Pemahaman Usaha Dan Pola Soal Perjuangan Fisika Smp

Serba definisi kali ini akan menengahkan topik Usaha yang sering kita pelajari dalam pelajaran fisika smp.

Kata-kata Usaha telah tidak gila lagi bagi kita dalam kehidupan sehari-hari. Pastinya diantara kita semua pernah mendengar usaha seperti dalam kalimat ” Untuk mencapai sesuatu kita mesti melaksanakan sebuah usaha”. Nah itu kata usaha dalam sebuah kalimat, lalu sesungguhnya apa sich Usaha tersebut ?. Dalam pembahasan dengan tema Usaha, apalagi dahulu kita akan memahami apa definisi perjuangan dalam ilmu fisika. Kemudian kita juga akan mempelajari jenis-jenis usaha, kemudian dilanjutkan dengan teladan-acuan soal usaha yang diikuti dengan pembahasan.

Apa itu Usaha

Pada bidang ilmu fiisika, Usaha ialah hasil kali antara besarnya gaya yang diberikan pada suatu benda sejajar dengan arah perpindahan benda tersebut.

Secara matematis, ditulis dengan rumus selaku berikut :
W = F cos θ S

Usaha termasuk besaran skalar karena tidak memiliki arah dan cuma mempunyai besar. Dalam fisika, Usaha dibilang bernilai bila perjuangan yang dilakukan menghasilkan perubahan kedudukan.

Satuan Usaha

Satuan usaha yang dinyatakan dalam sistem mks yaitu Nm atau Joule,dimana 1 J = 1 Nm = 1kg m2/s2. Sedangkan dalam sistem cgs, satuannya erg dimana 1 erg = 1 dyne.cm.

Usaha Positif

Seperti yang diutarakan diatas, bahwa perjuangan tidak mempunyai arah, tetapi gaya yang dilaksanakan bisa saja berlainan arahnya ataupun searah dengan arah perpindahan.
Sebuah benda dikatakan melaksanakan Usaha Positif jikalau seandainya gaya yang mengakibatkan benda tersebut berpindah searah dengan arah perpindahan ataupun membentuk sudut 0˚.
Bagi gaya yang searah, maka rumus usaha ialah :
W = F.s cos θ W = F.s cos 0˚ W = F.s (1) W = F.s
Contoh usaha konkret :
  • Seseorang mendorong meja ke kanan dan meja bergerser ke kanan
  • Usaha mengangkat kotak ke atas
  • Usaha yang disebabkan oleh mesin kendaraan beroda empat sehingga kendaraan beroda empat bergerak atau mengalami perpindahan
  • Usaha yang dikerjakan gaya berat pada gerak jatuh bebas.
  • Usaha yang dilakukan seseorang dalam memanjat pohon sehingga dia berada pada ketinggian tertntu

Usaha Negatif

Usaha negatif ialah gaya yang arahnya bertentangan dengan arah perpindahan benda atau mampu juga dibilang gaya yang bekerja membentuk suduh 180˚ dengan perpindahan benda.

Secara matematis, usaha negatif ditulis :

W = F.s cos θ W = F.s cos 180˚ W = F.s (-1) W = -F.s

Contoh Usaha Negatif :

  • Usaha oleh gaya ukiran
    Gaya gesek menjadikan laju perpindahan benda menyusut dan gaya gesek berlawanan dengan arah perpindahan benda. Sehingga gaya gesek ini bernilai negatif.
  • Usaha yang ditimbulkan oleh rem mobil untuk menghentikan mobil Rem berfungsi untuk menghalangi laju mobil dengan arah yang berlawanan kepada perpindahan mobil. Kaprikornus usaha dari rem mobil bernilai negatif.
  • Usaha oleh gaya berat pada gerak vertikal ke atas

Usaha Nol

Sebuah perjuangan dibilang bernilai Nol, jikalau dijalankan oleh gaya yang tegak lurus kepada perpindahan benda tersebut (membentuk sudut 90˚) ataupun usaha yang dilaksanakan sebuah gaya tidak menciptakan perpindahan.

Secara matematis, Usaha bernilai Nol mampu ditulis selaku berikut:

W = F.s cos θ W = F.s cos 90˚ W = F.s (0) W = 0

Contoh Usaha bernilai Nol: 

  • Usaha mendorong meja, tetapi meja tidak bergeser sama sekali.
  • Usaha oleh gaya wajar pada perpindahan di bidang datar, alasannya gayanya tegak lurus kepada perpindahan benda tersebut.

Contoh Soal Usaha

1. Sebuah meja didorong oleh gaya horizontal sebesar 55 Newton. Sehingga meja tersebut bergeser sejauh 4 meter. Berapa usaha yang dikerjakan kepada meja tersebut ?

Pembahasan:
Diketahui : F = 55N
                   S = 4 m
Ditanya    : W..?

Jawab:
W = F . S
W =  55 x 4
W = 220 Joule

2. Sebuah peti mempunyai massa 4 kg berada pada bidang datar. Benda tersebut ditarik oleh gaya 40 N yang membentuk sudut 60˚ terhadap bidang horizontal (amati gambar). Jika peti tersebut berpindah sejauh 4 m. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut ?

Pembahasan

Diketahui :  m =  4kg
                    F  =  40 N
                    α  =  60˚
                    S  =  4m
Ditanya    : W..?

Jawab:
W =  F . cos α . S
W =  40 . cos 60˚. 4
W =  40. 4. cos 60˚
W =  40. 4. (1/2)
W =  80 Joule

3. Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Berapa meterkah perpindahan balok tersebut jika perjuangan yang dilaksanakan oleh gaya kepada balok sebesar 680 Joule ?.

Pembahasan:
Diketahui : F  =  40 N
                   W =  680 Joule
Ditanya    : S..?

Jawab:
W = F . S
S= W F
S= 680 40
S = 17 m

4. Sebuah mobil sedang melaju dengan kecepatan permulaan v. Jika pada jarak 10 m di depan kendaraan beroda empat terdapat lampu merah, hitunglah perjuangan yang dilakukan oleh rem mobil untuk menghentikan mobil. Gaya pengereman yang diperlukan yakni 120 N.

Pembahasan
Diketahui :  S =  10 m
                    F  =  120 N
                    α  =  180˚, alasannya adalah rem mobil berlawanan arah perpindahan/laju kendaraan beroda empat.
                 
Ditanya    : W..?

Jawab:
W =  F . cos α . S
W =  120 . cos 180˚. 10
W =  120. 10. cos 180˚
W =  120. 10. (-1)
W =  -1200 Joule