PETA KONSEP
AYOOOOO,
kita belajar tentang usaha dan energi semoga kita banyak mendapatkan ilmu
dengan belajar usaha dan energi ini dan dapat kita gunakan dalam kehidupan
sehari-hari.
Pernahkah
kalian bermain tarik tambang seperti video di atas, tentunya pernah, apakah
kalian sudah melakukan usaha ketika kalian tetap tidak bergerak padahal kalian
sudah melakukan usaha untuk menarik tarik tambang ? Apakah kalian mengeluarkan
energi untuk menarik tarik tambang tersebut ? Naaahhh! Untuk mengetahui jawaban
di atas mari kita pelajari bersama tentang usaha dan energi.
A. Pengertian Usaha
Sebuah benda dikatakan melakukan usaha jika ada gaya yang dilakukan pada
benda tersebut atau benda tersebut memberikan gaya yang menyebabkan benda
tersebut berubah posisinya. Berikut ini gambar untuk menjelaskan usaha yang
dilakukan terhadap benda yang arahnya horizontal.
![]() |
Gambar 1.1 Gaya F menarik sebuah balok sehingga menghasilkan perpindahan sebesar s
|
Terdapat
dua syarat terjadinya suatu usaha yaitu :
1. Adanya
gaya yang bekerja pada suatu benda
2. Adanya
perpindahan yang dialami oleh benda tersebut
Dengan demikian usaha didefinisikan sebagai
sejumlah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan benda
berpindah sepanjang garis lurus dan searah dengan arah gaya. Usaha (W)
dapat dituliskan dalam bentuk matematis, yaitu hasil kali antara gaya (F) dan
perpindahan (s).
![Yuk Jago Fisika - Rumus Usaha Yuk Jago Fisika - Rumus Usaha](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg2DC8Og3W0tnux9XGnpgzHhrVvcFAfBdxA6i8ckkgAgSuvLYdiN4zxK1MYowsoPf9O-qNwvkM0mIwT3l1ZTyChibIleZCmUmy1oRu6UMSqKXSVoRk4aF2_lJbLYGnPD3Jpw7OZTp-ODHw/s1600/image007.png)
Keterangan
:
W
= Usaha (Joule)
F
= Gaya (Newton)
s
= Jarak (meter)
Bila gaya yang
bekerja pada suatu benda tidak searah dengan arah perpindahan benda itu, maka
usaha yang dilakukan akan menjadi lebih kecil. Perhatikan gambar di
bawah ini :
![]() |
Gambar 1.2 Arah
perpindahan benda sama dengan arah komponen gaya F pada horizontal
|
Usaha yang dilakukan pada suatu benda
apabila gaya yang bekerja pada benda itu tidak searah dengan arah
perpindahannya secara matematis dinyatakan sebagai berikut :
W
= Usaha (Joule)
F
= Gaya (Newton)
= Perubahan jarak (meter)
α = Sudut yang terbentuk oleh gaya ( 0 )
Contoh Soal
![]() |
Gambar 1.3
Ilustrasi gambar dari soal
|
Seseorang
menarik sebuah vacuum cleaner dengan
gaya 50 N dan gaya tersebut membentuk sudut 300 dengan arah
perpindahannya. Perpindahan yang dialami oleh vacuum cleaner itu adalah 8 meter. Berapakah besar usaha yang
dilakukan oleh orang itu? (abaikan kehadiran gaya gesekan)
Penyelesaian
Soal
Diketahui :
Ditanya :
W ?
Jawab
: B. Menghitung Usaha dari Grafik F-x
Misalkan
suatu benda bekerja dengan gaya konstan F sehingga menyebabkan benda berpindah
searah gaya F dari posisi awal
ke posisi
. Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan ini
dapat kita hitung dengan persamaan berikut :
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhIaidjPxN0e_6Zj7QZO_sGHxNO0PvI8ooSxYgMZThu-hvz67BL7XD7QAsLBg2fbzWhwFSfyXazUXCmOfxJEuWOyrEhRmWfjWaxveETQHWgg_8Avfk4GOaDb-63zkX_ZsF9XG9xz84CgE0/s1600/image026.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgIZ_Lb6cJvuiwxiO01Bn7EZLHDGwG111ZxsuKsMeejSDT-pPHnmWGuyZwanQB__cJxnUo2HVfAUpTcHzzHkhCGWHbTtYQo3vpmqY8CtUzGpPmVvXckvULawP8ZT6ppJ7QnrWac7FzWO5A/s1600/image028.png)
Jika
kita gambarkan grafik gaya F terhadap posisi benda (x), maka kita peroleh
grafik seperti gambar di bawah ini :
Gambar 1.4 Grafik gaya F terhadap posisi benda x
(Marthen Kanginan, Fisika untuk SMA/MA Kurikulum 2013)
Grafik F-x pada gambar di atas,
menunjukkan gaya konstan yang menyebabkan benda berpindah dari posisi
ke posisi
. Usaha
sama dengan luas raster di bawah grafik F-x.
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhIaidjPxN0e_6Zj7QZO_sGHxNO0PvI8ooSxYgMZThu-hvz67BL7XD7QAsLBg2fbzWhwFSfyXazUXCmOfxJEuWOyrEhRmWfjWaxveETQHWgg_8Avfk4GOaDb-63zkX_ZsF9XG9xz84CgE0/s1600/image026.png)
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgIZ_Lb6cJvuiwxiO01Bn7EZLHDGwG111ZxsuKsMeejSDT-pPHnmWGuyZwanQB__cJxnUo2HVfAUpTcHzzHkhCGWHbTtYQo3vpmqY8CtUzGpPmVvXckvULawP8ZT6ppJ7QnrWac7FzWO5A/s1600/image028.png)
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjz_D4rnkN2ZOauvkwDAJXp99zORO9iDufXcvW86Y_EL5a1lZju-ykKNGAnv_-BmXOPi2O1jyqXxbeCAt6CUX26Ww3nPmJhZ15Izcd__-0BFFZuif0P7HtE8nNeLAobsWztxAFu-VSSOQQ/s200/image031.png)
Secara singkat, usaha =
luas raster di bawah grafik F-x. Grafik di bawah ini merupakan contoh grafik gaya
yang berubah-ubah.
Gambar 1.5 Grafik gaya F terhadap posisi x yang berubah-ubah
(Marthen Kanginan,
Fisika untuk SMA/MA Kurikulum 2013)
Contoh Soal
Sebuah balok yang bermassa 10 kg bergerak
sepanjang garis lurus pada permukaan mendatar akibat pengaruh gaya yang
berubah-ubah terhadap posisi, seperti ditunjukkan pada grafik di bawah ini :
Gambar 1.6 Grafik gaya F terhadap x yang berubah-ubah
(Marthen Kanginan, Fisika untuk SMA/MA Kurikulum 2013)
Hitunglah usaha yang dilakukan gaya
tersebut untuk memindahkan balok dari titik asal ke titik 8 m?
Penyelesaian
Soal
Diketahui :
Ditanya :
W total ?
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj-A4DzOrlvVF67NcBzhzCu9fsm-DDMjl3gmJm7J3FFjet-u5jYMCyLYJk-uRzXat-DqURBo4ZC2kbZYI70BFE8Q0Fg5_ekav2JPXexKe2bacHe3Bmgj6mgFPLAX2agM-thKSh3HSUm5Uw/s1600/image046.png)
2. ![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEge-9UK2WT_R06WvOsx3nuhvrntKUifGvfUGxo5YO3klH5ALRLzrMoGS7gek0V71JxF8H_YhVWgLDqIYSnI9KgLa_iQ3Q1DzQjQl8ZcLU7SiJB8_VmHIX4y_sgqu_AsSzm-YGLRV1D-d4Y/s1600/image048.png)
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEge-9UK2WT_R06WvOsx3nuhvrntKUifGvfUGxo5YO3klH5ALRLzrMoGS7gek0V71JxF8H_YhVWgLDqIYSnI9KgLa_iQ3Q1DzQjQl8ZcLU7SiJB8_VmHIX4y_sgqu_AsSzm-YGLRV1D-d4Y/s1600/image048.png)
3. ![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhc-q140Irk6nuRbdJKuvah8PA4R8DsnLWW2iC8z-Q84SajLaVSJzGwBCaVNzezzUaXxT5Gta7hsefwcYXlNc_6GLebCilHvS-NaZtD71x58Y5upkjmTWDmw7uPEEDIu4mJqSiBvXTLAlU/s1600/image050.png)
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhc-q140Irk6nuRbdJKuvah8PA4R8DsnLWW2iC8z-Q84SajLaVSJzGwBCaVNzezzUaXxT5Gta7hsefwcYXlNc_6GLebCilHvS-NaZtD71x58Y5upkjmTWDmw7uPEEDIu4mJqSiBvXTLAlU/s1600/image050.png)
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgZ0EELh7Bb7AKcN6SIFbzD3JfOPNUdcinakymbcvhyT1o0i6JFyWBks_gnqJGz-x2_-8Pw6I2TCqngdb6hfbTZlh21rcW8G96d6yxXx48fXnE2fuzetzixiywTKFgITfQNZX3gBX8jvG4/s1600/image052.png)
4. ![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi2wjnN9ws7Mt08gbF-7hmUDHZUkTwo5D-R3xIcMDwyvPff37GnPy-Q5ovwFi1lUXSOy_-XvfAzaVB6qWNLiomDtuNfDyYqMfmrih9VLxFF34mV15kUkCyzDpIj9IpQVApt8InPO3YgjfU/s1600/image054.png)
![](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi2wjnN9ws7Mt08gbF-7hmUDHZUkTwo5D-R3xIcMDwyvPff37GnPy-Q5ovwFi1lUXSOy_-XvfAzaVB6qWNLiomDtuNfDyYqMfmrih9VLxFF34mV15kUkCyzDpIj9IpQVApt8InPO3YgjfU/s1600/image054.png)
![Rumus Rumus](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgB0q9ZF5yyf25HxElVyaunIlCA25JCtw1VxBbwkVcgMxUdKI6JL11M4uOls9Q4VcYp9qq1tAb2RARcikavLGU396_W7hcfNz6VkArri8F_7kJX_9mbWN5bNp8Gtx4xmGipFliqtQuPNyU/s1600/image056.png)
C. Usaha Oleh Berbagai Gaya
Dalam kehidupan nyata, hamper tidak pernah
kita temukan gaya kasus dimana pada suatu benda hanya bekerja sebuah gaya
tunggal. Misalnya, ketika Anda menarik sebuah balok sepanjang lantai, selain
gaya tarik Anda, pada balok juga bekerja gaya-gaya lain, seperti gaya gesekan
antara balok dan lantai, gaya hambatan angin, dan gaya normal. Bagaimana
kita menghitung usaha oleh berbagai gaya ini ?
Usaha termasuk besaran skalar. Besaran skalar
dijumlahkan dengan cara aljabar biasa. Oleh karena itu, usaha total oleh berbagai gaya yang bekerja pada suatu benda diperoleh
dengan cara menjumlahkan secara aljabar biasa. Misalkan usaha yang
dilakukan gaya F1 adalah W1,oleh gaya F2 adalah W2, F3 adalah W3 dan seterusnya, maka usaha total dapat
dirumuskan sebagai berikut :
Contoh Soal
Sebuah
balok yang bermassa 1,5 kg di dorong ke atas sebuah bidang miring kasar oleh
gaya konstan 15 N yang bekerja searah dengan bidang miring melawan gaya gesekan
2,7 N seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Balok berpindah sejauh 2,0
m pada bidang miring ( g = 10 m/s2) . Hitunglah usaha tiap-tiap gaya
?
Gambar 1.7 Ilustrasi gambar dai soal
(Marthen Kanginan, Fisika untuk SMA/MA Kurikulum 2013)
Penyelesaian Soal
Diketahui
:
Ditanya :
W oleh setiap gaya ?
Jawab :
Perhatikan segitiga siku-siku pada gambar :
Ada empat buah gaya yang bekerja pada balok
yaitu :
Usaha oleh setiap gaya dihitung sebagai berikut
:
![Yuk Jago Fisika Yuk Jago Fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiCtlgdi_Tuv0UvsDXXDCIHhSGQf2UVKsLTSQKuwU_b5kLtFe07jtNif-xyQb-eK4C1BA-PlvCD1kG7qaMjGruL6FfM-13oJMSeYUATqwEpGjK4_TvqnBhplyWuTt3xM9YZuLwlkqT13cw/s1600/image083.png)
![Yuk Jago Fisika Yuk Jago Fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhEOqoVJp1SQrRRiZ9qFDizwpTtBZy1GbrPfC0FwCeKChMEvWa9Q5sVE6yM1UrjJzq1k5uflPOBMwINJDAsGiToa0H-zI-BEzcMv22ztrl6DXhB5brVpbFwZCCkAV_2YrhKn3wl3_nEtRw/s1600/image085.png)
2. ![Yuk Jago Fisika Yuk Jago Fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiy7TCg8Uukw6E0jSROPT9XHUsDpOmnsEznlpL5Opvk9PmVH1xM2VJv9ZsCLyZefqU7peunN-FNNA7DxLkkyQbrTDE1yjolWFPZRH17vR6WdM8mOljP4viDjJVNe3xjNHgSwswb525wc0M/s1600/image087.png)
![Yuk Jago Fisika Yuk Jago Fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiy7TCg8Uukw6E0jSROPT9XHUsDpOmnsEznlpL5Opvk9PmVH1xM2VJv9ZsCLyZefqU7peunN-FNNA7DxLkkyQbrTDE1yjolWFPZRH17vR6WdM8mOljP4viDjJVNe3xjNHgSwswb525wc0M/s1600/image087.png)
3. ![Yuk jago Fisika Yuk jago Fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiurW8xLC-3wnPwtEba5a4F_s3Qd9xKEypKLxPIfeXaSg02w8hUfQul8e524yOTi5giNUumUkk8SyLUfVRUxiTqtOlKKjdQM0gEvJt02uJz-f5LxrVJ71jYkBRM1GfO7H4w8dFnkuGoN5I/s1600/image089.png)
![Yuk jago Fisika Yuk jago Fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiurW8xLC-3wnPwtEba5a4F_s3Qd9xKEypKLxPIfeXaSg02w8hUfQul8e524yOTi5giNUumUkk8SyLUfVRUxiTqtOlKKjdQM0gEvJt02uJz-f5LxrVJ71jYkBRM1GfO7H4w8dFnkuGoN5I/s1600/image089.png)
![yuk jago fisika yuk jago fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjHLt6xg56lPY041MLN3O7dhFzqyl0btrgru3gBNZD_qfyImp-2XDTdy8s-h1tOrGyd2HzRyvux6IeeYcCQn8TZhvm3-eIYj5BUGUTHCq8JyVFHPJE6LZeP7w_1QgKGrX8JK32BgxJ7lfI/s1600/image093.png)
4. ![yuk jago fisika yuk jago fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgD2QTeRn7PQLpk9GQAbcQGIpbESml6tRV9B_8ZdWMwue8RVfs_NMW6aZ8kEUyMTrZ6bmKqE7c8UFgoYFs0g5GqHmbwCk0IuqrVtT1j_ZDO1LpCRqMXjk_2-HMRj60df_KyI_kP4d2gMJo/s1600/image095.png)
![yuk jago fisika yuk jago fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgD2QTeRn7PQLpk9GQAbcQGIpbESml6tRV9B_8ZdWMwue8RVfs_NMW6aZ8kEUyMTrZ6bmKqE7c8UFgoYFs0g5GqHmbwCk0IuqrVtT1j_ZDO1LpCRqMXjk_2-HMRj60df_KyI_kP4d2gMJo/s1600/image095.png)
![yuk jago fisika yuk jago fisika](https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhxP8_XRCulU88YvR4tv40XcLvhW2TCZYQZ7zGy2RtlB-UR-oX9t4MUlwIfjvcyMTXjuowspsLyCc5CWtwA2QNrP7vMZWYg20_Md09bkO4OMwMEeUEt3jw5klGtW9N35N85xf5DT0Qa28A/s1600/image097.png)
DAFTAR PUSTAKA
Dwiyantoro, Puji. 2011.
Fisika itu Mudah & Menyenangkan.Jakarta
: Cerdas Interaktif
Kanginan, Marthen.
2013. Fisika untuk SMA / MA Kelas XI Kurikulum
2013. Jakarta : Erlangga
Tipler, P A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid I
(terjemahan). Jakarta : Erlangga
0 comments:
Post a Comment
Yuk Tanya sama Guru