16. Mesin pada sebuah pabrik memiliki efisiensi 70%. Apabila mesin tersebut melakukan kerja mekanik sebesar 600 kJ untuk setiap detiknya, tentukan: a. daya masukan mesin b. daya keluaran mesin c. daya yang hilang dalam mesin 

Setiap mesin yang digunakan di pabrik maupun kendaraan biasanya memiliki efisiensi tertentu. Efisiensi ini akan menentukan berapa besar daya yang masuk, keluar, dan hilang seperti pada soal. Bicara tentang daya, apakah kamu tau apa itu daya? Kita review konsep daya terlebih dahulu yuk.

Identifikasi Konsep

Daya dapat didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Besarnya daya menunjukkan seberapa cepat energi ditransfer ketika melakukan sesuatu dan dapat juga menunjukkan seberapa besar energi yang diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya dalam selang waktu tertentu. Nah dari definisi ini, kita bisa rumuskan persamaan daya yaitu:

\(P=\frac{W}{t}\)

dimana:
\(P\) = daya (Watt)
\(W\) = usaha (Joule)
\(t\) = waktu (s)

Seperti yang disebutkan sebelumnya, mesin biasanya memiliki nilai efisiensi tertentu. Efisiensi sendiri menunjukkan rasio atau perbandingan energi keluaran dengan energi masukan. Efisiensi mesin biasanya kurang dari 100% karena adanya inefisiensi berupa gesekan, panas, dan faktor lainnya. 

Sekarang, kita coba analisis yang diketahui pada soal.
Pada soal diketahui:
efisiensi \(η\) = 70%
mesin 'melakukan' kerja mekanik 600 kJ artinya kerja keluaran (yang dihasilkan) mesin adalah \(W_{keluaran}\) = 600 kJ = 600.000 J
waktu \(t\) = 1 s

Yang ditanyakan adalah:
a. daya masukan \(P_{masuk}\)
b. daya keluaran \(P_{keluaran}\)
c. daya yang hilang \(P_{hilang}\)

Kita jawab satu persatu
a. daya masukan \(P_{masuk}\)
Kita hitung terlebih dahulu daya keluarannya, karena diketahui kerja keluaran
\(P_{keluaran}=\frac{W_{keluaran}}{t}\)
\(P_{keluaran}=\frac{600.000}{1}\)
\(P_{keluaran}=600.000\) W
\(P_{keluaran}=600\) kW

maka daya masukannya:
\(η=\frac{P_{keluaran}}{P_{masuk}}\)
\(P_{masuk}=\frac{P_{keluaran}}{η}\)
\(P_{masuk}=\frac{600.000}{70\%}\)
\(P_{masuk}=\frac {600.000}{0,7}\)
\(P_{masuk}=857.143\) W
\(P_{masuk}=857,143\) kW

b. daya keluaran \(P_{keluaran}\)
seperti yang sudah diperoleh sebelumnya, yaitu 
\(P_{keluaran}=600\) kW

c. daya yang hilang \(P_{hilang}\)
\(P_{hilang}=P_{masuk}-P_{keluaran}\)
\(P_{hilang}=857.143-600.000\)
\(P_{hilang}=257.143\) W
\(P_{hilang}=257,143\) kW

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi daya masukan mesin adalah 857,143 kW, daya keluaran mesin adalah 600 kW, dan daya yang hilang dalam mesin adalah 257,143 kW.