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:

$\frac{W}{F}=\frac{L_k}{L_b}$