Kata-kata Usaha sudah tidak absurd lagi bagi kita dalam kehidupan sehari-hari. Pastinya diantara kita semua pernah mendengar perjuangan menyerupai dalam kalimat " Untuk mencapai sesuatu kita harus melaksanakan suatu usaha". Nah itu kata perjuangan dalam sebuah kalimat, kemudian bahu-membahu apa sich Usaha tersebut ?. Dalam pembahasan dengan tema Usaha, terlebih dahulu kita akan memahami apa definisi perjuangan dalam ilmu fisika. Kemudian kita juga akan mempelajari jenis-jenis usaha, kemudian dilanjutkan dengan contoh-contoh soal perjuangan yang disertai dengan pembahasan.
Apa itu Usaha
Pada bidang ilmu fiisika, Usaha ialah hasil kali antara besarnya gaya yang diberikan pada sebuah benda sejajar dengan arah perpindahan benda tersebut.Secara matematis, ditulis dengan rumus sebagai berikut :
W = F cos θ S Usaha termasuk besaran skalar lantaran tidak mempunyai arah dan hanya mempunyai besar. Dalam fisika, Usaha dikatakan bernilai jikalau perjuangan yang dilakukan menghasilkan perubahan kedudukan.
Satuan Usaha
Satuan perjuangan yang dinyatakan dalam sistem mks ialah Nm atau Joule,dimana 1 J = 1 Nm = 1kg m2/s2. Sedangkan dalam sistem cgs, satuannya erg dimana 1 erg = 1 dyne.cm.Usaha Positif
Seperti yang diutarakan diatas, bahwa perjuangan tidak mempunyai arah, namun gaya yang dilakukan sanggup saja berbeda arahnya ataupun searah dengan arah perpindahan.
Sebuah benda dikatakan melaksanakan Usaha Positif jikalau seandainya gaya yang mengakibatkan benda tersebut berpindah searah dengan arah perpindahan ataupun membentuk sudut 0˚.
Bagi gaya yang searah, maka rumus perjuangan ialah :
W = F.s cos θ W = F.s cos 0˚ W = F.s (1) W = F.sContoh perjuangan positif :
- Seseorang mendorong meja ke kanan dan meja bergerser ke kanan
- Usaha mengangkat kotak ke atas
- Usaha yang disebabkan oleh mesin kendaraan beroda empat sehingga kendaraan beroda empat bergerak atau mengalami perpindahan
- Usaha yang dilakukan gaya berat pada gerak jatuh bebas.
- Usaha yang dilakukan seseorang dalam memanjat pohon sehingga beliau berada pada ketinggian tertntu
Usaha Negatif
Usaha negatif ialah gaya yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan benda atau sanggup juga dikatakan gaya yang bekerja membentuk suduh 180˚ dengan perpindahan benda.
Secara matematis, perjuangan negatif ditulis :
Contoh Usaha Negatif :
Sebuah perjuangan dikatakan bernilai Nol, jikalau dilakukan oleh gaya yang tegak lurus terhadap perpindahan benda tersebut (membentuk sudut 90˚) ataupun perjuangan yang dilakukan sebuah gaya tidak menghasilkan perpindahan.
Secara matematis, Usaha bernilai Nol sanggup ditulis sebagai berikut:
Contoh Usaha bernilai Nol:
Secara matematis, perjuangan negatif ditulis :
W = F.s cos θ W = F.s cos 180˚ W = F.s (-1) W = -F.sContoh Usaha Negatif :
- Usaha oleh gaya gesekan
Gaya gesek mengakibatkan laju perpindahan benda berkurang dan gaya gesek berlawanan dengan arah perpindahan benda. Sehingga gaya gesek ini bernilai negatif. - Usaha yang ditimbulkan oleh rem kendaraan beroda empat untuk menghentikan kendaraan beroda empat Rem berfungsi untuk menghambat laju kendaraan beroda empat dengan arah yang berlawanan terhadap perpindahan mobil. Makara perjuangan dari rem kendaraan beroda empat bernilai negatif.
- Usaha oleh gaya berat pada gerak vertikal ke atas
Usaha Nol
Sebuah perjuangan dikatakan bernilai Nol, jikalau dilakukan oleh gaya yang tegak lurus terhadap perpindahan benda tersebut (membentuk sudut 90˚) ataupun perjuangan yang dilakukan sebuah gaya tidak menghasilkan perpindahan.Secara matematis, Usaha bernilai Nol sanggup ditulis sebagai berikut:
W = F.s cos θ W = F.s cos 90˚ W = F.s (0) W = 0Contoh Usaha bernilai Nol:
- Usaha mendorong meja, namun meja tidak bergeser sama sekali.
- Usaha oleh gaya normal pada perpindahan di bidang datar, lantaran gayanya tegak lurus terhadap perpindahan benda tersebut.
Contoh Soal Usaha
1. Sebuah meja didorong oleh gaya horizontal sebesar 55 Newton. Sehingga meja tersebut bergeser sejauh 4 meter. Berapa perjuangan yang dilakukan terhadap meja tersebut ?Pembahasan:
Diketahui : F = 55N
S = 4 m
Ditanya : W..?
Jawab:
W = F . S
W = 55 x 4
W = 220 Joule
2. Sebuah peti mempunyai massa 4 kg berada pada bidang datar. Benda tersebut ditarik oleh gaya 40 N yang membentuk sudut 60˚ terhadap bidang horizontal (perhatikan gambar). Jika peti tersebut berpindah sejauh 4 m. Berapakah perjuangan yang dilakukan oleh gaya tersebut ?
Pembahasan
Diketahui : m = 4kg
F = 40 N
α = 60˚
S = 4m
Ditanya : W..?
Jawab:
W = F . cos α . S
W = 40 . cos 60˚. 4
W = 40. 4. cos 60˚
W = 40. 4. (1/2)
W = 80 Joule
3. Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Berapa meterkah perpindahan balok tersebut jikalau perjuangan yang dilakukan oleh gaya terhadap balok sebesar 680 Joule ?.
Pembahasan:
Diketahui : F = 40 N
W = 680 Joule
Ditanya : S..?
Jawab:
W = F . S
S= W F
S= 680 40
S = 17 m
4. Sebuah kendaraan beroda empat sedang melaju dengan kecepatan awal v. Jika pada jarak 10 m di depan kendaraan beroda empat terdapat lampu merah, hitunglah perjuangan yang dilakukan oleh rem kendaraan beroda empat untuk menghentikan mobil. Gaya pengereman yang diperlukan ialah 120 N.
Pembahasan
Diketahui : S = 10 m
F = 120 N
α = 180˚, lantaran rem kendaraan beroda empat berlawanan arah perpindahan/laju mobil.
Ditanya : W..?
Jawab:
W = F . cos α . S
W = 120 . cos 180˚. 10
W = 120. 10. cos 180˚
W = 120. 10. (-1)
W = -1200 Joule
Advertisement