USAHA DAN ENERGI

A. 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 horisontal. 

                           

   

Usaha (W) dapat dituliskan dalam bentuk matematis, yaitu hasil kali antara gaya (F) dan perpindahan (s).

W = F x s           W = Usaha, satuannya joule ( J )

                           F  = Gaya, satuannya newton ( N )

                           s   = jarak / perpindahan, satuannya meter

Contoh

Seseorang  mendorong meja dengan gaya 120 N. Meja tersebut bergeser sejauh 200 cm. Hitunglah usaha yang dilakukan orang tersebut!

Diket :

F = 120 N

s  = 200 cm= 200m

Ditanya W = .... ?

Jawab:

W = F × s

    = 120 N × 2 m

    = 240 Nm = 240 Joule

1. 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

Karena perpindahan benda ke arah vertikal sama dengan ketinggian benda (h), 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)

Contoh Soal :

Sebuah benda yang massanya 5 kg diangkat vertikal sampai ketinggian 2 m. Apabila percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s2, hitunglah besarnya usaha untuk memindahkan benda tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui: 

m = 5 kg

h  = 2 m

g = 10 m/s2

Ditanyakan :

W= ..... ? 

Jawab:

W = m.g.h

W = (5 kg)(10 m/s2)(2 m)

W = 100 J

Jadi, besarnya usaha untuk memindahkan benda ke atas setinggi 2 m adalah 100 joule.