Pengertian, Satuan dan Rumus Usaha serta Contoh Soal Usaha
Maret 16, 2016
Edit
Berikut ini adalah pembahasan tentang usaha yang meliputi pengertian usaha, satuan usaha, rumus usaha, contoh soal usaha.
Gaya saat bekerja pada benda dan menimbulkan pergerakan, tentu akan membuat benda tersebut berubah posisi atau berpindah tempat. Gaya yang kita gunakan untuk mendorong suatu benda berasal dari energi potensial kimia dalam otot kita.
Energi tersebut diubah menjadi energi kinetik dan menimbulkan pergerakan pada benda. Untuk memahami lebih lanjut mari kita kaji uraian tentang usaha dan energi berikut ini.
W = usaha ( J )
F = gaya ( N )
s = besarnya perpindahan ( m )
Penyelesaian :
F = 25 N
s = 4 m
Jawab:
W = F s
= 25 N x 4 m
= 100 joule
Jika usaha yang dilakukan memiliki arah ke atas atau ke bawah maka terdapat pengaruh gaya gravitasi dalam usaha tersebut.
2. Ridho mengangkat beban bermassa 2 kg setinggi 1,5 m. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 N/kg , berapa besar usaha yang dilakukannya ?
Penyelesaian :
m = 2 kg
s = 1,5 m
g = 9,8 N/kg
Jawab:
F = m g
= 2 kg x 9,8 N/kg
= 19,6 N
W = F s
= 19,6 N x 1,5 m
= 29,4 J
Dengan demikian, jika ada dua gaya berlawanan bekerja pada sebuah benda sehingga benda itu berpindah, maka usaha yang dilakukan kedua gaya tersebut adalah:
Penyelesaian :
FFahmi = 25 N
FFahrul = 40 N
FFajar = -50 N
Jawab:
FR = FFahmi + FFahrul + FFajar
= 25 N + 40 N + -50 N
= 15 N (Ke arah kanan)
W = FR s
= 15 x 6
= 90 joule
Jika gaya yang bekerja tidak menyebabkan perpindahan pada benda (s = 0), dikatakan usahanya nol. Contoh, jika seseorang mendorong tembok sekuatkuatnya dan tembok tidak mengalami perpindahan, dikatakan orang tersebut tidak melakukan usaha apa-apa (W = 0)
Gaya saat bekerja pada benda dan menimbulkan pergerakan, tentu akan membuat benda tersebut berubah posisi atau berpindah tempat. Gaya yang kita gunakan untuk mendorong suatu benda berasal dari energi potensial kimia dalam otot kita.
Energi tersebut diubah menjadi energi kinetik dan menimbulkan pergerakan pada benda. Untuk memahami lebih lanjut mari kita kaji uraian tentang usaha dan energi berikut ini.
Pengertian Usaha
Suatu gaya yang bekerja pada benda dikatakan melakukan usaha jika gaya tersebut menyebabkan benda itu berpindah. Gaya yang tidak menghasilkan perpindahan berarti tidak melakukan usaha.Usaha atau kerja (dilambangkan dengan W dari Bahasa Inggris Work) adalah energi yang disalurkan gaya ke sebuah benda sehingga benda tersebut bergerak. (Wikipedia)
Satuan usaha dalam SI adalah Joule ( J ). Usaha sebesar 1 joule dilakukan apabila gaya sebesar 1 newton memindahkan benda sejauh 1 meter atau 1 J = 1 N m.
Rumus Usaha
Jika sebuah gaya bekerja pada benda sehingga berpindah searah dengan arah gaya, maka usaha yang dilakukan gaya itu dinyatakan sebagai :W = F sDengan :
W = usaha ( J )
F = gaya ( N )
s = besarnya perpindahan ( m )
Contoh Soal Usaha
1. Sebuah gaya 25 N bekerja pada sebuah benda dan menyebablan benda berpindah tempat sejauh 4 m. Tentukan besar usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut !Penyelesaian :
F = 25 N
s = 4 m
Jawab:
W = F s
= 25 N x 4 m
= 100 joule
Jika usaha yang dilakukan memiliki arah ke atas atau ke bawah maka terdapat pengaruh gaya gravitasi dalam usaha tersebut.
2. Ridho mengangkat beban bermassa 2 kg setinggi 1,5 m. Jika percepatan gravitasi bumi adalah 9,8 N/kg , berapa besar usaha yang dilakukannya ?
Penyelesaian :
m = 2 kg
s = 1,5 m
g = 9,8 N/kg
Jawab:
F = m g
= 2 kg x 9,8 N/kg
= 19,6 N
W = F s
= 19,6 N x 1,5 m
= 29,4 J
 |
| Usaha |
Resultan Gaya
Perpaduan dua gaya yang arahnya berlawanan adalah selisih kedua gaya itu, dengan arah gaya paduan sama dengan arah gaya terbesar.Dengan demikian, jika ada dua gaya berlawanan bekerja pada sebuah benda sehingga benda itu berpindah, maka usaha yang dilakukan kedua gaya tersebut adalah:
W = FR sFR = SF = jumlah gaya-gaya yang bekerja pada benda (N)
Contoh Soal
Sebuah mobil yang sedang diam didorong oleh Fahmi dengan gaya 25 N dan ditarik oleh Fahrul searah dengan Fahmi dengan gaya 40 N ke kanan, lalu Fajar mendorong dengan gaya 50 N ke kiri. Perpindahan yang dialami mobil dari posisi semula adalah 6 m. Tentukan besar usaha total dari ketiganya!Penyelesaian :
FFahmi = 25 N
FFahrul = 40 N
FFajar = -50 N
Jawab:
FR = FFahmi + FFahrul + FFajar
= 25 N + 40 N + -50 N
= 15 N (Ke arah kanan)
W = FR s
= 15 x 6
= 90 joule
Jika gaya yang bekerja tidak menyebabkan perpindahan pada benda (s = 0), dikatakan usahanya nol. Contoh, jika seseorang mendorong tembok sekuatkuatnya dan tembok tidak mengalami perpindahan, dikatakan orang tersebut tidak melakukan usaha apa-apa (W = 0)