usaha dan energi

Masih ingatkah kalian tentang energi ? Benar. Energi adalah suatu kemampuan untuk melakukan usaha. Apa pengertian usaha dalam Fisika? ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong meja, berarti kamu telah memberikan gaya pada meja tersebut dan meja berpindah tempat. Jadi usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat. Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding tembok, apakah dinding berpindah tempat? pati tidak. Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.
  Setelah mengikuti kegiatan belajar ini diharapkan kamu dapat:
-      Menunjukkan hubungan usaha, gaya, dan jarak perpindahan

-      Menghitung usaha jika besaran gaya dan jarak perpindahan diketahuI
Coba kalian jawab pertanyaan ini: Apakah kalian dapat menyebutkan beberapa contoh benda atau orang yang melakukan usaha ?.

 Ingin tahu contohnya ?
1.    Sapi menarik pedati
2.    Orang mendorong mobil mogok
3.    Forklift menaikkan peti ke atas truk

Sapi menarik pedati sehingga pedati berpindah tempat, sapi tersebut dikatakan melakukan usaha. Orang mendorong mobil sehingga mobil berpindah tempat, orang tersebut dikatakan melakukan usaha. Dan forklift menaikkan peti ke atas truk sehingga peti itu berpindah tempat, forklift dikatakan melakukan usaha. Ketika diberikan gaya pedati, mobil, dan peti bergerak dan berpindah tempat.

Usaha dilakukan apabila suatu gaya menggerakan benda sepanjang jarak perpindahan tertentu.
Secara matematis usaha dapat dirumuskan:
W = F . s
Dengan:
W       = usaha, satuan joule (J)
F        = gaya, satuan newton (N)
s        = jarak perpindahan, satuan meter (m)

Nah kalau sudah paham sekarang kita coba contoh soal ini. Seorang anak mendorong meja dengan gaya 40 newton, sehingga meja berpindah sejauh 3 meter searah gaya. Berapa usaha yang dilakukan oleh anak tersebut ?
simulasi usaha 2

Diketahui :

F = 40 N

S = 3 m

Ditanyakan :

W = ......?

Penyelesaian :

W = F . s

W = 40 N . 3 m

W = 120 Nm

W = 120 J

Jadi usaha yang dilakukan sebesar 120 J

Nah, agar pemahaman kalian tentang usaha lebih mantap perhatikan kejadian berikut ini. Di tengah jalan mobil yang dikendarai oleh Amir dan Hasan tiba-tiba mogok, Amir dan Hasan turun dari mobil dan bersama-sama mendorong mobil sejauh 5 meter. Amir mendorong dengan gaya 60 newton dan Hasan mendorong dengan gaya sebesar 40 newton. Berapa usaha yang dilakukan untuk mendorong mobil ? Coba kerjakan terlebih dahulu soal ini.

Bandingkan hasiln perhitungan kamu

Diketahui:
          s   = 5 m
          F₁ = 60 N
          F₂ = 40 N
Ditanyakan:
          W = …. ?
Penyelesaian:
          W = F . s
          W = (F₁ + F₂) . s
          W = (60 N + 40 N) . 5 m
          W = 100 N . 5 m
          W = 500 Nm
          w = 500 J

Jadi usaha yang dilakukan untuk mendorong mobil sebesar 500 J.


Di dalam Sistem Internasional (SI) satuan gaya adalah newton atau disingkat N, sedangkan satuan jarak perpindahan adalah meter atau disingkat m.
Jadi satuan usaha = satuan gaya . satuan perpindahan
                         = newton . meter
                         = Nm

1 Nm = 1 joule = 1 J

                         = joule

Jadi

 

	1 joule adalah usaha yang dilakukan apabila gaya sebesar 1 newton memindahkan suatu benda sejauh 1 meter searah dengan gaya

   Latihan

1.    Satuan usaha adalah ….
2.    1 koli joule (1 kJ) = … joule
3.    Jika gaya yang bekerja pada benda semakin besar, akan mengakobatkan usaha semakin ….
4.    Jika besar usaha tetap jarak yang ditempuh lebih besar, maka gaya yang bekerja lebih ….
5.    Jika besar usaha tetap dan gaya yang bekerja lebih kecil, maka jarak yang ditempuh lebih ….
6.    Seorang anak mendorong meja dengan gaya 6 N sejauh 3 m. Besar usaha yang dilakukan adalah ….
7.    Dua orang mendorong mobil bersama-sama sejauh 10 meter. Orang pertama dengan gaya 30 newton dan orang kedua dengan gaya 50 newton. Usaha yang dilakukan sebesar ….
8.    Ali dan Anton main tarik tambang. Ali dengan gaya 70 newton dan Anton dengan gaya 60 newton, sehingga Antor tertarik sejauh 4 meter. Usaha yang dilakukan oleh dua anak tersebut adalah ….