Contoh soal daya menjadi gerbang menuju pemahaman tentang kemampuan suatu benda dalam menghasilkan atau menyerap energi. Jika kita menelusuri sejarah, konsep daya telah mengarahkan penemuan mesin uap yang mengubah dunia. Daya bagaikan roda penggerak yang menghidupkan segala aspek kehidupan kita, mulai dari penerangan rumah hingga transportasi yang kita gunakan. Dalam artikel ini, kita akan menyelami contoh soal daya yang kompleks dan beragam, membuka tabir misteri cara menghitung kemampuan benda dalam melakukan kerja.
Soal Daya Listrik
Daya listrik merupakan besaran fisika yang menyatakan laju perubahan energi listrik terhadap waktu. Satuan daya listrik yang umum digunakan adalah watt (W). Daya listrik sangat penting dalam kehidupan sehari-hari karena menjadi penentu seberapa cepat suatu peralatan listrik dapat bekerja.
Menghitung daya listrik dilakukan dengan rumus berikut:
Daya (P) = Tegangan (V) x Arus (I)
Dengan demikian, untuk menentukan daya listrik suatu peralatan, diperlukan pengukuran tegangan dan arus yang melewatinya.
Contoh Soal
Sebuah lampu memiliki resistansi 10 ohm dan dialiri arus listrik sebesar 2 ampere. Berapakah daya listrik pada lampu tersebut?
Diketahui:
- R = 10 ohm
- I = 2 ampere
Jawaban:
Daya (P) = V x I
Tegangan (V) = I x R
Sehingga, P = I x R x I
= 2A x 10 ohm x 2A
= 40 watt
Jadi, daya listrik pada lampu tersebut adalah 40 watt.
Soal Daya Usaha
Menghitung daya yang diperlukan untuk mengangkat sebuah benda ke ketinggian tertentu atau menyatakan besarnya usaha yang dilakukan benda saat berpindah dari satu titik ke titik lainnya.
Rumus Daya Usaha
Daya usaha dinyatakan dengan rumus:
W = F.s
di mana:
- W adalah usaha (joule)
- F adalah gaya (newton)
- s adalah perpindahan benda (meter)
Contoh Soal Daya Usaha
Seorang anak mendorong sebuah balok bermassa 10 kg dengan gaya sebesar 50 N sejauh 10 meter. Hitunglah daya yang dilakukan anak tersebut!
**Jawab:**
- W = F.s
- W = 50 N x 10 m
- W = 500 joule
Jadi, daya yang dilakukan anak tersebut adalah 500 joule.
Soal Daya Mesin
Daya mesin merupakan besaran yang menyatakan laju melakukan usaha. Dalam satuan internasional, daya dinyatakan dalam Watt (W). Perhitungan daya dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut: Daya (P) = Usaha (W) / Waktu (t)
Berikut beberapa contoh soal daya mesin yang dapat membantu pemahaman Anda:
Soal 1
Sebuah mesin bekerja selama 5 detik dan melakukan usaha sebesar 100 Joule. Berapakah daya mesin tersebut?
Penyelesaian:
P = W / t = 100 J / 5 s = 20 W
Soal 2
Sebuah mobil bermassa 1000 kg melaju dengan kecepatan 20 m/s. Berapa daya yang diperlukan untuk menggerakkan mobil tersebut?
Penyelesaian:
Daya = Gaya x Kecepatan = Massa x Gravitasi x Kecepatan = 1000 kg x 9,8 m/s^2 x 20 m/s = 196 kW
Soal 3
Sebuah lift mengangkut penumpang dengan massa total 500 kg dari lantai dasar ke lantai 5 yang tingginya 20 meter. Lift bergerak dengan kecepatan konstan 2 m/s. Berapa daya minimum yang diperlukan untuk menggerakkan lift tersebut?
Penyelesaian:
Usaha yang dilakukan lift: W = gaya angkat x tinggi = (massa x gravitasi) x tinggi = 500 kg x 9,8 m/s^2 x 20 m = 98 kJ
Waktu yang dibutuhkan lift: t = tinggi / kecepatan = 20 m / 2 m/s = 10 s
Daya minimum: P = W / t = 98 kJ / 10 s = 9,8 kW
Contoh soal daya yang disajikan dalam artikel ini tidak hanya menguji pemahaman konseptual, tetapi juga melatih kemampuan analisis dan problem-solving siswa. Melalui proses pengerjaan soal, siswa dibekali dengan keterampilan mengidentifikasi rumus yang tepat, mensubstitusikan nilai yang diketahui, dan menyelesaikan persamaan. Lebih jauh, contoh soal-soal ini juga memberikan gambaran nyata penerapan konsep daya dalam kehidupan sehari-hari, sehingga memperkaya pengalaman belajar siswa dan memperkuat pemahaman mereka akan konsep fisika penting ini.