Rumus Usaha dalam Fisika

Rumus Usaha dalam Fisika

Rumus Usaha Fisika – Apa itu usaha? dalam bahasa sehari-hari kita bisa mengatakan usaha sebagai kegiatan  mengerahkan tenaga, pikiran, atau badan untuk mencapai suatu tujuan. Dalam fisika, usaha termasuk besaran skalar yang berarti hanya mempunyai besar dan tidak mempunyai arah.  Usaha didefinisikan sebagai besarnya gaya yang dikenakan pada suatu benda sehingga benda tersebut mengalami perubahan posisi. Jadi rumus usaha bisa ditulis

Usaha = Gaya x Perpindahan

W = F.s
W = m.a.s

W = Usaha (Joule)
F = Gaya (N)
s = Perpindahan (m)
m = Masa (kg)
a = Percepatan (m/s2)

Jembatan Keledainya, Rumus usaha sama dengan “mas”

Contoh Soal Sederhana
Berapakah usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah batu seberat 100 kg sejauh 2 m?

Nitrogen

Jawab

W = F.s = m.a.s = 100 x 9,8 x 2 = 1960 Joule

dalam SI, usaha diukur dalam N.m. Nama khusus untuk satuan usaha ini adalah  joule  (J). 1 J = 1 N.m. Dalam sistem cgs, usaha diukur dalam satuan erg, dan 1 erg = 1 dyne.cm.

Rumus Usaha Oleh Gaya Yang Membentuk Sudut

Gaya merupakan besaran yang mempunyai arah sehingga mengalami pergerakan. Misal contoh batu di atas, anda bisa saja memberikan gaya yang tak sejajar dengan gerak perpindahan batu. Bisa aga miring ke atas atau kebawah. Rumus Usaha W = F.s itu hanya berlaku jika gaya yang berkerja segaris dan searah dengan perpindahan. Jika gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap perpindahan maka persamaan tersebut tidak dapat digunakan. Akan dapat digunakan jika kita menambahkan cos θ dalam persamaan tersebut.

W = Fcos θ . s

θ adalah besar sudut antara gaya terhadap arah perpindahan.

Contoh Soal

Sebuah peti bermassa 50 kg ditarik sepanjang lantai datar dengan gaya 100 N, yang dikerahkan membentuk sudut 37o. Lantai kasar, dan gaya gesek yang terjadi Fges = 50 N. Hitunglah usaha yang dilakukan masing-masing gaya yang bekerja pada peti, dan usaha yang dilakukan gaya total pada  peti itu.

Jawab

Dengan menggunakan rumus usaha di awal tadi maka usaha dari gaya orang dan gesek dapat dihitung

Wfo    = Fo. cos θ . S  = 100 cos 37 40 = 100. 0,8 . 40 = 3.200 joule
Wges = Fges . s = 50 . 40 = 2.000 joule
Gaya total yang bekerja adalah 3.200 – 2.000 = 1.200 Joule

Usaha Yang Bernilai Nol

Gaya yang dikerahkan kepada sebuah benda belum tentu menghasilkan usaha. Sebagai contoh, jika Sobat mendorong tembok, Anda tidak melakukan usaha terhadap tembok tersebut. Anda mungkin menjadi lelah (karena membebaskan energi melalui otot), namun karena tembok tidak bergerak ( s = 0), maka jika dimasukkan ke dalam rumus usaha W = F.s, maka akan menghasilkan usaha 0. Ada juga kasus usaha bernilai nol yaitu jika anda melakukan mengangkat batu dengan memondongnya secara vertikal ke atas dan anda berjalan secara horisontal. Ini dikatakan usahanya bernilai nol. Loh ko bisa? Iya, karena nilai θ sama dengan 90 maka jika dimasukkan ke rumus usaha W = Fcos θ . s berapa jauh anda berpindah karena cos 90 sama dengan 0 (nol).