190
Mari BIAS 2 S Gambar 14.10
F
C. USAHA
Pernahkah kamu memerhatikan tukang becak yang berusaha mengayuh becaknya sekuat tenaga? Kira-kira seberapa jauhkah
tukang becak itu mampu mengayuh becaknya? Ketika tukang becak mengayuh becaknya, becak berpindah dari posisi semula. Gaya
untuk mengayuh becak tersebut adalah gaya otot sehingga dapat dikatakan tukang becak melakukan usaha.
Apabila gaya otot untuk mengayuh tadi F sehingga becak berpindah s, maka besarnya usaha adalah hasil gaya F dengan
jarak perpindahan s. Secara matematis usaha dapat dirumuskan: W = F s
Ketika tukang becak terus-menerus mengayuh becaknya, maka lama-kelamaan akan merasa lelah. Rasa lelah ini terjadi karena
waktu melakukan usaha untuk mengayuh becak terjadi perubahan energi, yaitu energi kimia menjadi energi gerak.
Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menghitung besarnya usaha, yaitu seperti berikut.
1. Jika gaya searah dengan arah perpindahan, besarnya usaha W = F s.
2. Jika gaya tegak lurus dengan arah perpindahan, besarnya usaha: W = 0.
3. Jika gaya berlawanan dengan arah perpindah-an, maka besarnya usaha W = -F s.
Tujuan pembelajaranmu adalah dapat:
menunjukkan hubungan energi dan usaha.
Tujuan Pembelajaran
Sumber: Dok. Penerbit
S Gambar 14.8 Tukang becak
menggunakan gaya otot untuk melakukan usaha mengayuh
becak
S Gambar 14.9 F
S Gambar 14.11 F
s
Dengan: W = usaha J
F = gaya N s = perpindahan m
Di unduh dari : Bukupaket.com
Energi dan Usaha
191
Tentukan besar usaha oleh gaya 20 N yang menye-
babkan perpindahan benda sejauh 4 m, jika gaya:
a. searah perpindahan,
b. berlawanan arah dengan perpindahan.
Penyelesaian:
Diketahui: F = 20 N s = 4 m
Ditanyakan: a. W jika F searah s b. W jika F berlawanan arah dengan s
Jawab: a. W = F s
= 20 N u
4 m = 80 J
b. W = -F s = - 20 N
u 4 m
= - 80 J Kamu sudah mengetahui bahwa usaha merupakan perkalian
antara gaya dan jarak. Perkalian kedua besaran itu menghasilkan satuan joule, yang tidak lain adalah satuan energi. Adakah hubungan
antara usaha dan energi? Untuk menjawabnya perhatikan uraian berikut.
Gambar 14.12. menunjukkan sebuah benda bermassa m jatuh dari suatu ketinggian h. Perhatikan kedudukan benda saat berada di
titik A dan B. Antara titik A dan B benda melakukan usaha sebesar: W
= Fs; di mana F = mg dan s = h
A
– h
B
= mg h
A
– h
B
= mgh
A
– mgh
B
W = EP
A
– EP
B
Berdasarkan persamaan terakhir dapat dinyatakan bahwa usa- ha merupakan perubahan energi potensial benda, sederhana bukan?
A
C B
h
A
h
B
m
S Gambar 14.12
1. Mengapa mangga yang jatuh dari tang- kai pohon setelah mengenai badan, kita
merasa sakit? Jelaskan. 2. Mengapa sebutir peluru yang ditembak-
kan ke papan kayu menyebabkan papan kayu berlubang? Jelaskan.
3. Jelaskan perbedaan antara energi kine- tik dan energi potensial.
4. Seorang lifter mampu mengangkat bar- bel 120 kg. Berapakah usaha lifter ter-
sebut? 5. Sebuah meja digeser seorang siswa de-
ngan gaya sebesar 155 N. Antara kaki- kaki meja dengan permukaan lantai
terjadi gaya gesekan sebesar 5 N. Jika meja bergeser sejauh 2 m, tentukan
usaha dilakukan siswa pada meja.
Di unduh dari : Bukupaket.com
192
Mari BIAS 2
D. DAYA
Kategori