IPA BAB 2 : USAHA

klaifikasi pengertian usaha

-Ambillah sebuah buku,lalu letakkan di atas mejamu.
-Doronglah meja sampai berpindah tempat.
-Doronglah dinding kelasmu sekuat tenaga. 

Pertanyaan
Besaran apakah yang memengaruhi besaran usaha?
Bagaimanakah besaran-besaran itu memengaruhi usaha menurut perkiraanmu?

Berdasarkan kegiatan diatas, 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.


Apabila gaya disimbolkan dengan F dan perpindahan dengan s, secara matematis usaha dituliskan dalam persamaan berikut. (horizontal)
W = F s 
dengan: W = usaha (J) 
F = gaya (N) 
s = perpindahan (m) 
Persamaan berlaku untuk gaya yang arahnya sama dengan perpindahan, seperti terlihat pada Gambar berikut.

Arah gaya yang diberikan pada balok searah dengan perpindahannya ahannya


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.


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 

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

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

 Hubungan antara Usaha dan Energi

Kamu sudah mengetahui bahwa energi adalah kemampuan melakukan usaha. Untuk dapat mengetahui kaitan energi dengan usaha,

Ketika gayamu berusaha mendorong mobil sehingga bergerak, berarti telah terjadi perubahan energi dari energi yang dikeluarkan olehmu menjadi energi gerak.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa ketika gaya melakukan usaha pada sebuah benda maka akan terjadi perubahan energi pada benda tersebut. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horisontal menyebabkan perubahan energi kinetik. Dengan demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis ditulis sebagai berikut.

W = ∆Ek 
W = Ek2 – Ek1 
dengan: W = usaha (J)
Ek   = perubahan energi kinetik (J)
Ek2 = energi kinetik akhir (J)
Ek1 = energi kinetik awal (J)

Ketika kamu mengangkat sebuah balok, kamu akan memberikan gaya dorong terhadap balok. Pada saat ke atas, berlaku:
                        Wtangan = Ftangan . s = m g h
Saat ke bawah:
                        Wgravitasi = Fgravitasi . s = –m g h

Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda yang bergerak vertikal) sama dengan perubahan energi potensial gravitasi. Secara matematis ditulis sebagai berikut.



W = ∆Ep
W = Ep2 – Ep1
W = m g (h2 – h1) 
W = usaha (J)
∆Ep = perubahan energi potensial (J)
Ep1 = energi potensial awal (J)
Ep2 = energi potensial akhir (J).

sumber : https://www.antoncabon.us/2016/05/energi-dan-usaha.html