Defenisi Usaha
Usaha dalam ilmu fisika memiliki pengertian yang berbeda dengan usaha dalam kehidupan sehari-hari. Usaha dalam kehidupan sehari-hari sering kali dihubungkan dengan kegiatan ekonomi atau kegiatan untuk memenuhi kebutuhan hidup seperti berdagang. Usaha dalam fisika lebih berhubungan dengan gaya-gaya dan perpindahan yang diakibatkan oleh gaya tersebut. Syarat sebuah gaya melakukan usaha adalah terjadinya perpindahan.
Contoh Usaha fisika yang dapat kita amati misalnya seorang yang pekerja mendorong gerobak semen sehingga gerobak semen itu berpindah. pekerja ini dikatakan melakukan usaha terhadap gerobak. Jika kita melihat seorang anak mendorong tembok tetapi tembok itu tidak berpindah, maka anak tersebut tidak melakukan usaha atau usahanya sama dengan nol.
Secara umum, besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya terhadap suatu benda dihitung dengan persamaan sebagai berikut :
W = F x s
Keterangan
W adalah lambang usaha dengan satuan Joule (J)
F adalah lambang gaya dengan satuan Newton (N)
s adalah perpindahan benda yang mengalami gaya, satuannya meter (m)
Dari persamaan diatas dapat di simpulkan bahwa besar usaha berbanding lurus dengan gaya dan perpindahan. artinya, semakin besar gaya dan atau perpindahannya, akan semakin besar pula usaha yang dilakukan.
Perlu diingat, bahwa persamaan diatas berlaku pada gaya yang searah dengan arah perpindahan. Apabila arah gaya berbeda dengan dengan arah perpindahan, maka harus menggunakan perhitungan trigonometri.
Contoh penggunaan persamaan dalam menyelesaikan soal sebagai berikut :
Jika seorang pekerja memdorong gerobak dengan gaya 100 N dari mobil ke bangunan sejauh 5 meter, berapakah usaha yang dilakukan oleh pekerja terhadap gerobak?
Diketahui pada soal F = 100 N dan s = 5 m
Ditanyakan adalah usaha (W)
Penyelesaiannya
W = F x s
W = 100 N x 5 m
W = 500 Joule
Jadi usaha yang dilakukan pekerja terhadap gerobak adalah 500 Joule.
Hubungan usaha dan energi
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Sebuah benda dikatakan memiliki energi apabila memiliki kemampuan untuk melakukan usaha.
Untuk materi kali ini kita akan membahas dua jenis energi yaitu
Energi kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda yang bergerak. Apabila benda tidak bergerak maka benda tidak memiliki energi kinetik. Semakin cepat dan semakin besar massanya, maka semakin besar pula energi kinetik benda tersebut.
Persamaan Matematis Energi kinetik adalah
Ek = ½ x m x v2
Ek adalah Energi kinetik (Joule)
m adalah massa benda (kg)
v adalah kecepatan benda (m/s)
Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda karena kedudukannya terhadap permukaan bumi. semakin besar massa dan ketinggiannya dari permukaan bumi maka semakin besar pula energi potensial benda itu.
Persamaan matematis energi potensial adalah
Ep = m x g x h
keterangan
Ep adalah energi potensial (Joule/J)
m adalah massa benda (kg)
g adalah percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h adalah ketinggian benda dari permukaan bumi (meter/m)
Usaha bisa dikatakan sebagai perubahan energi kinetik dan perubahan energi potensial. sehingga kita juga dapat melakukan perhitungan usaha suatu benda apabila mengetahui energi awal dan energi akhirnya. jadi, usaha juga adalah selisih energi kinetik dan atau energi potensial suatu benda pada posisi tertentu.
W = Ek1 – Ek2 atau Ep1 – Ep2
EmoticonEmoticon