adalah 20 watt.
 
2. Sebuah benda yang ditarik dengan gaya 5 N bergerak dengan kecepatan 2 m/s. Hitunglah daya benda tersebut.
Penyelesaian:
Diketahui: F = 5 N ; v = 2 m/s
Ditanya: P
Jawab:
P = Fv = (5 N)⋅(2 m/s) = 10 N⋅m/s = 10 watt.
Jadi, daya benda tersebut adalah 10 watt.

3. Seorang pria yang beratnya 600 N mampu menaiki tangga setinggi 10 m dalam waktu 10 detik. Berapa daya yang dimiliki pria tersebut?
Jawab:
Diketahui
W = 600 N
s = 10 m
t = 10 s
Ketika menaiki tangga, otot pria tersebut mengerjakan gaya yang sama dengan berat badannya yaitu F = 600 N.
P = .... ?
P = W / t
P = F . s / t
P = 600 N x 10 m / 10 s = 600 Joule/sekon
Jadi, daya yang dimiliki pria tersebut adalah 600 joule/sekon.

4. Alat pemindah A memiliki daya 1000 watt dan alat B memiliki daya 500 watt. Tentukan alat mana yang membutuhkan waktu lebih lama untuk melakukan usaha sebesar 200 joule.
Penyelesaian :
W = 200 joule
PA = 1000 watt = 1000 joule/sekon
PA = W / tA
tA = W / PA
tA = 200 / 1000
tB = 0,2 sekon

PB = 500 watt
PB = W / tB
tB = W / PB
tB = 200 / 500
tB = 0,4 sekon

tB > tB, maka waktu alat B lebih lama dari alat A.

Daya dalam Alat-Alat Listrik

Pada umumnya ukuran-ukuran alat-alat listrik dinyatakan dengan daya dan tegangannya. Misalnya lampu pijar berukuran 50 watt, 220 volt, setrika listrik 300 watt, 220 volt dan lainlain. Lampu pijar 50 W, 220 V dapat menyala pada daya maksimum atau di bawahnya, daya maksimum lampu tersebut 50 W tercapai ketika tegangannya 220 V. Jika lampu 50 W, 220 V dipasang pada tegangan di bawah 220 V, lampu menyala pada daya di bawah 50 W, dan jika dipasang pada tegangan di atas 220 V, lampu menyala beberapa sekon kemudian mati.

Lampu 50 watt tiap sekon mengubah 50 joule energi listrik menjadi energi cahaya. Oleh sebab itu bola lampu 75 watt lebih terang dari bola lampu 50 watt bila dipasang pada tegangan yang sesuai karena energi cahaya pada lampu 75 watt lebih besar dari energi cahaya pada lampu 50 watt.

Pesawat televisi pun dapat dinyatakan dengan dayanya. Misalnya ada pesawat televisi yang mempunyai daya 20 watt, yang berarti tiap detik mengubah energi listrik sebesar 20 joule menjadi energi cahaya dan energi bunyi serta energi kalor. Seterika listrik mempunyai daya 500 watt artinya energi panas yang dihasilkan seterika itu tiap detik 500 joule.
 
Karena daya menyatakan energi per satuan waktu, maka energi dapat dinyatakan dengan daya kali waktu (W = P.t). Energi listrik di rumah-rumah sering dinyatakan dalam kWh. Dalam sistem cgs satuan erg/detik sebagai satuan daya yang tidak perlu diberi nama lain. Motor untuk pompa air, motor mobil dengan bahan bakar solar maupun bensin dayanya dinyatakan dengan sekian HP atau sekian PK (HP=hourse power, PK = paardekracht), dalam bahasa Indonesia adalah daya kuda.
Contoh:
Mesin Honda berkekuatan 5 PK artinya mesin tersebut mempunyai daya 5 × 736 watt atau 3 kali kekuatan kuda.
Mesin ini menghasilkan tenaga 3680 joule tiap sekon.
Satuan HP atau PK pertama kali dikemukakan oleh penemu mesin uap James Watt, berkebangsaan Inggris. Satuan PK dan HP tidak digunakan dalam ilmu pengetahuan, tetapi dalam perdagangan dan teknik masih digunakan.

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Rumus Daya, Satuan Daya, dan Cara Menghitung Daya"

Posting Komentar