Besar Usaha Yang Dilakukan Oleh F1 Dan F2 Adalah

Besar Usaha Yang Dilakukan Oleh F1 Dan F2 Adalah

Dalam fisika, usaha (W) dirumuskan dengan gaya (F) dikali perpindahan (s), atau W =
F .
s.

Halo adik-adik, materi kita kali ini akan membahas tentang satu rumus penting dalam
fisika, yaitu rumus usaha. Kalian ingat tidak, usaha termasuk ke dalam besaran apa? Yah benar, usaha adalah salah satu anggota dari besaran turunan.

Selain itu, kakak juga akan memperlihatkan bagaimana cara menggunakan rumus tersebut untuk menyelesaikan soal. Tenang aja, caranya tidak sulit amat kok, kakak jamin setelah membaca materi ini kalian pasti bisa.

Terkait dengan istilah “usaha” sendiri, kakak yakin kalian sering mendengarnya dalam kehidupan sehari-hari. Nah, ternyata di dalam ilmu fisika, istilah tersebut dibahas juga lho, bahkan menjadi salah satu besaran yang memiliki nilai dan satuan.

Baiklah, kakak mulai saja materinya…

Apa sih usaha itu? Jadi, usaha adalah hasil kali gaya yang bekerja pada suatu benda terhadap perpindahan yang disebabkannya.

Dari definisi di atas, maka syarat agar dikatakan terjadi usaha adalah benda yang diberikan gaya harus berpindah tempat. Jika benda diam maka tidak dikatakan melakukan usaha.

Contoh melakukan usaha adalah mendorong meja dan meja bergerak, melempar tas, mengangkat benda. Sedangkan, contoh tidak melakukan usaha adalah mendorong tembok, membawa barang tetapi barang diam di tempat.

Usaha bisa bernilai positif, bisa juga bernilai negatif. Usaha bernilai positif jika gaya yang diberikan pada benda searah dengan perpindahan benda. Usaha bernilai negatif saat gaya diberikan pada benda berlawanan dengan perpindahan benda.

Contoh, perhatikan gambar di atas terlihat beberapa gaya yang bekerja pada benda, yaitu gaya (F), gaya gesek (fs), gaya normal (N), dan gaya berat (w).

  • Usaha oleh gaya F bernilai positif, karena gaya dan perpindahan benda/arah gerak benda searah.
  • Usaha oleh gaya gesek (fs) bernilai negatif, karena gaya gesek dan perpindahan benda/arah gerak benda berlawanan arah
  • Usaha oleh gaya berat bernilai nol, karena gaya dan perpindahan benda/arah gerak benda tegak lurus.
Baca :   Contoh Soal Muai Luas

Bagaimana rumus usaha? Usaha adalah hasil perkalian dot sehingga usaha adalah besaran skalar. Rumus usaha jika gaya searah dengan gerak benda adalah:

W =
F . s

Keterangan:

  • W = Usaha (Joule)
  • F
    = Gaya yang searah dengan gerak benda (N)
  • s
    = Perpindahan (m)

Beberapa kemungkinan gaya penyebab terjadinya usaha adalah:

Gaya yang digunakan dalam usaha adalah gaya yang searah dengan gerak benda. Pada gambar di atas, gaya yang dimaksud adalah F cos θ, sehingga rumus usaha menjadi:

W = F cos θ . s

Jika ada dua gaya penyebab benda bergerak dan terjadi usaha, maka gaya yang digunakan adalah resultan gaya (ΣF). Sehingga, rumus usaha menjadi:

W =
ΣF
.
s

Resultan gaya (ΣF)
adalah gabungan dari beberapa gaya. Gabungan itu bisa berbentuk penjumlahan gaya dan bisa juga berbentuk selisih dari beberapa gaya, tergantung arah masing-masing gaya.
Contohnya, gambar di bawah ini:

Pada gambar di atas, terdapat dua buah gaya yang bekerja pada benda dengan arah searah gerak benda. Sehingga, resultan gayanya adalah
ΣF = F1 + F2.

W =
ΣF . s =
(
F1 + F2
) .
s

Namun, jika bentuknya seperti gambar di bawah ini:

Pada gambar di atas, gaya
F2
tidak searah dengan benda, sehingga resultan gayanya adalah
ΣF = F1 – F2.

W =
ΣF . s =
(
F1 – F2
) .
s

Usaha pada benda yang bersentuhan dengan bidang permukaan kasar, maka terdapat gaya tambahan yang ikut diperhitungkan, yaitu gaya gesek kinetis (fk). Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak. Perhatikan gambar berikut ini:

Maka, resultan gaya juga ikut memperhitungkan gaya gesek. Sehingga, rumus usaha menjadi:

W =
ΣF . s =
(
F – fk)

.
s =
(
F – μk.N)

.
s

Jika gaya yang membuat benda berpindah membentuk sudut, sehingga persamaan usaha menjadi:

W =
ΣF . s =
(

F cos θ – fk)
.
s =
(

F cos θ – μk.N)
.
s

Baca :   Senyawa Hidrokarbon Terbanyak Dalam Komponen Minyak Bumi Adalah

Keterangan:

  • W = Usaha (J)
  • μk
    = Koefisien gesek kinetis
  • F
    = Gaya (N)
  • s
    = Perpindahan (m)
  • fk
    = Gaya gesek kinetis (N)
  • θ = Sudut gaya dengan bidang horisontal
  • N =
    Gaya normal (N)

Nah, sekarang kita akan coba menggunakan rumus-rumus di atas ke dalam soal. Di bawah ini telah kakak siapkan beberapa soal:
Perhatikan gambar di bawah ini:

Sebuah balok dengan massa M berada pada bidang datar, balok tersebut ditarik oleh gaya sebesar 60 N ke kanan. Jika balok berpindah sejauh 100 cm, maka hitunglah usaha yang dilakukan gaya tersebut!
Diketahui:

  • F = 60 N
  • s = 100 cm = 1 m

Ditanyakan:
Penyelesaian: W = F . s     = 60 . 1     = 60 J. Perhatikan gambar di bawah ini!

Sebuah benda dengan massa 4 kg berada pada bidang datar. Benda tersebut ditarik oleh gaya 50 N yang membentuk sudut 600 terhadap bidang horizontal. Jika benda berpindah sejauh 4 m, maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut!
Diketahui:

  • m = 4 kg
  • F = 50 N
  • s = 4 m
  • θ = 600

Ditanyakan:
Penyelesaian:

W = F cos θ
.
s

= 50 cos (600)
.
4
= 50 (1/2)
.

4      = 100 J. Perhatikan gambar di bawah ini!

Sebuah balok terletak di atas bidang miring. Tiga gaya masing-masing bekerja pada balok, jika
F1
adalah gaya yang searah dengan bidang horizontal dengan besar 42 N,
F2
adalah gaya normal sebesar 20 N, dan
F3
adalah gaya yang paralel dengan bidang miring sebesar 34 N. Tentukanlah masing-masing usaha yang dikerjakan oleh ketiga gaya tersebut jika benda berpindah sejauh 0,8 m.
Usaha yang dikerjakan komponen gaya
F1
adalah:

W1 =
F1
Cos θ
.
s
= 42 Cos 300.
0,8

= 42 . (0,866)
.

0,8

= 29,0 J.

Karena tidak ada perpindahan pada komponen gaya F2, maka usaha pada komponen ini tidak ada,

W2 = 0

Baca :   Daftar Asam Kuat Dan Asam Lemah

Usaha yang dikerjakan komponen gaya F3 adalah:

W3 =
F3
.
s

= 34 . 0,8

= 27,2 J.

Perhatikan gambar di bawah ini!

Jika besar gaya luar F = 5 N, gaya normal sebesar 7 N, massa balok 1 kg, dan koefisien gesekan kinetis antara balok dan alasnya 0,2. Tentukanlah usaha pada balok jika berpindah sejauh 5 meter.
Diketahui:

  • m = 1 kg
  • F = 5 N
  • s = 5 m
  • N = 7 N
  • θ = 370

Ditanyakan:
Penyelesaian:

W =
ΣF . s

     =
(F cos θ – fk ).
s
     =
(F cos θ – μk.N)
.

s
= (5 cos (370) – 0,2
.
7)
.
5
= (5 . (0,8) – 1,4)
.
5      = 13 J.

Gimana adik-adik, udah paham kan
rumus usaha
di atas? Jika kalian rajin latihan, maka kalian pasti akan cepat menguasainya.

Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.

Referensi:

  • Ainiyah, Kurrotul. 2018. Bedah Fisika Dasar. Yogyakarta: Deepublish.
  • Kamajaya. 2007. Cerdas Belajar Fisika untuk Kelas XI SMA/MA Program IPA. Bandung: Grafindo.


Rumus Usaha dan Cara Menggunakannya (Soal)

2020-08-17T21:37:00-07:00 Rating:
4.5
Diposkan Oleh:

Afdan Fisika

Besar Usaha Yang Dilakukan Oleh F1 Dan F2 Adalah

Sumber: https://mempelajari.com/perhatikan-gambar-berikut-f-20n-f2-60-n-besar-usaha-yang-dilakukan-oleh-f1-dan-f2-adalah

Check Also

Contoh Soal Perkalian Vektor

Contoh Soal Perkalian Vektor. Web log Koma – Setelah mempelajari beberapa operasi hitung pada vektor …