1. Balok bermassa 10 kg mula-mula diam di atas lantai liang licin. Kemudian balok tersebut dikenai gaya selama 3 s sehingga balok bergerak dan mengalami percepatan sebesar 2 m/s2. Usaha yang digunakan pada peristiwa ini sebesar . . . joule.
A. 20
B. 30
C. 60
D.180
E. 360
Pembahasan
Jika diketahui
m = 10 kg
vo = 0
s = vo . t + ½ a.t2
s = 0 + ½ 2 . 32
s = 9 m
maka :
W = F.s
= m.a.s
2. Perhatikan
pernyataan terkait dengan usaha pada
benda berikut.
1) Gaya dorong yang dilakukan Andi untuk memindahkan lemari merupakan satu - satunya besaran yang menentukan nilai usaha.
2) Perpindahan yang dihasilkan dari suatu gaya tarik terhadap suatu benda akan menghasilkan usaha negatif jika searah dengan gaya tarik.
3) Sudut yang dibentuk antara gaya yang dilakukan dan perpindahan yang terjadi sangat memengaruhi nilai usaha.
4) Berapa pun gaya yang dilakukan jika tidak ada perpindahdn, usaha akan bernilai nol.
Pernyataan yang benar sesuai konsep usaha yaitu
A. 1) dan 2)
B. 1) dan 4)
C. 2) dan 3)
D. 2) dan 4)
E. 3) dan 4)
Pembahasan
3) Sudut yang dibentuk antara gaya yang dilakukan dan perpindahan yang terjadi sangat memengaruhi nilai usaha.
4) Berapa pun gaya yang dilakukan jika tidak ada perpindahdn, usaha akan bernilai nol3. Perhatikan gambar di bawah ini!
Akibat gaya gesek benda dengan lantai, benda mengalami perlambatan 2 m/s2. Usaha yang dilakukan benda selama 3 sekon sebesar . . . joule.
A. 16
B. 27
C. 36
D. 41
E. 52
Pembahasan
Pembahasan
Jika diketahui
m = 2 kg
vo = 0
s = vo . t + ½ a.t2
s = 6 . 3 + ½ (-2) . 32
s = 18 - 9 = 9 m
maka :
W = F.s
= m.a.s
4. Perhatikan
pernyataan berikut ini !
1) Gaya yang menghasilkan
usaha positif satu arah dengan perpindahan.
2) Gaya yang menghasilkan
usaha positif berlawanan arah
dengan perpindahan.
3) Arah gerak benda
yang diberi gaya tidak menjadi pertimbangan dalam menentukan nilai
usaha.
4) Arah gerak benda yang diberi gaya menjadi
pertimbangan dalam menentukan nilai
usaha.
Pernyataan yang benar terkait konsep usaha adalah....
A. 1) dan 2)
B. 1) dan 4)
C. 2) dan 3)
D. 2) dan 4)
E. 3) dan 4)
Pembahasan
1) Gaya yang menghasilkan usaha positif satu arah dengan perpindahan.
4) Arah gerak benda yang diberi gaya menjadi pertimbangan dalam
menentukan nilai
usaha
Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA yang lain, bisa klik di bawah ini !
01 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Pengukuran
02 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Vektor
03 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Gerak
04 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Hukum Newton
05 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Momen Gaya
06 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Gerak Rotasi
07 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Keseimbangan Benda Tegar
08 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Titik Berat
09 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Fluida Statis
10 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Fluida Dinamis
12 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Energi
13 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Impuls dan Momentum
14 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Tumbukan
15 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Kalor
16 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Perpindahan Kalor
17 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Teori Kinetik Gas
18 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Gelombang
19 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Efek Doppler
20 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi
21 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Alat Optik
22 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Interferensi dan Difraksi Cahaya
23 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Gelombang Elektromagnetik
24 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Hukum Hooke
25 Latihan Soal dan Pembahasan UN Fisika SMA Materi Gerak Harmonik Sederhana
Page 2
Artikel ini akan membahas tentang rumus usaha dalam fisika beserta pengertian, jenis-jenisnya, dan soal dengan pembahasan.
Halo, Sobat Zenius! Lo tau ngga usaha itu apa? usaha menurut KBBI adalah kegiatan dengan mengerahkan tenaga, pikiran, atau badan untuk mencapai suatu maksud; pekerjaan (perbuatan, prakarsa, ikhtiar, daya upaya) untuk mencapai sesuatu.
Pengertian Usaha dalam Fisika
Pada ilmu fisika khususnya di materi mekanika juga ada yang namanya usaha, lho. Kurang lebih sama seperti yang tertulis di KBBI. Usaha dalam fisika adalah besarnya energi atau gaya yang diberikan untuk memindahkan atau menggerakkan suatu benda atau objek.
Rumus Usaha
Usaha dinotasikan dengan W yang artinya adalah work dengan satuan Joule. Joule adalah Newton tiap meternya. Cara mendapatkan besaran usaha adalah dengan mengalikan gaya dengan jarak yang diakibatkan oleh gaya. Gaya dinotasikan dengan F yang artinya adalah force dengan satuan Newton dan jarak dinotasikan dengan s yang artinya adalah space dengan satuan meter. Rumus usaha bisa dituliskan seperti ini:
Gaya dan jarak adalah besaran vektor. Sesuai dengan aturan yang berlaku, apabila perkalian dot antar vektor maka akan dihasilkan besaran skalar. Maka dari itu, usaha adalah besaran skalar.
Hubungan Usaha dengan Energi
Selain menggunakan rumus usaha yang ada di atas, sebenarnya lo juga bisa mendapatkan besaran usaha dengan menggunakan besaran perubahan energi. Bisa perubahan energi potensial ataupun energi kinetik.
Hubungan Usaha dengan Energi Potensial
Apabila benda di angkat dan mengalami perubahan posisi/jarak (perpindahan), maka besaran usaha yang dihasilkan adalah senilai dengan perubahan energi potensial yang terjadi
Keterangan:
W = Usaha
= Perubahan energi potensial
m = massa
g = nilai gravitasi
h = ketinggian
Hubungan Usaha dengan Energi Kinetik
Apabila benda mengalami perubahan kelajuan, maka besaran usaha bisa didapatkan dari nilai perubahan energi kinetik yang terjadi pada benda
Keterangan:
W = Usaha
= Perubahan energi kinetik
m = massa
v = kecepatan
Hubungan Usaha dengan Sudut
Selain menggunakan rumus-rumus usaha yang ada di atas. Kerap kali lo bakal nemuin kasus di mana ada benda yang dikenai gaya namun ada sudut di antara gaya dan jarak. Kalau lo nemuin kasus kayak yang tadi gue bilang, lo bisa pake rumus-rumus yang ada di bawah ini.
Usaha pada Bidang Datar
Walaupun benda berada bidang datar, namun kadang gaya yang diberikan tidak selalu lurus, itu artinya akan ada sudut yang terbentuk di anatara gaya. Kalian bisa pakai rumus ini kalau menemukan kasus tersebut
Keterangan:
W = Usaha
F = Gaya
s = jarak
Usaha pada Bidang Miring
Apabila benda berada pada bidang miring, maka sudah jelas akan ada sudut yang terbentuk di antara gaya. Maka lo bisa banget pakai rumus yang ada di bawah ini.
Keterangan:
W = Usaha
m = massa
g = nilai gravitasi
s = jarak
Contoh Soal dan Pembahasannya
- Sebuah meja ditarik dengan tali dengan arah 60 derajat dan membutuhkan gaya 60 Newton. Tentukan usaha yang diperlukan untuk menarik kardus tersebut jika kardus bergerak sejauh 10 meter!
Pembahasan:
W = 60.10.cos60
W = 60.10.0.5
W = 300 Joule
Jadi, usaha yang diperlukan untuk menarik kardus tersebut adalah sebesar 300 Joule.
- Dua barista memindahkan sebuah benda sejauh 10 meter. Jika orang pertama mendorong benda tersebut dengan gaya 200 Newton dan orang ke dua dengan gaya 400 Newton. Berapa usahanya?
Pembahasan:
W1 = 200.10 = 2000
W2 = 400.10 = 4000
Wtotal = W1+W2 = 2000+4000
Wtotal = 6000 Joule
Jadi, usaha total yang diberikan adalah sebesar 6000 Joule.
- Benda bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 4 meter. Jika percepatan gravitasi 20 , tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda tersebut!
Pembahasan:
Arah gaya gravitasi atau gaya berat (w) adalah vertikal ke bawah, arah perpindahan (s) benda juga vertikal ke bawah sehingga gaya gravitasi searah dengan perpindahan benda.
W = F.s = w.h = m.g.h
W = (2)(20)(4) = 160 Joule
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi pada benda tersebut adalah sebesar 160 Joule.
- Sebuah benda bermassa 20 kg bergerak dengan kecepatan 40 m/s. Dengan mengabaikan gaya gesek yang ada pada benda. Tentukan perubahan energi kinetik jika kecepatan benda menjadi 60 m/s!
Pembahasan:
W = 0,5.20.400
W = 4000 Joule
Jadi, perubahan energi kinetik yang terjadi adalah sebesar 4000 Joule.
Baca Juga Artikel Fisika Lainnya
Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi
Rumus Energi Kinetik dalam Fisika
Rumus Momentum dan Impuls