Rumus Daya Fisika: P = W / t – Penjelasan, Contoh Soal dan Jawaban

Rumus Daya

Berikut adalah rumus daya:

P = W / t

Rumus turunan daya

Dilihat dari persamaan di atas, maka dapat kita ubah rumusnya menjadi beberapa rumus turunan, yakni:

P = (F.s) / t
P = F . v

Hasil disebut dapat kita peroleh sebab Rumus Usaha (W) = Gaya (F) dikali dengan Jarak (s) dibagi dengan Waktu (t)
serta Rumus Kecepata (v) = jarak (s) dan dibagi waktu (t).

Keterangan
P = Daya ( satuannya J/s atau Watt )
W = Usaha ( Satuannya Joule [ J ] )
t = Waktu ( satuannya sekon [ s ] )
F = Gaya (Satuannya Newton [ N ] )
s = Jarak (satuannya Meter [ m ] )
v = Kecepatan (satuannya Meter / Sekon [ m/s ] )

Penjelasan Daya

Daya merupakan kecepatan dalam melakukan kerja, atau laju energi yang disalurkan selama melakukan suatu usaha dalam periode waktu tertentu.

Satuan Internasional atau SI untuk daya yakni Joule / Sekon (J/s) = Watt (W).

Satuan Watt digunakan sebagai tanda hormat untuk seorang ilmuwan bernama James Watt yang berhasil menemukan mesin uap.

Selain itu, satuan daya yang sering digunakan selain watt yakni Daya Kuda atau Horse Power (hp), yang dimana 1 hp = 746 Watt.

Daya tergolong besaran skalar (besaran yang mempunyai nilai tetapi tidak mempunyai arah).

Rumus Daya dan Satuannya

Dalam pelajaran fisika, daya dapat disimbolkan dengan persamaan seperti berikut ini:

P = W / t

Dilihat dari persamaan di atas, maka dapat kita ubah rumusnya menjadi beberapa rumus turunan, yakni:

P = (F.s) / t
P = F . v

Hasil disebut dapat kita peroleh sebab Rumus Usaha (W) = Gaya (F) dikali dengan Jarak (s) dibagi dengan Waktu (t)
serta Rumus Kecepata (v) = jarak (s) dan dibagi waktu (t).

Keterangan
P = Daya ( satuannya J/s atau Watt )
W = Usaha ( Satuannya Joule [ J ] )
t = Waktu ( satuannya sekon [ s ] )
F = Gaya (Satuannya Newton [ N ] )
s = Jarak (satuannya Meter [ m ] )
v = Kecepatan (satuannya Meter / Sekon [ m/s ] )

Jadi, menurut persamaan rumus fisika di atas, maka dapat kita simpulkan bahwa semakin besar laju usaha, maka semakin besar pula laju daya.

Sementara itu, semakin lama waktunya maka laju daya akan semakin kecil.

Perbedayaan Daya dan Energi

Selama ini, banyak yang menyamakan antara pengertian daya dan juga energi. Namun sebetulnya keduanya merupakan hal yang berbeda.

Kemampuan dalam melakukan kegiatan tak hanya dibatasi oleh total energi yang dimiliki oleh tubuh, namun juga dibatas oleh daya kemampuan tubuh.

Sebagai contoh: seseorang dapatberjalan memutari lapangan hingga total energinya habis, serta ia mampu melakukan hingga 35 kali putaran.

Namun keesokan harinya, ketika ia mencoba untuk berlari, ia hanya mampu menyelesaikan dalam waktu 30 kali putaran.

Hal tersebut disebabkan tubuh orang tersebut dibatasi dengan adanya daya yang ia miliki ketika berlari, yakni laju energi kimia yang dimiliki untuk mengubahnya menjadi suatu energi mekanik.

Perbedaan Daya dan Usaha

Daya dan Usaha kerap kali dibahasa secara bersamaan di dalam pelajaran fisika dalam persoalan mekanika.

Sebetulnya, keduanya merupakan hal yang tidak sama. Hal tersebut cukup jelas jika dibandingkan dengan pengertian mereka masing-masing, yaitu:

  • Daya merupkan Laju Energi yang diteruskan selama melakukan usaha dalam periode waktu tertentu.
  • Usaha merupakan Jumlah Energi yang diteruskan oleh gaya dalam jarak tertentu.
  • Perbedaan yang mendasar antara Daya dan Usaha yakni daya adalah Laju energi, sementara Usaha adalah jumlah energi yang dihantarkan atau diteruskan.
  • Perbedaan lainnya yaitu Usaha diukur melalui Joule sementara Daya diukur melalui Watt.

Baca juga 👉 Rumus Momen Inersia Dan Contoh-Contoh Soal Beserta Jawabannya

Lambang Daya

Daya tergolong sebagai jenis besaran turunan yang didapatkan dari besaran-besaran pokok. Dan dimensi hanya dapat diperoleh dari satuan.

Maka dari itu, kita harus mengetahui rumus dari masing-masing besaran tersebut.

Lambang dimensi yang dibuthkan:

  • L ⇒ panjang, satuan meter
  • M ⇒ massa, satuan kilogram
  • T ⇒ waktu, satuan sekon (detik)

Rumus dari daya ialah P = W / t

Satuan usaha (W) merupakan  kgm^2s^{-2} , sementara waktu (t) ialah sekon atau s. Sehingga satuan daya yaitu

 \frac{kgm^2s^{-2}}{s} \rightarrow \boxed{kgm^2s^{-3}}  atau Watt.

Dengan demikian, lambang dimensi dari daya ialah  \boxed{ML^2T^{-3}}

Dimensi dari Daya

Contoh Besaran standar dan satuan standar yaitu:

  • Panjang satuannya meter (m), Dimensi Lenght [L]
  • Massa satuannya kilogram (kg), Dimensi Mass [M]
  • Waktu satuannya sekon/detik (s), dimensi Time [T]
  • Kuat arus listrik satuannya ampere (A), dimensi [I]
  • Suhu satuannya kelvin (K), dimensi [θ]
  • Jumlah zat satuannya mol (mol), Dimensi [N]
  • Intensitas cahaya satuannya candela (Cd), dimensi [J]

Dalam suatu besaran, kita pastinya mengenal apa itu dimensi. Dimensi merupakan bagaimana suatu besaran turunan tersusun atas besaran-besaran pokok, pada umumnya dituliskan dalam huruf besar, dan dimensi ini tidak bergantung pada nilai numerik.

Daya, satuan dari daya yakni watt

Maka:

P = Usaha/waktu
= (kg)(m/s²)(m)/(s)
= [M] [L]² [T]⁻³

Sehingga dimensi dari daya yaitu [M] [L]² [T]⁻³

Jadi, jika ada soal yang menyebutkan, Tentukan dimensi dari daya! Kalian dapat menulisnya seperti di bawah ini.

Daya, satuannya adalah watt

P = Usaha/waktu
= W / t
= F x s / t
= m x a x s / t
= (kg) (m/s²) (m) / (s)
= [M] [L] [T]⁻² [L] [T]⁻¹
= [M] [L]² [T]⁻³

Jadi dimensi dari daya yaitu [M] [L]² [T]⁻³

Contoh Soal yang menggunakan Rumus Daya

1. Seorang anak melakukan usaha sebesar 750 J agar dapat memindahkan balok selama 5 menit. Berapakah daya dari anak tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:

W = 750 J
t = 5 menit = 5 × 60 s = 300 s

Ditanyakan P?

Jawab

P = W/t
P = 750/300
P = 2,5 watt
Sehingga, daya yang dimiliki oleh anak tersebut yakni sebesar 2,5 watt.

2. Seseorang dengan masa 50 kg menaiki tangga yang tingginya 10 meter selama 2 menit. Jika percepatan gravitasi (g) ialah 10 m/smaka daya yang dapat dihasilkan sebesar?

Penyelesaian
Diketahui:
Massa (m) = 50  kg
Tinggi (h) = 10 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Selang waktu (t) = 2 menit = 2 (60) = 120 sekon

Ditanya P?

Jawab
Rumus daya:  P = W / t
Keterangan: P = daya, W = usaha, t = waktu
Rumus usahaW = F s = w h = m g h
Keterangan: W = usaha, F = gaya, w = gaya berat, s = perpindahan, h = ketinggian, m = massa, g = percepatan gravitasi.
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada orang tersebut ialah:
W = m g h = (50)(10)(10) = 5000 Joule.
Sehingga, daya yang dihasilkan ketika orang tersebut menaiki tangga ialah:
P = W / t = 5000 / 120 = 41,7 Joule/sekon.

3. Seseorang bermassa 60 kg memanjat sebuah pohon kelapa hingga ketinggian 5 meter selama 10 detik. Daya yang dibutuhkan orang tersebut agar dapat memanjat pohon kelapa adalah… g = 10 m/s2

Pembahasan
Diketahui :
Massa (m) = 60 kg
Tinggi (h) = 5 meter
Percepatan gravitasi (g) = 10 m/s2
Selang waktu (t) = 10 sekon
Ditanya : daya
Jawab :
Usaha :
W = m g h = (60)(10)(5) = 3000 Joule
Daya :
P = W / t = 3000 / 10 = 300 Joule/sekon.

4. Apabila ada seorang anak yang melakukan usaha sebesar 750 J untuk memindahkan balok selama kurang lebih 5 menit, maka coba hitung berpakah daya yang digunakan oleh anak tersebut?

Cara Menyelesaikannya:

Jika diketahui:

W = 750 J
t = 5 menit = 5 × 60 s = 300 s

Cari: P = . . .?

Berikut adalah jawabannya:

P = W/t
P = 750/300
P = 2,5 watt

Sehingga daya yang dipunyai oleh anak yang memindahkan balok selama 5 menit di atas adalah sebesar: 2,5 watt.

5. Sebuah penanak nasi elektrik (rice cooker) melakukan usaha sebesar 5.000 Joule dalam waktu 5 detik. Jadi berapakah daya yang dilakukan dengan rice cooker tersebut !

Jawab : W = 5.000 Joule
t= 5 sekon
P= W/t = 5.000/5 = 1000 J/s = 1000 watt

Maka rice cooker membutuhkan daya sekitar 1000J/s atau 1000 watt.

6. Terdapat suatu benda yang ditarik dengan gaya 5 N kemudian bergerak pada kecepatan 2 m/s. Maka 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.

7. Seorang anak melakukan usaha sebesar 750 J untuk memindahkan balok selama 5 menit. Berapakah daya anak tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui:
W = 750 J
t = 5 menit = 5 × 60 s = 300 s

Ditanyakan: P = . . .?

Jawab:
P = W/t
P = 750/300
P = 2,5 watt
Jadi, daya yang dipunyai oleh anak tersebut yaitu sebesar 2,5 watt.

8. Soal Daya Rata-rata untuk Memindahkan Benda. Seorang murid membawa beban bermassa 20 kg ke tempat pada ketinggian 6 meter dengan menggunakan tangga. Jika waktu yang dibutuhkan oleh murid untuk tiba di tempat itu adalah 25 detik, maka daya rata-rata yang dikeluarkan oleh murid itu adalah…

A. 48 Watt
B. 24 Watt
C. 20 Watt
D. 16 Watt
E. 10 Watt

Pembahasan :
Dik : m = 20 kg, Δh = 6 m, t = 25 s
Dit : P = … ?

Daya rata-rata yang dikeluarkan :
⇒ P = W/t
⇒ P = ΔEp/t
⇒ P = m.g.Δh/t
⇒ P = 20 (10) (6)/25
⇒ P = 1200/25
⇒ P = 48 W
Jawaban : A

9. Soal Daya yang Hilang dalam Sebuah Mesin.  Efisiensi mesin sebuah kendaraan adalah 40%. Jika mesin tersebut menghasilkan rata-rata 50.000 Joule kerja mekanik setiap detiknya, maka daya yang hilang dalam mesin tersebut adalah…

A. 3 x 104 W
B. 2,8 x 104 W
C. 2,5 x 104 W
D. 2 x 104 W
E. 1,5 x 104 W

Pembahasan :
Dik : η = 40%, W = 50.000 J
Dit : P hilang = … ?

Daya masukan :
⇒ Pin = W/t
⇒ Pin = 50.000/1
⇒ Pin = 50.000 W

Daya keluaran :
⇒ Pout = Pin . η
⇒ Pout = 50.000 . 40%
⇒ Pout = 20.000 W

Daya yang hilang :
⇒ P hilang = Pin – Pout
⇒ P hilang = 50.000 – 20.000
⇒ P hilang = 30.000 W
⇒ P hilang = 3,0 x 104 W

Jawaban : A

10. Jika mesin sebuah pesawat terbang mampu memberikan gaya dorong sebesar 20.000 N, maka daya yang dihasilkan mesin ketika pesawat mengangkasa dengan kecepatan 250 m/s adalah…

A. 5.000 kW
B. 4.500 kW
C. 4.000 kW
D. 3.000 kW
E. 2.500 kW

Pembahasan :
Dik : F = 20.000 N, v = 250 m/s
Dit : P = … ?

Hubungan daya, gaya, dan kecepatan:
⇒ P = F . v
⇒ P = 20.000 . 250
⇒ P = 5.000.000 W
⇒ P = 5.000 kW
Jawaban : A

11. Soal Daya Untuk Mencapai Ketinggian Tertentu. Jika untuk memanjat sebuah pohon yang tingginya 10 meter seorang anak yang massanya 40 kg membutuhkan waktu 10 detik, maka daya yang dikeluarkan anak agar dapat memanjat pohon tersebut adalah…

A. 500 watt
B. 450 watt
C. 400 watt
D. 300 watt
E. 250 watt

Pembahasan :
Dik : Δh = 10 m, m = 40 kg, t = 10 s
Dit : P = … ?

Daya yang diperlukan :
⇒ P = W/t
⇒ P = ΔEp/t
⇒ P = m.g.Δh/t
⇒ P = 40 (10) (10)/10
⇒ P = 400 W

Jawaban : C

12. Soal Daya Rata-rata yang Dihasilkan jika Efisiensi Diketahui. Air terjun setinggi 30 meter digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air. Jika setiap detik air mengalir sebanyak 15 m3 dan efisiensi generator yang digunakan adalah 50%, maka daya rata-rata yang dihasilkan adalah…

A. 2250 kW
B. 2200 kW
C. 2100 kW
D. 2000 kW
E. 1850 kW

Pembahasan :
Dik : Δh = 30 m, t = 1 s, V = 15 m3, η = 50%
Dit : P = … ?

Usaha yang dilakukan:
⇒ W = m.g. Δh
⇒ W = ρ V . g . Δh
⇒ W = 103 (15) (10) . 30
⇒ W = 4,5 x 106 J

Daya rata-rata yang dihasilkan:
⇒ P = η . W/t
⇒ P = 50% . (4,5 x 106)/1
⇒ P = 2,25 x 106 W
⇒ P = 2250 kW

Jawaban : A

13. Sebuah mesin bermassa 40 kg dipacu kecepatannya dari 20 m/s menjadi 40 m/s dalam waktu 5 detik. Jika efisiensi mesin tersebut adalah 85%, maka daya yang dihasilkan adalah…

A. 5.160 W
B. 4.080 W
C. 3.360 W
D. 2,240 W
E. 2.040 W

Pembahasan :
Dik : m = 40 kg, Vo = 20 m/s, Vt = 40 m/s, t = 5 s, η = 85%
Dit : P = … ?

Usaha yang dilakukan mesin :
⇒ W = ΔEk
⇒ W = ½ m (Vt2 – Vo2)
⇒ W = ½.40 (402 – 202)
⇒ W = 20 (1600 – 400)
⇒ W = 20 (1200)
⇒ W = 24.000 J

Daya yang dihasilkan oleh mesin:
⇒ P = η W/t
⇒ P = 85% . 24.000/5
⇒ P = 85% . 4.800
⇒ P = 4.080 W

Jawaban : B

14. Sebuah gaya sebesar 400 N bekerja terhadap sebuah benda sehingga benda berpindah sejauh 4 meter dalam waktu 2 detik. Daya yang dihasilkan gaya tersebut adalah…

A. 200 W
B. 400 W
C. 600 W
D. 750 W
E. 800 W

Pembahasan :
Dik : F = 400 N, s = 4 m, t = 2 s
Dit : P = …. ?

Daya yang dihasilkan :
⇒ P = W/t
⇒ P = F . s /t
⇒ P = 400 . 4 / 2
⇒ P = 1600/2
⇒ P = 800 W

Jawaban : E

15. Soal Gaya yang Dibutuhkan Untuk Menghasilkan Daya. Beberapa orang membantu mendorong sebuah mobil yang mogok dengan gaya sebesar F. Jika mobil berpindah sejauh 2 meter dalam 10 detik dan daya yang dihasilan oleh beberapa orang tersebut adalah 40 Watt, maka gaya F sama dengan…

A. 350 N
B. 300 N
C. 260 N
D. 240 N
E. 200 N

Pembahasan :
Dik : s = 2 m, t = 10 s, P = 40 W
Dit : F = … ?

Usaha yang dilakukan:
⇒ P = W/t
⇒ W = P . t
⇒ W = 40 . 10
⇒ W = 400 J

Gaya yang diberikan:
⇒ W = F . s
⇒ 400 = F . 2
⇒ F = 400/2
⇒ F = 200 N

Jawaban : E

Bacaan Lainnya

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Apakah Anda memiliki sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan?
Pasang iklan & promosikan jualan atau jasa Anda sekarang juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

Cara daftar pasang iklan gratis

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: The Physics Hypertextbook, ThoughtCo, Physics ClassroomSoft Schools

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”
Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya


By | 2020-01-11T16:26:27+07:00 Januari 11th, 2020|Fisika, IPA|0 Comments

Leave A Comment