A. Pengertian
Usaha
Konsep Usaha |
Secara matematis, usaha dirumuskan sebagai:
W = F. s
Dengan:
Dengan:
W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
s = Perpindahan (meter)
B. Jenis – Jenis Usaha
Jenis Usaha
|
Pengertian
|
Contoh
|
Usaha Positif
|
Usaha yang
dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak searah dengan
perpindahan.
|
Mendorong meja ke kanan, dan meja
bergeser sejauh 2 meter ke kanan.
|
Usaha Negatif
|
Usaha yang
dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak berlawanan dengan
arah perpindahan.
|
Usaha yang
dilakukan oleh peserta tarik tambang yang kalah
|
Usaha Nol
|
usaha yang terjadi
apabila arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan, sehingga benda tidak
mengalami perpindahan.
|
Menjinjing tas sambil berjalan ke kanan.
Mendorong tembok
|
C. Hubungan Antara Usaha dan Energi
Energi adalah kemampuan
untuk melakukan usaha / kerja. Ketika sebuah gaya melakukan usaha pada sebuah
benda, akan terjadi perubahan energi pada benda tersebut. Besar usaha sama dengan perubahan energi kinetik atau
perubahan energi potensial benda.
D. Hubungan Antara Daya dan Usaha
Daya
merupakan laju suatu benda dalam melakukan usaha atau besar usaha yang
dilakukan gaya dalam waktu satu sekon.
Secara
matematis dituliskan:
Dengan:
P
= Daya (Watt)
W
= Usaha (Joule)
t
= Waktu (sekon)
D. Contoh
Soal
1. Imam dan
Tama bermain tarik tambang. Imam
dapat menarik Tama sejauh 75 cm ke arahnya. Dengan demikian, usaha dalam
kondisi tersebut sebesar ….
A.
15 J B. 97,5 J 112,5 J D. 210 J
2. Budi yang memiliki gaya dorong maksimal 200 N kesulitan mendorong
sebuah lemari, dengan gaya gesekan
antara lantai dengan lemari 250 N.
Untuk
membantu Budi, ada lima orang dengan kemampuan gaya dorong maksimum masing –
masing ditunjukkan dalam tabel berikut:
No
|
Nama
|
Gaya Dorong Maksimum
|
1.
|
Andi
|
250 N
|
2.
|
Edi
|
240 N
|
3.
|
Malik
|
150 N
|
4.
|
Jamal
|
200 N
|
5.
|
Zidan
|
260 N
|
Agar
lemari dapat didorong dengan usaha sebesar 7000 J dan berpindah sejauh 10 m,
maka orang yang dapat menolong Budi adalah ….
A.
Andi, Malik, dan Jamal C.
Edi, Jamal, dan Zidan
B.
Edi, Malik, dan Zidan D.
Edi, Zidan, dan Andi
3. Ari menaiki tangga yang memiliki 15 anak tangga. Setiap
anak tangga memiliki tinggi 25 cm. Massa Ari 40 kg. Jika waktu yang dibutuhkan
15 sekon, maka daya untuk menaiki tangga tersebut sebesar …. ( = 9,8 m/s2)
4. Gaya konstan sebesar 35 N dapat digunakan untuk menaikkan
sebuah peti setinggi 3 meter. Jika hal ini dilakukan menggunakan sebuah sistem
katrol diperlukan waktu selama 15 detik. Daya sistem katrol itu adalah ….
A. 7 watt B.
10,5 watt C. 70
watt D. 105 watt
5. Dua buah benda
didorong dengan gaya yang sama pada jarak tempuh yang sama pula, tetapi
menghasilkan daya yang berbeda karena ….
A. percepatannya
sama C.
diperlukan waktu yang berbeda
B. energi geraknya
tidak sama D.
gaya gesek permukaannya sama