USAHA

Dalam fisika, usaha berkaitan dengan suatu perubahan.  Seperti yang diketahui bahwa gaya dapat menghasilkan perubahan.  Apabila gaya bekerja pada benda yang diam, benda tersebut bisa berubah posisinya.  Sedangkan bila gaya bekerja pada benda yang bergerak, benda tersebut bisa berubah kecepatannya.  Kita akan mendefinisikan usaha usaha yang berkaitan dengan gaya dan perpindahan.  Untuk memindahkan massa yang lebih besar diperlukan usaha yang lebih besar.  Demikian pula untuk memindahkan benda pada jarak yang lebih jauh juga diperlukan usaha yang lebih besar.  Berdasarkan kenyataan ini, usaha didefinisikan sebagai berikut:

Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya adalah hasil kali antara komponen gaya yang segaris dengan pepindahan dengan besarnya perpindahan.

Misalnya suatu gaya konstan F yang bekerja pada suatu benda menyebabkan benda berpindah sejauh s dan tidak searah dengan arah gaya F seperti pada gambar 1.  Komponen gaya F yang segaris dengan perpindahan adalah

W =  Fx = (F cos α) s = Fs cos α……………..(1)

dengan

W        : usaha (J)

F          : gaya (N)

S          : perpindahan (m)

α          : sudut antara F dan s (0)

Berdasarkan Persamaan (1) di atas, kita dapat menyatakan empat keadaan istimewa mengenai usaha yang dilakukan oleh suatu gaya, yaitu:

1)      Gaya Searah Perpindahan (α = 00)

Karena cos 00 = 1, maka W = Fs

2)      Gaya Tegak Lurus Perpindahan (α = 900)

Karena cos 900 = 1, maka W = 0

3)      Gaya Berlawanan Arah dengan Perpindahan  (α = 1800)

Karena  cos 1800 = -1, maka W = – Fs

4)      Perpindahan Sama dengan Nol atau Benda Tetap Diam (s = 0)

Karena s = 0, maka W = 0

Usaha oleh Beberapa Gaya.    

a.  Masing-Masing Gaya Bekerja pada Perpindahan yang Berbeda

Mengingat bahwa usaha adalah besaran skalar, maka usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda dapat dihiutung sebagai hasil penjumlahan aljabar dari usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya secara individual,

Sebagai contoh, perhatikan usaha yang dilakukan oleh beberapa gayaberikut!

b.      Masing-Masing Gaya Bekerja Serentak pada Perpindahan yang Sama

Usaha total yang dilakukan oleh beberapagayayang bekerja serentak dapat dihitung sebagai hasil kali resultan komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dan besarnya perpindahan.

Sebagai contoh, perhatikan usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya berikut!

Menentukan Besar usaha dari grafik F-s

Apabila grafik antara gayadan perpindahan (grafik F-s) diketahui, maka usaha yang dilakukan oleh gaya selama perpindahan sama dengan luas daerah yang dibatasi oleh grafik dan sumbu s.  usaha bernilai positif jika luas daerah berada di atas sumbu s, sedangkan usaha bernilai negative jika luas daerah berada di bawah sumbu s.  Sebagai contoh, perhatikan grafik di bawah!  Usaha yang dilakukan sama dengan luas trapezium I dikurangi luas segitiga II

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s