Subjek:Fisika/Materi:Usaha

Usaha adalah suatu kegiatan yang menggunakan energi untuk memindahkan suatu benda, dari suatu tempat ke tempat lain.

Rumus:

$\!W=\!f\times \!s$

Keterangan:

• W = usaha (newton meter = joule)
• F = gaya (newton)
• s = perpindahan (jarak) ---> (meter)

Keterangan tambahan:

• 1 N = 10⁵ dyne
• 1 m = 10² cm
• 1 Nm = 10⁷ dyne cm
• 1 J = 10⁷ erg
• Nm = J
• dyne cm = erg

Contoh soal

• Berapakah usaha yang dilakukan pada gaya 55 Newton apabila menempuh jarak 60 dm dalam arah yang sama?

Penyelesaian:

$\!W=\!f\times \!s$

60 dm = 6 m

$\!W=\!55Newton\times \!6meter$

$\!W=\!330NewtonMeter$

$\!W=\!330Joule$

• Berapakah usaha yang dilakukan untuk mengangkat batu seberat 150 kg setinggi 6 meter? (g = 10 m/s²)

m = 150 kg ---> $\!F=\!m\times \!g=\!150kg\times \!10m/s^{2}=\!1.500Newton$

$\!W=\!f\times \!s$

$=\!1.500Newton\times \!6meter$

$=\!9.000NewtonMeter$

$=\!9.000Joule$

$=\!9kJ$

Pesawat sederhana

Pesawat sederhana adalah suatu alat yang digunakan untuk memudahkan untuk usaha. Jenis-jenis pesawat sederhana:

• Tuas atau pengungkit
• katrol
• bidang miring
• roda bergandar
• sekrup

Tuas (pengungkit)

Tuas atau pengungkit adalah alat yang digunakan untuk memindahkan atau mengungkit suatu benda. Tuas berbentuk batang yang keras dan panjang, misalnya batang besi (pipa besi).

Rumus:

$\!W\times \!L_{b}=\!F\times \!L_{k}$

Keterangan:

• $\!W$ = berat beban (Newton) ---> $\!W=\!m\times \!g$

• $\!L_{b}$ = lengan beban (meter)

• $\!F$ = gaya yang diberikan(Newton) ---> F = kuasa

• $\!L_{k}$ = lengan kuasa (meter)

Contoh:

• Sebuah batu yang beratnya 2.000 Newton akan diangkat dengan menggunakan tuas yang jaraknya 5 meter. Jika titik tumpunya berada pada jarak 1 meter dari ujung batang yang mengenai batu, berapakah gaya yang harus diberikan pada ujung satunya supaya seimbang?

Lengan kuasa = 5 - 1 = 4 meter

$\!W\times \!L_{b}=\!F\times \!L_{k}$

$=\!2.000\times \!1=\!F\times \!4$

$\!F={\frac {\!2.000\times \!1}{4}}$

$={\frac {2.000}{4}}$

$=\!500Newton$

Keuntungan mekanis

Keuntungan mekanis adalah perbandingan antara beban dan gaya (kuasa) atau perbandingan antara kuasa dengan lengan beban.

Rumus keuntungan mekanis:

${\frac {W}{F}}={\frac {L_{k}}{L_{b}}}$