Rumus Usaha-Pengertian,Rumus,Dan Jenis Usaha Serta Contoh Soalnya

Posted on

Gurusekolah.co.id-Kali ini akan dijabarkan  mengenai tentang, pengertian dari usaha, rumus dari usaha, satuan usaha, jenis-jenis usaha, macam-macam usaha, dan juga bentuk-bentuk usaha serta contoh soal tentang usaha dalam ilmu fisika.

Suatu istilah dari usaha sering didengar dalam kehidupan sehari-hari. Namun demikian, samakah pengertian usaha dalam fisika dengan pengertian usaha yang ada didalam kehidupan sehari-hari?

Pengertian usaha dalam fisika

Seorang penarik becak mengayuh becaknya hingga bergerak, semakin jauh becak dikayuh semakin besar usaha yang dilakukannya, apa yang dimaksud dengan usaha?, Usaha yang dilakukan sebanding dengan besarnya gaya dan perpindahan yang dapat dirumuskan sebagai berikut :

 W = F s

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

Rumus dan Satuan Usaha

Satuan usaha ialah Joule atau erg, Satu Joule ialah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk bisa menimbulkan perpindahan 1 meter, Jadi 1 J = 1 N x 1 m = 1 Nm.

Satu erg ialah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 dyne untuk dapat menimbulkan perpindahan 1 cm., jadi, 1 erg = 1 dyne x 1 cm = 1 dn cm, berapa ergkah 1 Joule itu?

Tabel Satuan Usaha

Contoh Soal tentang Usaha

Erick mendorong meja dengan gaya 90 N sehingga meja berpindah sejauh 4 m, berapakah usaha yang bisa dilakukan Erick?

Pembahasan

Diketahui:
F = 90 N
s = 4 m

Ditanya:
W = …?

Jawab:
W = F s
= 90 N ×4 m
= 360 Nm
= 360 Joule
Jadi, usaha yang dilakukan Erick sebesar 360 Joule.

Usaha dapat bernilai positif, negatif, dan juga nol (nihil) seperti terlihat pada gambar berikut dibawah ini,

Contoh Macam-Macam dari Bentuk Usaha

Macam-macam Bentuk Usaha

Usaha bernilai positif jika arah gaya sama dengan arah gerak (perpindahan) contohnya usaha kuda menarik gerobak. Usaha negatif jika arah gaya berlawanan dengan arah gerak (perpindahan) contohnya usaha rem untuk bisa memperlambat laju kendaraan, bagaimana usaha yang bernilai nol?

Jika pada sebuah benda bekerja, beberapa gaya maka usaha yang dilakukan terhadap benda ialah jumlah usaha dari masing-masing gaya itu.

Baca Juga : Rumus Deret Geometri-Pengertian, Rumus Dan Contoh Soalnya

a. Gaya-gaya searah

Sebuah mobil didorong Amat dengan gaya FA, Badri dengan gaya FB dan Cecep dengan gaya FC sehingga mobil berpindah sejauh s meter, usaha yang dilakukan Amat, Badri, dan Cecep ialah sebagai berikut.

usaha Amat WA = FA s
usaha Badri WB = FB s
usaha Cecep WC = FC s
paduan gaya dorong adalah = FA + FB + FC
jumlah usaha mereka adalah = WA + WB + WC
usaha paduan gaya = (FA + FB + FC) s
= (FA s) + (FB s) + (FC s)
= (FA + FB + FC) s
W paduan = W1 + W2 + W3

Maka, terbukti bahwa untuk gaya-gaya yang arahnya sama dan segaris kerj besarnya usaha bersama sama dengan jumlah usaha gaya paduannya.

Contoh Soal tentang Usaha Searah

Dua orang pekerja bangunan memindahkan pasir dari jalan raya ke lokasi bangunan dengan sebuah gerobak, seorang pekerja menarik gerobak dengan gaya sebesar 500 N sedangkan pekerja yang lain mendorong gerobak dari belakang dengan gaya sebesar 400 N. Jika gerobak itu bergerak sejauh 30 meter, berapa usaha yang bisa dilakukan kedua pekerja bangunan pada gerobak?

Pembahasan

Diketahui:
F1 = 500 N
F2 = 400 N
s = 30 m

Ditanya:
W = …?

Jawab:
W = FR s
= (500 N + 400 N)×30 m
= 27.000 Nm
= 27.000 J

Maka, usaha yang bisa dilakukan kedua pekerja bangunan pada gerobak ialah 27.000 Joule.

b. Gaya-gaya yang berlawanan arah

Budi dan Kadir bermain tarik tambang, gaya tarik Budi = FT, dan gaya tarik Kadir = FK tali bergerak ke arah Kadir, artinya FT berlawanan arah gerak sedangkan FK searah gerak.

Oleh sebab itu,
usaha Budi, WT = – FT s
usaha Kadir, WK = FK s
paduan gaya tarik, F = FK – FT
usaha dari paduan gaya W = (FK – FT) s
jumlah usaha WK + WT = (FK s) – (FT s)
= (FK – FT) s

Maka, usaha bersama untuk gaya-gaya yang berlawanan arah sama dengan jumlah usaha gaya paduan.

Contoh Soal tentang Usaha yang Berlawanan arah

Ardi dan Anto bermain tarik tambang, Ardi menarik tambang ke kiri dengan gaya 300 N sedangkan Anto menarik tambang ke kanan dengan gaya 250 N, jika Anto tertarik ke kiri sejauh 150 cm berapa besar usaha yang bisa dilakukan oleh Ardi?

Pembahasan

Diketahui:
F1 = 300 N
F2 = 250 N
s = 150 cm
= 1,50 m

Ditanya:
W = …?

Jawab:
W = FR s
= [F2 + (- F1)] s
= [250 N + (-300 N)] ×1,50 m
= -75 Nm = -75 J

Maka, usaha yang dapat dilakukan Ardi sebesar 75 N searah dengan arah tarikan Ardi.Keterangan: tanda negatif (-) menunjukkan bahwa arah gaya ke kiri,

c. Gaya membentuk sudut terhadap arah gerak

Suatu arah gaya tidak segaris kerja dengan arah geraknya atau juga arah gaya membuat sudut terhadap arah gerak, maka gaya itu diuraikan atas gaya yang searah gerak dan gaya yang tegak lurus arah gerak.

Contoh, seorang pekerja menarik beban di tanah dengan tali yang membuat sudut terhadap tanah, besar gaya tarik = F dan perpindahan beban = s, gaya F diuraikan atas gaya F1 pada tanah, dan gaya F2 yang tegak lurus tanah.

Usaha F = usaha F1 + usaha F2
W = W1 + W2
= (F1 s) + 0

Besarnya usaha
W = F1 s
F1 ialah komponen gaya pada arah gerak,

Gurusekolah.co.id – Sekian penjelasan lengkap tentang Rumus Usaha yang meliputi Pengertian,Rumus,Dan Jenis Usaha Serta Contoh Soalnya lengkap terimakasih semoga bermanfaat.
Artikel Lainnya :
Related posts: