usaha





1.
2.
3.
Pengertian
Dalam fisika usaha diartikan sebagai gaya yang
bekerja pada suatu benda sehingga benda itu
mengalami perpindahan
Secara matematis, usaha di definisikan sebagai hasil
kali komponen gaya searah perpindahan dengan besar
perpindahan
Sifat-sifat usaha
Usaha Bernilai Positif jika gaya menyebabkan
perpindaahan benda searah
Usaha bernilai negatif jika gaya menyebabkan
perpindahan benda berlawanan arah dengan gaya.
Usaha Bernilai nol (0) jika gaya tidak menyebabkan
benda berpindah atau perpindahan benda tegak
lurus dengan gaya .
 Usaha
dirumuskan sebagai berikut
W = F.s
W = usaha yang dilakukan paa benda (N/m)F
F = gaya yang searah dengan perpindahan (N)
S = perpindahan benda (m)
Contoh soal
Sebuah benda yang beratnya 10 N berada
pada bidang datar. Pada benda tersebut
bekerja sebuah gaya mendatar sebesar 20 N
sehingga benda berpindah sejauh 50 cm.
Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya
tersebut?
Pembahasan
W = 10 N,
F = 20 N, dan
s = 50 cm.
W = Fs
W = (20 N)(0,5 m) = 10 joule
 Jika
gaya yang bekerja membentuk sudut terhadap
perpindahan, maka
W = F s cos θ
Contoh soal
Sebuah balok ditarik gaya F = 120 N yang
membentuk sudut 37o terhadap arah horizontal
seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini. Jika
balok bergeser sejauh 10 m, tentukan usaha yang
dilakukan pada balok!
Pembahasan
F = 120 N
Θ = 37o
W
W
W
W
s = 10 m
= F s cos θ
= (120) (10) cos 37o
= (120) (10) (4/5)
= 960 joule
 jika
dihubungkan dengan energi maka Usaha
dapat didefinisikan sebagai Besarnya
perubahan energi yang digunakan, sehingga
selain persamaan diatas Usaha juga dapat
dirumuskan :
W = ΔE
Sehingga di dapat hubungan antara usaha dan
energi


Hubungan usaha dan energi
Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak
horisontal menyebabkan perubahan energi kinetik. Dengan
demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik
benda. Secara matematis ditulis sebagai berikut.
W = Δ Ek
W = Ek2 – Ek1
W = ½ m (v22 – v12)
dengan:
W = usaha (J)
Δ Ek = perubahan energi kinetik (J)
Ek2 = energi kinetik akhir (J)
Ek1 = energi kinetik awal (J)
Soal
Balok bermassa 2 kg berada di atas
permukaan yang licin dipercepat dari kondisi
diam hingga bergerak dengan percepatan 2
m/s2.
Pembahasan
Vt = Vo + at
Vt = 0 + (2) (5)
W = Δ Ek = ½ m (v22 – v12)
W = ½ (2) (102 – 02)
W = 100 joule
Usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi bumi (benda
yang bergerak vertikal) sama dengan perubahan
energi potensial gravitasi. Secara matematis ditulis
sebagai berikut.
W = Δ Ep
W = Ep2 – Ep1
W = m g (h2 – h1)
dengan:
W = usaha (J)
ΔEp = perubahan energi potensial (J)
Ep1 = energi potensial awal (J)
Ep2 = energi potensial akhir (J)

Soal
Sebuah benda massanya 2 kg jatuh bebas
dari puncak gedung bertingkat yang tingginya
100 m. Apabila gesekan dengan udara
diabaikan dan g = 10 m s–2 maka usaha yg
dilakukan oleh gaya berat sampai pada
ketinggian 20 m dari tanah adalah.....
Pembahasan
Usaha, perubahan energi potensial gravitasi:
W = mgΔ h
W = 2 x 10 x (100 − 20)
W = 1600 joule