Tujuan Pembelajaran:
- Memahami konsep usaha
Pengertian Usaha
Usaha adalah suatu kegiatan untuk mencapai kegiatan tertentu. Untuk mengetahui berapa besarnya usaha, maka perlu adanya bantuan rumus. Besarnya rumus usaha yaitu:W = F x s
dimana:
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Contoh Soal Materi Usaha
1. Dalam kegiatan beres-beres kelas, Dito telah berhasil menggeser sebuah lemari sejauh 5 m dibantu dua orang temannya, Budi dan Arto. Jika gaya yang diberikan Dito adalah 10 N, Budi sebesar 20 N, dan Arto sebesar 15N, berapakah besar usaha yang telah mereka lakukan?
Penyelesaian:
Diketahui : s = 5 m ; F1 = 10 N ; F2 = 20 N ; F3 = 15 N.
Ditanya : W ?
Jawab:
Usaha dikerjakan oleh tiga orang, maka:
ΣF = F1 + F2 + F3 = (10 + 20 + 15) N = 45 N
sehingga W = ΣFs = 45 N ⋅ 5 m = 225 N/m = 225 J
Jadi, usaha yang dilakukan oleh Dito, Budi, dan Arto untuk menggeser meja adalah sebesar 225 N.
2. Handoko mendorong meja dengan gaya 90 N sehingga meja berpindah sejauh 4 m. Berapa usaha yang dilakukan Handoko?
Diketahui: F = 90 N; s = 4 m
Ditanya: W = …?
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Contoh Soal Materi Usaha
1. Dalam kegiatan beres-beres kelas, Dito telah berhasil menggeser sebuah lemari sejauh 5 m dibantu dua orang temannya, Budi dan Arto. Jika gaya yang diberikan Dito adalah 10 N, Budi sebesar 20 N, dan Arto sebesar 15N, berapakah besar usaha yang telah mereka lakukan?
Penyelesaian:
Diketahui : s = 5 m ; F1 = 10 N ; F2 = 20 N ; F3 = 15 N.
Ditanya : W ?
Jawab:
Usaha dikerjakan oleh tiga orang, maka:
ΣF = F1 + F2 + F3 = (10 + 20 + 15) N = 45 N
sehingga W = ΣFs = 45 N ⋅ 5 m = 225 N/m = 225 J
Jadi, usaha yang dilakukan oleh Dito, Budi, dan Arto untuk menggeser meja adalah sebesar 225 N.
2. Handoko mendorong meja dengan gaya 90 N sehingga meja berpindah sejauh 4 m. Berapa usaha yang dilakukan Handoko?
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 Handoko sebesar 360 Joule.
3. Seseorang mendorong benda dengan gaya sebesar 450 N. Apabila benda tersebut bergeser sejauh 20 meter, maka berapa besarnya usaha yang dilakukan?
W = ?
F = 450 N
s = 20 m
Jawab:
W = F x s
W = 450 x 20
W = 9.000 J
A. Usaha Positif
Pengertian usaha positif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak searah dengan gaya.
W = F x s
Untuk contoh gambar usaha positif adalah sebagai berikut:
W = F s
= 90 N ×4 m
= 360 Nm = 360 Joule
Jadi, usaha yang dilakukan Handoko sebesar 360 Joule.
3. Seseorang mendorong benda dengan gaya sebesar 450 N. Apabila benda tersebut bergeser sejauh 20 meter, maka berapa besarnya usaha yang dilakukan?
W = ?
F = 450 N
s = 20 m
Jawab:
W = F x s
W = 450 x 20
W = 9.000 J
Jenis- jenis Usaha
A. Usaha Positif
Pengertian usaha positif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak searah dengan gaya.
W = F x s
Untuk contoh gambar usaha positif adalah sebagai berikut:
Contoh Usaha Positif
B. Usaha Negatif
Pengertian Usaha Negatif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak berlawanan dengan arah gaya tersebut.
W = -F x s
Untuk contoh gambar usaha negatif adalah sebagai berikut:
Keterangan = fg adalah gaya gesekan
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek (fg) pada suatu benda disebut sebagai usaha negatif.
C. Usaha Nol
Pengertian usaha nol adalah usaha yang terjadi apabila arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan. Besarnya usaha yang dilakukan adalah nol.
W = 0
Sebagai contoh adalah seseorang membawa benda dengan menggunakan tangan, ini berarti bahwa arah gaya untuk menahan benda adalah ke atas, kemudian orang tersebut berjalan ke depan berarti arah gaya adalah tegak lurus arah gerak.
D. Usaha oleh Beberapa Gaya
Pengertian dari usaha ini adalah suatu usaha yang dilakukan beberapa gaya sehingga benda akan berpindah sejauh s sama dengan jumlah usaha oleh tiap-tiap gaya.
Rumus :
W = (F-fg).s
Usaha sebesar 1 Joule dilakukan apabila gaya sebesar 1 Newton memindahkan benda sejauh 1 meter.
Satuan usaha adalah Joule atau erg. Satu Joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk menimbulkan perpindahan 1 meter. Jadi, 1 J = 1 N * 1 m = 1 Nm.
Satu erg adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 dyne untuk menimbulkan perpindahan 1 cm. Jadi, 1 erg = 1 dyne * 1 cm = 1 dn cm. Berapa ergkah 1 Joule itu?
Tabel Sistem Satuan Usaha
Tabel Sistem Satuan Usaha
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek (fg) pada suatu benda disebut sebagai usaha negatif.
C. Usaha Nol
Pengertian usaha nol adalah usaha yang terjadi apabila arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan. Besarnya usaha yang dilakukan adalah nol.
W = 0
Sebagai contoh adalah seseorang membawa benda dengan menggunakan tangan, ini berarti bahwa arah gaya untuk menahan benda adalah ke atas, kemudian orang tersebut berjalan ke depan berarti arah gaya adalah tegak lurus arah gerak.
D. Usaha oleh Beberapa Gaya
Pengertian dari usaha ini adalah suatu usaha yang dilakukan beberapa gaya sehingga benda akan berpindah sejauh s sama dengan jumlah usaha oleh tiap-tiap gaya.
Rumus :
W = (F-fg).s
Usaha sebesar 1 Joule dilakukan apabila gaya sebesar 1 Newton memindahkan benda sejauh 1 meter.
Satuan usaha adalah Joule atau erg. Satu Joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk menimbulkan perpindahan 1 meter. Jadi, 1 J = 1 N * 1 m = 1 Nm.
Satu erg adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 dyne untuk menimbulkan perpindahan 1 cm. Jadi, 1 erg = 1 dyne * 1 cm = 1 dn cm. Berapa ergkah 1 Joule itu?
Tabel Sistem Satuan Usaha
Tabel Sistem Satuan Usaha
Sumber Materi:
- https://www.aanwijzing.com/2016/06/pengertian-usaha-dan-energi-fisika-smp-mts-kelas-viii.html
- https://fisikazone.com/usaha-kelas-8/
Tags
IPA Terpadu 8