usaha

A. USAHA
Kata “usaha” atau “kerja” memiliki berbagai arti dalam percakapan sehari-hari. Namun dalam fisika, usaha memiliki arti khusus, untuk memaparkan bagaimana dikerahkannya gaya pada benda, hingga benda berpindah

Gambar 1. Seseorang menarik peti di lantai. Usaha yang dilakukan oleh gaya F adalah W








Usaha yang dilakukan pada sebuah benda oleh gaya tetap F, (baik besar maupun arahnya) didefinisikan sebagai hasil kali besar perpindahan s dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan itu.
dinyatakan dengan persamaan:




dimana:
W = Usaha (Joule=Nm)
F = Gaya (N)
s = perpindahan (m)
Satuan Usaha:
Satuan usaha =satuan gaya x satuan perpindahan
= N x m =Nm
1 joule = 1 Nm = 1 Kg m2/s2
1 erg = 10-7 J
1 ft = 1,355 J
1 kal = 4,2 J

Beberapa keadaan istimewa untuk usaha:
1. Ө = 00, artinya arah komponen gaya berhimpit dengan perpindahan benda (F mendatar) sehingga usaha yang dilakukan menjadi:

2. Ө = 900, artinya arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan sehingga usaha yang dilakukan menjadi:

3. Ө = 1800, artinya arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan sehingga usaha yang dihasilkan adalah:

4. s = nol, artinya tidak ada perpindahan. Jika usaha yang dilakukan tidak membuat benda berpindah maka W=nol, atau dikatakan usahanya sia-sia.
Contoh Soal:
1. Seorang tukang gerobak memberi gaya sebesar 10 N disepanjang lintasan lurus sejauh 10 m. hitung berapa usaha yang dilakukan oleh tukang gerobak?
solusi:
Gaya 10 N (=10 J/m) artinya dibutuhkan usaha sebesar 10 J untuk memindahkan benda sejauh 1 m.
karena benda berpindah sejauh 10 m maka usahanya adalah 10 x 10 = 100 joule.
2. Sebuah benda yang terletak di lantai licin. Ditarik oleh dua buah gaya masing-masing F1=5 N dan F2= 4 N. kedua buah gaya tersebut berturut-turut membentuk sudut tetap terhadap lantai θ=300 dan θ=450. Bila benda berpindah sejauh 10 m, berapakah usaha yang dilakukan oleh kedua gaya tersebut?
Solusi:
F1=5 N dengan sudut θ=300
F2= 4 N dengan sudut θ=450



Karena usaha adalah besaran scalar , maka usaha total yang dilakukan oleh kedua gaya tersebut adalah jumlah aljabar dari usaha-usaha yang dilakukan oleh setiap gaya.