APSiswaNavbarV2

redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Fisika

Usaha dan Energi

Daftar Materi

MATERI

Pengertian Usaha

Sumber: https://www.studiobelajar.com/

Pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari berbeda dengan pengertian usaha dalam fisika. Untuk memahami perbedaan pengertian tersebut di bawah ini diberikan beberapa contoh dan penjelasannya.
Pengertian “usaha” berdasarkan pengertian sehari-hari:
- Bila seorang mahasiswa ingin lulus dengan IPK yang baik, diperlukan usaha keras untuk belajar
- Dosen yang baik, selalu berusaha dengan berbagai cara untuk menerangkan mata kuliahnya, agar dapat dipahami dengan baik oleh mahasiswanya.
Dari dua contoh di atas dapat disimpulkan bahwa kata “usaha” dalam bahasa sehari-hari menjelaskan hampir semua aktivitas sehari-hari. Kata “usaha” dalam pengertian sehari-hari ini tidak dapat dinyatakan dengan suatu angka atau ukuran dan tidak dapat pula dinyatakan dengan rumus matematis.
Tetapi dalam fisika usaha merupakan definisi yang sudah pasti, mempunyai arti dan dapat dinyatakan dengan rumus matematis. Jadi pengertian usaha menurut bahasa sehari-hari sebagai “upaya” untuk mendapatkan sesuatu.
Dalam fisika, usaha merupakan proses perubahan Energi dan usaha ini selalu dihubungkan dengan gaya (F) yang menyebabkan perpindahan (s) suatu benda. Dengan kata lain, bila ada gaya yang menyebabkan perpindahan suatu benda, maka dapat dikatakan gaya tersebut melakukan usaha terhadap benda.

Usaha oleh Gaya Konstan

Pengertian usaha yang diterangkan di atas adalah usaha oleh gaya konstan, artinya arah dan nilainya konstan. Besar (nilai) usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya (F) pada suatu benda yang mengakibatkan perpindahan sebesar s, dapat dirumuskan kembali dengan kalimat, sebagai berikut:
Besar usaha oleh gaya konstan didefinisikan sebagai hasil besar komponen gaya pada arah perpindahan dengan besarnya perpindahan yang dihasilkan.
Apabila usaha tersebut dirumuskan secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:

Keterangan:
W : Besar Usaha (kg.m2/s2 , joule (J) atau newton.meter)
Fs : Besar komponen gaya pada arah perpindahan (newton)
s : Besar perpindahan (m)
Jika gaya yang bekerja membentuk sudut dengan arah perpindahan, perhatikan gambar dibawah ini

Usaha adalah besaran skalar, dimana usaha merupakan perkalian skalar (dot product) antara vektor gaya dan vektor perpindahan. Oleh karena itu usaha merupakan besaran skalar.

 

Satuan dan Dimensi Usaha

Sumber: https://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/

Jika digunakan Satuan Sistem Internasional maka, gaya (F) dalam newton (kg m/s2) dan perpindahan (s) dinyatakan dalam meter (m).

Satuan usaha (W)
W = satuan gaya x satuan perpindahan
W = kg m/s2 x m
W = kg m2/s2
W = joule
Satu Joule adalah besar usaha yang dilakukan oleh gaya satu newton untuk memindahkan benda sejauh satu meter.
Untuk mencari dimensinya:
dimensi usaha = dimensi gaya x dimensi perpindahan
[ W ] = [ F ] . [ s ]
[ W ] = MLT-2 . L
[ W ] = ML2 . T-2

Usaha yang Dihasilkan Lebih dari Satu Gaya

Sobat Pintar, bila kita melihat kejadian sehari-hari, dapat kita lihat bahwa sebuah benda akan dikenai gaya lebih dari satu. Oleh karena itu, jika ditanya berapa usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya tersebut maka haruslah dihitung usaha oleh masing-masing gaya-gaya tersebut, kemudian usaha dari masing-masing gaya tersebut dijumlahkan.
Seandainya pada sebuah benda bekerja 3 buah gaya F1 , F2, dan F3 sehingga benda mengalami perpindahan sejauh s. Gaya F1 membentuk sudut1 dengan vektor s, F2 membentuk sudut2 , dan F3 membentuk sudut3. Berapakah usaha oleh ketiga gaya tersebut terhadap benda?


 

1.

Jawablah pertanyaan berikut ini!
Ambar menarik benda bermassa 1 kg dengan gaya 40 N dengan sepotong tali dan membentuk 60 derajat

Usaha yang dilakukan anak tersebut untuk memindahkan benda sejauh 4 meter adalah ....


A. 60 J
B. 65 J
C. 70 J
D. 75 J
E. 80 J

JAWABAN BENAR

E.

80 J

PEMBAHASAN

2.

Jawablah pertanyaan berikut ini!
Sebuah mobil melakukan usaha sebesar 800.000 J untuk menempuh jarak 1 km dengan kelajuan tetap. Besar gaya yang dilakukan oleh mobil itu adalah...


A. 600 N
B. 700 N
C. 800 N
D. 1.000 N
E. 1.500 N

JAWABAN BENAR

C.

800 N

PEMBAHASAN

Untuk menentukan gaya yang dilakukan oleh mobil, dapat dilakukan rumus:
W = F.s
800.000 = F. 1000
F = 800 N
 

3.

Jawablah pertanyaan berikut ini!
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut!

  1. Rillo yang berenang melawan arus sungai namun tidak bergerak terhadap tepi sungai. 
  2. Okta yang terbawa arus sungai hingga ke ujung sungai. 
  3. Fari berlari mengelilingi lintasan lari sebanyak dua kali.
  4. Indah meluncur ke bawah dari papan perosotan.

Berdasarkan pernyataan di atas, pernyataan yang menyatakan bahwa seseorang telah melakukan usaha adalah...


A. (1) dan (3)
B. (2) dan (4)
C. (1), (2), dan (3)
D. (1), (2), (3), dan (4)
E. (4) saja

JAWABAN BENAR

B.

(2) dan (4)

PEMBAHASAN

Syarat terjadinya usaha yakni gaya dan perpindahan. Pada kasus no 1 tidak ada perpindahan sedangkan pada kasus no 3 perpindahan nya sama dengan nol sehingga yang melakukan usaha yakni no 2 dan 4

4.

Jawablah pertanyaan berikut ini!
Sebuah truk mainan ditarik oleh gaya 5 N membentuk sudut sebesar 30 derajat terhadap horizontal. Massa truk 1,5 kg. Berapa kerja yang dilakukan bila lantai licin?


A. 20,5 J
B. 25,8 J
C. 28,2 J
D. 30,5 J
E. 32,0 J

JAWABAN BENAR

B.

25,8 J

PEMBAHASAN

Besar gaya ke arah horizontal adalah:


 

5.

Jawablah pertanyaan berikut ini!
Balok bermassa 20 kg dinaikkan dari dasar ke puncak bidang miring yang panjangnya 5 m, dan ketinggiannya 4 m. Bila permukaan licin berapa usaha yang 4 m dilakukan oleh sebuah gaya yang sejajar dengan bidang miring agar balok bergerak dengan kecepatan konstan?


A. 345 J
B. 458 J
C. 588 J
D. 678 J
E. 784 J

JAWABAN BENAR

E.

784 J

PEMBAHASAN

Agar balok bergerak ke atas dengan kecepatan konstan maka gaya yang dikerahkan sama dengan komponen gaya gravitasi yang sejajar dengan bidang

Sehingga usaha (W) yang dikerahkan:


 

redesain-navbar Portlet