Pengertian Usaha dalam Fisika, Cara Mengukur, Fakta-Fakta

Pengertian Usaha dalam Fisika, Cara Mengukur, Fakta-Fakta
Pengertian Usaha dalam Fisika, Cara Mengukur, Fakta-Fakta

Pengertian Usaha dalam Fisika, Cara Mengukur, Fakta-Fakta – Usaha dalam ilmu fisika sering disatukan dalam satu bab dengan gaya, untuk lebih memahami mengenai fisika silahkan disimak ulasan berikut ini:

Apa itu Usaha?

Kita sering menggunakan kata “usaha” dalam kehidupan kita sehari-hari. Misalnya, kami akan mengatakan bahwa mendapatkan nilai bagus di sekolah membutuhkan banyak “usaha” yang sulit. Dalam fisika, istilah “usaha” memiliki arti khusus.

Usaha dalam fisika, terjadi ketika sebuah gaya bekerja pada objek untuk memindahkannya beberapa jarak dari titik awal (juga disebut pemindahan). Usaha dihitung sebagai gaya yang mengukur jarak. Persamaan berikut digunakan untuk menggambarkan usaha:

Work = Force * distance
atau
W = F d
Namun di Indonesia khususnya buku fisika SMP dan SMA menggunakan persamaan
W = F . s
Dimana:
W = Usaha (J)
F = Gaya (N)
S = Perpindahan (m)

Cara Mengukur Usaha

Satuan standar untuk Usaha adalah joule (J). Joule sama dengan newton-meter (Nm) di mana newton adalah gaya dan meter adalah jarak.

Gaya dan Perpindahan

Jarak atau perpindahan dalam Usaha adalah jarak dari titik awal ke titik akhir. Jumlah perjalanan di antaranya tidak menjadi masalah. Misalnya, jika Anda mengangkat beban dari tanah dan kemudian meletakkannya kembali di tanah, jarak atau perpindahan adalah = nol.

Jangan Tertipu

Mengukur Usaha terkadang bisa rumit. Agar persamaan W = F s bekerja, gaya yang digunakan dalam persamaan haruslah gaya yang digunakan untuk menyebabkan perpindahan atau jarak. Juga, ingat untuk Usahabisa terjadi, objek harus bergerak karena adanya gaya. Jika tidak, jarak, atau “s”, dalam rumus adalah 0 dan Usaha akan menjadi 0.

Berikut adalah beberapa contoh untuk memahami pernyataan di atas:

  • Jika seseorang mendorong dinding dengan sekuat tenaga, tetapi dinding tidak bergerak, tidak ada Usaha yang terjadi. Ini karena jarak perpindahan dindin nol.
  • Jika seseorang menggunakan kekuatan untuk menahan batu di atas kepala mereka saat berjalan ke arah timur melintasi sebuah ladang, tidak ada Usaha yang terjadi. Ini karena gaya tidak searah (gaya angkat batu mengarah naik) sedangkan batu bergerak (ke arah timur).
  • Jika Anda melakukan push-up penuh, mengangkat diri dan kemudian mundur, total Usaha adalah nol. Ini karena jarak total dari titik awal ke titik akhir adalah nol.
  • Jika Anda menjatuhkan pensil Anda, maka Usaha telah terjadi. Ini karena perpindahan pensil dari tangan ke tanah lebih besar dari nol dan searah dengan gaya yang bekerja pada pensil, yaitu gravitasi.

Contoh masalah:

Pemain bisbol melempar bola dengan gaya 10 N. Bola menempuh jarak 20 meter. Berapa total Usahanya?

W = F s
W = F * jarak
W = 10 N * 20 meter
W = 200 joule

Lebih Banyak Masalah Tingkat Lanjut

Ketika sudut antara gaya dan perpindahan tidak 0 derajat atau 90 derajat, rumus yang lebih kompleks untuk Usaha digunakan. Rumus ini termasuk sudut theta (Θ) yang merupakan sudut antara gaya dan perpindahan.

W = F * d * cos Θ
atau
W = F s cos Θ
Dimana:
W = Usaha (J)
F = Gaya (N)
S = Perpindahan (m)
Θ = Sudut
Baca:  Pengertian Sudut dalam Ilmu Matematika
Dalam kasus di mana gaya dan perpindahan berada dalam arah yang sama theta = 0 dan cos Θ = 1.

Dalam kasus di mana gaya tidak berdampak pada perpindahan dan theta = 90 derajat, maka cos Θ = 0 dan, oleh karena itu, Usaha  = 0.

Soal :

1. Sebuah balok ditarik dengan gaya 150N dan berpindah sejauh 5 meter. Gaya yang dikerjakan membentuk sudut 60 derajat dengan bidang datar.

Berapakah usaha yang dilakukan?


Gambar dari soal bisa dibuat sebagai berikut.

Inti dari permasalahan seperti ini adalah gaya harus lurus dengan benda yang ditarik. Kalau seperti gambar diatas, gayanya miring.

Ini tidak boleh dipakai.

Kita harus melakukan pengubahan gaya agar mau searah dengan bidang gerak.

Pengertian Usaha dalam Fisika, Cara Mengukur, Fakta-Fakta
Pengertian Usaha dalam Fisika, Cara Mengukur, Fakta-Fakta

Pada gambar diatas, gaya yang lurus dengan benda adalah gaya yang sudah dikalikan dengan cosinus sudut antara gaya dan bidang gerak, sudutnya adalah a.

Dalam soal, sudutnya diketahui 60⁰.

W = F. cos a  × s
  • ganti F dengan 150
  • ganti cos a dengan cos 60
  • ganti s dengan 5 meter
W = 150 × cos 60  × 5
  • F.cos a artinya sama dengan F × cos a
  • cos 60 = 0,5
W = 150 × 0,5  × 5
W = 75 × 5
W = 375 Joule.
Satuan usaha adalah joule.
Jadi usaha yang dilakukan untuk menarik benda diatas sejauh 5 meter adalah 375 joule.

Fakta Menarik tentang Usaha

  • Usaha adalah Besaran skalar, bukan besaran vektor. Ini berarti bahwa, tidak seperti gaya dan kecepatan, ia tidak memiliki arah, hanya sebuah satuan.
  • Unit kerja lainnya adalah pon. Satu kaki-pon sama dengan 1.35581795 joule.
  • Joule juga digunakan sebagai satuan ukuran standar untuk energi.
  • Usaha negatif adalah ketika gaya yang bekerja pada suatu benda menghalangi perpindahan objek.
About Azhar Al Munawwarah S.Pd M.Pd 439 Articles
Seorang Guru dan Dosen. Aktif melakukan riset di bidang pendidikan dan fisika. Lulusan sarjana pendidikan Universitas Negeri Makassar dan magister Pascasarjana Universitas Negeri Makassar. Artikel dalam website ini valid dan dapat dipercaya kebenarannya.

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*