Fisitama - Apa pengertian usaha dalam fisika? Apa yang dimaksud dengan usaha positif, usaha negatif, dan usaha nol? Dalam fisika, usaha bukanlah segala sesuatu yang dilakukan manusia untuk memperoleh sesuatu yang mereka inginkan melainkan sejumlah energi yang dibutuhkan untuk memindahkan suatu benda dari posisi awalnya. Secara matematis, usaha dapat didefenisikan sebagai hasil kali gaya dengan perpindahan. Berdasarkan arah gaya dan perpindahan benda, usaha dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu usaha positif, usaha negatif, dan usaha nol. Pada kesempatan ini fisitama akan memaparkan pengertian dari ketiga jenis usaha tersebut beserta ciri dan contohnya.
Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda dan menyebabkan benda tersebut berpindah dalam jarak tertentu, maka gaya tersebut dikatakan telah melakukan usaha. Dalam konsep usaha ini, yang perlu kita garisbawahi adalah gaya dan perpindahan benda.
Keterangan :
W = usaha yang dilakukan (Nm atau J)
F = gaya yang bekerja sejajar perpindahan (N)
s = perpindahan benda (m).
Perlu diingat bahwa sebuah gaya dikatakan melakukan usaha hanya jika gaya tersebut menyebabkan benda berpindah. Jika benda tetap diam selama gaya bekerja dan tidak mengalami perpindahan maka gaya tersebut tidak melakukan usaha.
Ketika seorang anak mendorong sebuah meja dan meja bergeser sejauh 0,2 meter maka anak tersebut sudah melakukan usaha. Sebaliknya, ketika seorang anak mendorong sebuah mobil selama berjam-jam namun mobil tidak bergeser sedikitpun, maka anak tersebut dikatakan tidak melakukan usaha.
Oleh karena itu, arah gaya dan perpindahan benda sangat mempengaruhi besar usaha yang dilakukan. Melalui arah gaya dan perpindahan benda, kita dapat menentukan gaya-gaya mana saja yang melakukan usaha.
1. Usaha positif
2. Usaha nol
3. Usaha negatif
#1 Usaha Positif
Usaha positif adalah usaha yang bernilai positif. Usaha ini dihasilkan oleh gaya yang bekerja searah dengan arah perpindahan benda. Dengan kata lain, gaya yang bekerja membentuk sudut 0o (sejajar) dengan arah perpindahan benda.
Misal sebuah gaya F bekerja pada sebuah benda dan menyebabkan benda berpindah sejauh s meter, maka gaya tersebut melakukan usaha positif yang besarnya:
⇒ W = F . s
Usaha positif sangat mudah untuk dikenali. Kita hanya perlu memperhatikan apakah arah gaya searah atau tidak dengan perpindahan benda. Jika arah gaya dan arah perpindahan searah, maka usaha yang dilakukan adalah usaha positif.
Salah satu contoh paling sederhana untuk usaha positif adalah seorang anak yang mendorong sebuah meja ke kanan dan meja bergeser sejauh s meter ke kanan. Contoh lain, usaha positif dilakukan oleh mesin mobil yang menggerakkan mobil dan menyebabkan mobil mengalami perpindahan.
#2 Usaha Nol
Usaha nol adalah usaha yang bernilai sama dengan nol. Usaha nol dilakukan oleh gaya yang tegak lurus dengan perpindahan benda. Dengan kata lain, gaya yang bekerja membentuk sudut 90o terhadap perpindahan benda.
Karena bernilai nol, maka gaya tersebut dikatakan tidak melakukan usaha meskipun benda mengalami perpindahan. Itu artinya, perpindahan benda disebabkan oleh gaya lain yang juga bekerja pada benda tersebut.
Ketika seorang murid mengangkat dan membawa buku di tangannya dan bergerak sejauh s meter, maka murid tersebut melakukan usaha nol sebab gaya yang dilakukan oleh tangan tegak lurus terhadap arah perpindahan buku.
Contoh lain, ketika sebuah buku didorong ke arah kanan dan menyebabkan buku berpindah ke arah kanan, maka pada buku juga bekerja sebuah gaya yang arahnya ke bawah menuju pusat bumi yaitu gaya berat. Usaha yang dilakukan oleh gaya berat dalam kasus ini adalah usaha nol.
Selain karena arah gayanya yang tegak lurus, usaha nol juga bisa terjadi jika benda yang dikenai gaya tidak mengalami perpindahan sama sekali. Karena perpindahannya sama dengan nol, maka usahanya juga bernilai nol.
⇒ W = F . s
⇒ W = F . 0
⇒ W = 0
Dari perhitungan di atas dapat kita lihat bahwa perpindahan benda memegang peranan penting dalam hal usaha. Sebesar aapun gaya yang diberikan, jika benda tidak berpindah sama sekali maka usaha akan sama dengan nol atau tidak melakukan usaha sama sekali.
#3 Usaha negatif
Usaha negatif adalah usaha yang bernilai negatif. Usaha ini dilakukan oleh gaya yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan benda. Dengan kata lain, gaya yang bekerja membentuk sudut 180o dengan perpindahan benda.
Misal sebuah gaya bekerja pada sebuah benda ke arah kiri namun benda mengalami perpindahan ke arah kanan. Dalam hal ini, usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut akan bernilai negatif sebab arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan.
⇒ W = -F . s
Ketika seorang murid mengangkat benda secara vertikal ke atas, maka gaya yang dilakukan oleh tangan murid tersebut akan melakukan usaha positif, sebaliknya gaya berat (gaya gravitasi) melakukan usaha negatif sebab gaya berat arahnya ke bawah sedangkan benda berpindah ke atas.
Hal yang sama juga terjadi pada gaya gesekan. Gaya gesekan yang terjadi saat benda bergerak arahnya berlawanan dengan arah perpindahan benda sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan juga bernilai negatif.
Contoh lain untuk usaha negatif yang paling umum adalah usaha yang dilakukan oleh rem mobil saat menghentikan mobil. Mesin rem bekerja untuk menghambat laju mobil dengan arah yang berlawanan dengan perpindahan mobil sehingga usaha yang dilakukan oleh rem mobil bernilai negatif.
A. Pengertian Usaha
Usaha adalah besar energi yang disalurkan oleh sebuah gaya kepada sebuah benda sehingga benda tersebut mengalami perpindahan. Besar usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya berbanding lurus dengan hasil kali gaya dengan perpindahan benda.Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda dan menyebabkan benda tersebut berpindah dalam jarak tertentu, maka gaya tersebut dikatakan telah melakukan usaha. Dalam konsep usaha ini, yang perlu kita garisbawahi adalah gaya dan perpindahan benda.
| W = F . s |
Keterangan :
W = usaha yang dilakukan (Nm atau J)
F = gaya yang bekerja sejajar perpindahan (N)
s = perpindahan benda (m).
Perlu diingat bahwa sebuah gaya dikatakan melakukan usaha hanya jika gaya tersebut menyebabkan benda berpindah. Jika benda tetap diam selama gaya bekerja dan tidak mengalami perpindahan maka gaya tersebut tidak melakukan usaha.
Ketika seorang anak mendorong sebuah meja dan meja bergeser sejauh 0,2 meter maka anak tersebut sudah melakukan usaha. Sebaliknya, ketika seorang anak mendorong sebuah mobil selama berjam-jam namun mobil tidak bergeser sedikitpun, maka anak tersebut dikatakan tidak melakukan usaha.
Oleh karena itu, arah gaya dan perpindahan benda sangat mempengaruhi besar usaha yang dilakukan. Melalui arah gaya dan perpindahan benda, kita dapat menentukan gaya-gaya mana saja yang melakukan usaha.
B. Macam-macam Usaha dalam Fisika
Jika dilihat berdasarkan arah gaya atau besar sudut yang dibentuk oleh gaya dan perpindahan benda, maka usaha dapat dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu:1. Usaha positif
2. Usaha nol
3. Usaha negatif
#1 Usaha Positif
Usaha positif adalah usaha yang bernilai positif. Usaha ini dihasilkan oleh gaya yang bekerja searah dengan arah perpindahan benda. Dengan kata lain, gaya yang bekerja membentuk sudut 0o (sejajar) dengan arah perpindahan benda.
Misal sebuah gaya F bekerja pada sebuah benda dan menyebabkan benda berpindah sejauh s meter, maka gaya tersebut melakukan usaha positif yang besarnya:
⇒ W = F . s
Usaha positif sangat mudah untuk dikenali. Kita hanya perlu memperhatikan apakah arah gaya searah atau tidak dengan perpindahan benda. Jika arah gaya dan arah perpindahan searah, maka usaha yang dilakukan adalah usaha positif.
Salah satu contoh paling sederhana untuk usaha positif adalah seorang anak yang mendorong sebuah meja ke kanan dan meja bergeser sejauh s meter ke kanan. Contoh lain, usaha positif dilakukan oleh mesin mobil yang menggerakkan mobil dan menyebabkan mobil mengalami perpindahan.
Usaha nol adalah usaha yang bernilai sama dengan nol. Usaha nol dilakukan oleh gaya yang tegak lurus dengan perpindahan benda. Dengan kata lain, gaya yang bekerja membentuk sudut 90o terhadap perpindahan benda.
Karena bernilai nol, maka gaya tersebut dikatakan tidak melakukan usaha meskipun benda mengalami perpindahan. Itu artinya, perpindahan benda disebabkan oleh gaya lain yang juga bekerja pada benda tersebut.
Ketika seorang murid mengangkat dan membawa buku di tangannya dan bergerak sejauh s meter, maka murid tersebut melakukan usaha nol sebab gaya yang dilakukan oleh tangan tegak lurus terhadap arah perpindahan buku.
Contoh lain, ketika sebuah buku didorong ke arah kanan dan menyebabkan buku berpindah ke arah kanan, maka pada buku juga bekerja sebuah gaya yang arahnya ke bawah menuju pusat bumi yaitu gaya berat. Usaha yang dilakukan oleh gaya berat dalam kasus ini adalah usaha nol.
Selain karena arah gayanya yang tegak lurus, usaha nol juga bisa terjadi jika benda yang dikenai gaya tidak mengalami perpindahan sama sekali. Karena perpindahannya sama dengan nol, maka usahanya juga bernilai nol.
⇒ W = F . s
⇒ W = F . 0
⇒ W = 0
Dari perhitungan di atas dapat kita lihat bahwa perpindahan benda memegang peranan penting dalam hal usaha. Sebesar aapun gaya yang diberikan, jika benda tidak berpindah sama sekali maka usaha akan sama dengan nol atau tidak melakukan usaha sama sekali.
Usaha negatif adalah usaha yang bernilai negatif. Usaha ini dilakukan oleh gaya yang arahnya berlawanan dengan arah perpindahan benda. Dengan kata lain, gaya yang bekerja membentuk sudut 180o dengan perpindahan benda.
Misal sebuah gaya bekerja pada sebuah benda ke arah kiri namun benda mengalami perpindahan ke arah kanan. Dalam hal ini, usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut akan bernilai negatif sebab arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan.
⇒ W = -F . s
Ketika seorang murid mengangkat benda secara vertikal ke atas, maka gaya yang dilakukan oleh tangan murid tersebut akan melakukan usaha positif, sebaliknya gaya berat (gaya gravitasi) melakukan usaha negatif sebab gaya berat arahnya ke bawah sedangkan benda berpindah ke atas.
Hal yang sama juga terjadi pada gaya gesekan. Gaya gesekan yang terjadi saat benda bergerak arahnya berlawanan dengan arah perpindahan benda sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya gesekan juga bernilai negatif.
Contoh lain untuk usaha negatif yang paling umum adalah usaha yang dilakukan oleh rem mobil saat menghentikan mobil. Mesin rem bekerja untuk menghambat laju mobil dengan arah yang berlawanan dengan perpindahan mobil sehingga usaha yang dilakukan oleh rem mobil bernilai negatif.
0 comments :
Post a Comment