-->

Usaha : Pengertian , Rumus Dan Contohnya

Halo sobat bisa juara , gimana kabar prestasi nya hari ini ? kamu udah baca buku belum ? jika belum
kamu bisa baca postingan ini untuk menambah wawasan kamu dibidang fisika,  dan jika kamu udah membaca buku , postingan artikel ini akan menjadi referensi tambahan kamu dalam belajar ...
Dipostingan ini mas akan membahas usaha : pengertian , rumus dan contohnya

Usaha

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 dikatakan gaya tersebut melakukan usaha terhadap benda. Usaha secara spesifik dapat juga didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan. Misalnya, Handi mendorong balok sehingga balok berpindah tempat
Persamaan untuk mencari usaha :
Ket:
W = usaha (Joule)
 F = gaya (Newton)
s = perpindaha (m), dan
α = sudut antara gaya dan  perpindahan

Jika ada grafik hubungan antara gaya (F) dan perpindahan (s), maka besar usaha sama dengan luas dibawah grafik. Usaha akan bernilai nol jika benda yang diberikan usaha tdak berpindah. Misalnya Andi mendorong kereta api tetapi kereta api tidak berpindah maka usaha yang dilakukan Andi terhadap kereta sama dengan nol.


Baik gaya maupun perpindahan merupakan besaran vektor. Sesuai dengan konsep perkalian titik antara dua buah vektor, maka usaha W merupakan besaran skalar. Dalam sistem satuan SI, satuan usaha adalah Joule, yang dilambangkan dengan huruf J. Satu Joule didefinisikan  sebagai besarnya usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya 1 Newton yang bekerja searah dengan perpindahan benda, yang menyebabkan benda berpindah sejauh 1 meter. Dengan demikian,

 untuk usaha yang lebih besar , biasanya digunakan satuan kilo joule (kJ) dan megajoule (MJ).
1 kJ = 1000 J
1 MJ = 1000 000 J
1 J = 1 newton
1 J = 1 N m
 
contoh soal :
Seorang anak mengangkat sebuah kotak dengan gaya 160 N. Hitunglah usaha yang telah dilakukan anak tersebut ketika :
a) Anak tersebut diam di tempat sambil menyangga kotak di atas kepalanya.
 b) Anak tersebut mengangkat kotak dan bergerak sejauh 10 meter,
Penyelesaian
Diketahui  :
F = 160 N
Ditanya  :
a) W = .....?
jika s = 0

b) W = .....?
jika s = 10 m
Jawaban        :

a) Ketika anak mengangkat kotak diatas kepala tetapi tetap diam di tempat :
 Maka
s = 0 Sehingga
W  = F.s  = (160 N) (0)  = 0

b) Ketika bergerak sejauh 10 m : Maka s = 10 m Sehingga
W = F.s
     = (160 N) (1 m)  
     =1600 joule

 1. Usaha yang Dilakukan Gaya Membentuk Sudut Sembarang



 Toni menarik balok dengan suatu gaya konstan Fdan menyebabkan balok berpindah sejauh  s dan tidak searah dengan gaya F. Komponen gaya yang segaris dengan perpindahan adalah Fx = F cos α , dengan α merupakan sudut apit antara arah gaya dan bidang horizontal. Berdasarkan defenisi usaha tersebut dapat diperoleh persamaan sebagai berikut.







comtoh soal :
Sebuah kereta mainan ditarik oleh seorang anak kecil dengan gaya sebesar 10 N. Jika kereta mainan tersebut bergerak sejauh 10 m, berapakah usaha yang telah dilakukan oleh anak kecil tersebut
a) Kereta mainan ditarik secara horizontal tanpa menggunakan tali.
b) Kereta mainan ditarik menggunakan tali sehingga membentuk sudut 30.
Penyelesaian
Diketahui :
F = 10 N
s = 10 m
Ditanya:
a) W = ....?
jika s = 10 m                 
b) W = ....?
jika s = 10 m membentuk sudut 30.

Jawaban :
a) Kereta mainan ditarik secara horizontal tanpa menggunakan tali. Maka
W  = F s
      = (10 N) (10 m)
      = 100 joule

b) Kereta mainan ditarik menggunakan tali sehingga membentuk sudut 30.
Maka
W = F s cos
     = (10 N) (10 m) cos 30
     = 100 ( 0,5 )
     = 50 joule

2. Usaha yang Dilakukan oleh Berbagai Gaya
a. Masing – masing gaya bekerja serentak pada perpindahan yang sama
Usaha total yang dilakukan oleh beberapa gaya yang bekerja serentak  dapat dihitung sebagai hasil kali resultan komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dan besarnya perpindahan.
contoh soal :
Perhatikan gambar di bawah ini! Ada dua orang peserta didik A dan B menarik peti yang terletak pada lantai

Tentukanlah besar perpindahan peti yang ditarik oleh peserta didik A dan B jika besarnya gaya kedua peserta didik tersebut masing-masing 10 N dan 20 N dan usaha yang dikerahkan 72 joule!

Penyelesaian
Diketahui  :
 FA = 10 N   
FB = 20 N   
αA = 370   
αB = 600   
W = 72 J 
Ditanya:s = …? 
Jawaban     : 
72 J  =(FA + FB)s 
72 J  = ( 10 cos 37 + 20 cos 60 ) s 
72 J  = ( 10 . 0,8 + 20 . 0,5 ) s 
72 J = ( 8 + 10 ) s
s      = 72/18
s      = 4

b. Masing-masing gaya bekerja pada perpindahan yang berbeda
Mengingat bahwa usaha adalah besaran skalar, maka usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda dapat dihitung sebagai hasil penjumlahan aljabar dari usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya secara individual. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
Perhatikan usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya

contoh soal :
Perhatikan gambar di bawah ini! Ada dua orang peserta didik A dan B menarik peti yang terletak pada lantai.

Tentukanlah besar dan arah perpindahan peti yang ditarik oleh peserta didik A dan B jika besarnya gaya kedua peserta didik tersebut masing-masing 10 N dan 20 N dan usaha yang dikerahkan 8 joule!
Penyelesaian
Diket :
FA = 10 N 
FB = 20 N 
αA = 370   
αB = 600  
 W = 4 J
Ditanya:s = …?
Jawaban  :
4 J  = (-FA +FB) s
4 J = (-10 cos 37 + 12 cos 60 )s
4 J   = (-10 . 0,8 + 20 . 0,5 ) s
4 J = (-8 + 10 )s
s    =   4/2
s    =  2 m

Berlangganan update artikel terbaru via email:

0 Response to "Usaha : Pengertian , Rumus Dan Contohnya "

Post a Comment