Saat orang mendorong mobil yang mogok, orang tersebut telah melakukan usaha dan mengeluarkan energi. Dalam kehidupan sehari – hari , kata usaha memiliki pengertian yang sangat luas. Misalnya usaha seorang anak untuk menjadi pandai dengan cara belajar dan berlatih seyiap hari, usaha pedagang untuk mendapatkan laba dengan melakukan perdagangan yang baik, usaha seorang montir untuk mendapatkan pelkanggan yang banyak dengan menguasai pekerjaannya. Jadi dapat disimpulkan bahwa usaha adalah segala kegiatan yang dilakukan untuk mencapai tujuan.
Usaha tidak dapat dipisahkan dari dari energi. Setiap usaha yang dilakukan pasti membutuhkan tenaga atau sumber energi. Namun, usaha dan energi dalam ilmu fisika yang difahami saat ini memiliki definisi yang berbeda. Sebagai contoh yakni seorang yang mendorong mobildengan sekuat tenaga hingga kehabisa energi, tetapi mobil tersebut tidak bergerak sama sekali , dalam ilmu fisika , berarti orang tersebut dikatakan tidak melalukan usaha.
Pada Bab ini , kita akan mempelajari tentang usaha dan energi . Bagaimana perubahan energi ?. Apa saja contoh perubahan energi ?. Apa saja contoh energi terbarukan. Agar lebih jelas marilah kita pelajari lebih lanjut di pembahasan materi selanjutnya.
Untuk mempelajari lebih dalam energi dan perubahannya maka di sini akan dipelajari lebih dulu Usaha.
Usaha atau sering dinamakan kerja terjadi jika pada sebuah benda diberikn gaya maka benda tersebut berpindah tempat. Misalnya ada benda kemudian di dorong dengan gaya tertentu ternyata benda tidak berpindah tempat maka maka dikatakan tidak ada usaha pada benda tersebut. Besarnya usaha yang dilakukan pada benda sama dengan hasil kali antara gaya dan perpindahannya. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :
W = F . s
Contoh soal :
Sebuah balok berbentuk persegi berada di atas sebuah bidang horisontal yang licin akan dipindahkan dengan cara ditarik dengan gaya 100 Newton (N) sejajar dengan arah bidang datar sehingga balok berpindah sejauh 30 meter. Berapakah besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut ?.
Diketahui :
F = 100 N
S = 30 meter
Ditanya W …………
Jawab :
W = F. S
W = 100 . 30
W = 300 Joule
Jika gaya yang bekerja pada suatu benda membentuk sudut tertentu ( Ɵ ) terhadap perpindahannya . Usaha yang dilakukan adalah hasil gaya yang searah dengan perpindahannnya ( F . Cos Ɵ ) dikalikan dengan perpindahannya (s). atau ditulis
W = F Cos α . s
Contoh soal :
Sebuah balok ditarik dengan gaya sebesar 200 N membentu sudut sebesar 30 o terhadap horisontal sehingga balok berpindah sejauh 50 meter. Hitunglah berapa besar usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut ?.
Diketahui :
F = 300 N
Ɵ = 60 o
d = 50 m
ditanya : W ………… ?
Jawab :
W = F cos Ɵ . s
W = 300 . 0,5 . 50
W = 750 Joule
Keterangan :
W = Usaha ( Joule) , F = gaya (N) , s = perpindahan / jarak ( m ) , Ɵ = sudut antara gaya dan perpindahan
Jika ada beberapa gaya yang bekerja pada sebuah benda , usaha total yang diberikan oleh gaya adalah
Wtotal = W1 + W2 + W3 + ………. Wn = ∑F . s
Cotnoh soal :
- Sebuah kota perkakas bermassa 100 Kg berada di atas lantai yang licin dan akan ditarik oleh dua orang. Orang pertama menarik kotak bentersebut dengan gaya 300 N sejajar dengan kotak , sedangkan orang kedua menarik kotak dengan gaya 120 N membentuk sudut 60o terhadap lantai berapakah total usaha yang dikerahkan orang tersebut agar kotak perkakas berpindah sejauh 25 meter
2. Sebuah kota ditarik dengan gaya 500 N dan membentuk sudut 60o dan menghasilkan usaha yang besarnya 25 N.
Berapakah besarnya perpindahan kotak tersebut ?
3. Sebuah kotak ditarik dengan gaya tertentu sehingga menghasilkan usaha yang besarnya 2000 Joule jika benda berpindah sejauh 50 meter berapakah besarnya gaya yang diberikan pada benda tersebut.
Pengukuran
Pengukuran dengan jangka sorong : Klik di sini
Pengukuran dengan micrometer : Klik di sini
