usaha

Usaha dalam Fisika

Dalam kehidupan sehari-hari, pengertian usaha identik dengan kemampuan untuk meraih sesuatu. Misalnya, usaha untuk bisa naik kelas atau usaha untuk mendapatkan nilai yang besar. Namun, apakah pengertian usaha menurut ilmu Fisika? Untuk mengetahuinya lakukanlah kegiatan berikut.

Tujuan
Mengidentifikasi pengertian usaha
Alat dan bahan
Sebuah buku dan meja tulis
Cara kerja

1. Ambillah sebuah buku temanmu, lalu letakkan di atas mejamu.
2. Doronglah meja tulismu sampai berpindah tempat.
3. Doronglah dinding kelasmu sekuat tenaga.

Pertanyaan

1. Besaran apakah yang memengaruhi besaran usaha?
2. Bagaimanakah besaran-besaran itu memengaruhi usaha menurut perkiraanmu?

Berdasarkan kegiatan di atas, dapat diketahui bahwa ketika benda didorong ada yang berpindah tempat dan ada pula yang tetap di tempatnya. Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan (gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, gayamu tidak melakukan usaha. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh perpindahan. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat.
Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya. Oleh sebab itu, menurut Fisika gayamu dikatakan tidak melakukan usaha.
Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut.

W = F s                         (1)

dengan:

W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)

Persamaan (1) berlaku untuk gaya yang arahnya sama dengan perpindahan, seperti terlihat pada Gambar berikut.

Contoh Soal
Rizki mendorong meja dengan gaya 100 N sehingga meja bergeser sejauh 2 m. Hitung usaha yang dilakukan Rizki.
Penyelesaian:
Diketahui:
F = 100 N
s = 2 m
Ditanya: W = ?
Jawab:
W = F s
W = (100 N)(2 m)
W = 200 J
Jadi, usaha yang dilakukan Rizki sebesar 200 joule.
Usaha memiliki satuan yang sama dengan energi, yaitu joule. Dengan ketentuan bahwa 1 joule sama dengan besar usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 1 N dengan perpindahan 1 m.
Kamu sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah vertikal? Memindahkan benda secara vertikal memerlukan gaya minimal untuk mengatasi gaya gravitasi bumi yang besarnya sama dengan berat suatu benda. Secara matematis gaya tersebut dapat ditulis sebagai berikut.

F = m g            (2)

Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), dengan memasukkan Persamaan (2) ke dalam Persamaan (1) diperoleh usaha yang dilakukan terhadap benda tersebut sebagai berikut.

W = F s
W = m g h         (3)

dengan:

W = usaha (J)
m = massa (kg)
g = percepatan gravitasi (N/kg)
h = perpindahan atau ketinggian (m)

Contoh Soal
Sebuah benda yang massanya 2 kg diangkat vertikal sampai ketinggian 1 m. Apabila percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 , hitunglah besarnya usaha untuk memindahkan benda tersebut.
Penyelesaian:
Diketahui:
m = 2 kg
h = 1 m
g = 10 
Ditanyakan :
W = …….?
Jawab:
W = mgh
W = (2 kg)(10 )(1 m)
W = 20 J
Jadi, usaha untuk memindahkan benda sebesar 20 joule.

Kata Kunci :

pengertian usaha dalam fisika,materi besar usaha fisika,pengertian usaha dalam ilmu fisika,usaha dalam fisika,usaha fisika