 |
| Pengertian Usaha dan Energi (Fisika SMP/ MTs Kelas VIII) |
1. Pengertian Usaha
Usaha adalah suatu kegiatan untuk mencapai kegiatan tertentu. Untuk mengetahui berapa besarnya usaha, maka perlu adanya bantuan rumus. Besarnya rumus usaha yaitu:
W = F x s
dimana:
W = usaha (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Sebagai contoh soal tentang usaha adalah sebagai berikut:
Seseorang mendorong benda dengan gaya sebesar 450 N. Apabila benda tersebut bergeser sejauh 20 meter, maka berapa besarnya usaha yang dilakukan?
W = ?
F = 450 N
s = 20 m
Jawab:
W = F x s
W = 450 x 20
W = 9.000 J
Jenis- jenis Usaha
A. Usaha Positif
Pengertian usaha positif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak searah dengan gaya.
W = F x s
Untuk contoh gambar usaha positif adalah sebagai berikut:
B. Usaha Negatif
Pengertian Usaha Negatif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak berlawanan dengan arah gaya tersebut.
Untuk contoh gambar usaha negatif adalah sebagai berikut:
Keterangan = fg adalah gaya gesekan
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek (fg) pada suatu benda disebut sebagai usaha negatif.
C. Usaha Nol
Pengertian usaha nol adalah usaha yang terjadi apabila arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan. Besarnya usaha yang dilakukan adalah nol.
W = 0
Sebagai contoh adalah seseorang membawa benda dengan menggunakan tangan, ini berarti bahwa arah gaya untuk menahan benda adalah ke atas, kemudian orang tersebut berjalan ke depan berarti arah gaya adalah tegak lurus arah gerak.
D. Usaha oleh Beberapa Gaya
Pengertian dari usaha ini adalah suatu usaha yang dilakukan beberapa gaya sehingga benda akan berpindah sejauh s sama dengan jumlah usaha oleh tiap-tiap gaya.
Rumus :
W = (F-fg).s
 |
| Contoh Usaha Positif |
B. Usaha Negatif
Pengertian Usaha Negatif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak berlawanan dengan arah gaya tersebut.
W = -F x s
Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek (fg) pada suatu benda disebut sebagai usaha negatif.
C. Usaha Nol
Pengertian usaha nol adalah usaha yang terjadi apabila arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan. Besarnya usaha yang dilakukan adalah nol.
W = 0
Sebagai contoh adalah seseorang membawa benda dengan menggunakan tangan, ini berarti bahwa arah gaya untuk menahan benda adalah ke atas, kemudian orang tersebut berjalan ke depan berarti arah gaya adalah tegak lurus arah gerak.
D. Usaha oleh Beberapa Gaya
Pengertian dari usaha ini adalah suatu usaha yang dilakukan beberapa gaya sehingga benda akan berpindah sejauh s sama dengan jumlah usaha oleh tiap-tiap gaya.
Rumus :
W = (F-fg).s
UNTUK LEBIH MENGERTI, ADA BEBERAPA SOAL DI BAWAH INI!
SEMANGAT YA!
Soal No. 1
Perhatikan gambar berikut, sebuah kotak ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton.
Kotak berpindah 4 meter ke kanan dari posisi semula.
Tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan
W = F x S
W = 12 x 4
W = 48 joule
Soal No. 2
Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Jika usaha yang dilakukan oleh gaya kepada balok adalah 680 joule, hitunglah besar perpindahan balok!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan
W = F x S
680 = 40 x S
S = 680 / 40
S = 17 meter
Soal No. 3
Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan
W = F x S
15,6 = F x 13
F = 15,6 / 13
F = 1,2 Newton
Soal No. 4
Dua buah gaya masing-masing F1 = 10 N dan F2 = 5 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 5 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!
Pembahasan
W = (F1 + F2) x S
W = (10 + 5) x 5
W = 15 x 5
W = 75 joule
Soal No. 5
Dua buah gaya masing-masing F1 = 15 N dan F2 = 7 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 6 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!
Pembahasan
W = (F1 − F2) x S
W = (15 − 7) x 6
W = 8 x 6
W = 48 joule
Soal No. 6
Usaha total yang dilakukan oleh dua buah gaya F1 dan F2 pada sebuah benda adalah 120 joule. Perhatikan gambar berikut
Jika perpindahan benda adalah 5 meter, tentukan besarnya gaya F2!
Pembahasan
W = (F1 − F2) x S
120 = (36 − F2) x 5
120 / 5 = 36 − F2
24 = 36 − F2
F2 = 36 − 24
F2 = 12 Newton
Soal No. 7
Seorang anak memindahkan sebuah buku yang jatuh dilantai ke atas meja. Massa buku adalah 300 gram dan tinggi meja dari lantai adalah 80 cm.
Jika percepatan gavitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan usaha yang diperlukan!
Pembahasan
Usaha bisa juga ditemukan dari perubahan energi potensial buku. Energi potensial buku saat dilantai adalah nol, sementara energi potensial saat di meja adalah Ep = m x g x h, dimana h adalah tinggi meja. Ubah satuan ke MKS (meter, kilogram, sekon), dengan demikian
W = Δ Ep
W = m x g x h
W = 0,300 x 10 x 0,80
W = 2,4 joule
Soal No. 8
Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut!
Pembahasan
Hubungan Daya (P) dan Usaha (W) serta waktu (t) :
P = W / t
dimana
W = Usaha (joule) , jangan keliru sebagai berat karena lambang berat w juga!
W = (gaya berat siswa) x (perpindahan siswa) = 450 x 3 = 1350 joule
Dengan demikian :
P = W/t
P = 1350 / 6
P = 225 watt
Soal No. 9
Dalam 2 menit sebuah lampu menggunakan energi listrik sebanyak 3000 joule. Tentukan daya lampu tersebut!
Pembahasan
Ubah menit menjadi detik, 2 menit = 120 detik
P = W/t
P = 3000 / 120
P = 25 watt
Soal No. 10
Perhatikan gambar!
Seorang anak membawa kotak yang beratnya 50 Newton dari titik A menuju B, kemudian kembal lagi ke A. Menurut fisika, berapakah usaha yang dilakukan anak?
Pembahasan
Kotak akhirnya tidak berpindah tempat, sehingga perpindahannya adalah nol
W = gaya x perpindahan = 0
Soal No. 11
Sebuah peti didorong dengan kekuatan 400 newton dan berpindah sejauh 4 meter. Berapakah usaha yang dilakukan pada peti tersebut?
A. 100 J
B. 396 J
C. 404 J
D. 1600 J
(Dari Soal Ebtanas 1995)
Pembahasan
W = F x s
W = 400 x 4
W = 1600 joule
Soal No. 12
Perhatikan gambar berikut!
Besar usaha yang dilakukan anak pada gambar adalah...
A. 70 joule
B. 90 joule
C. 190 joule
D. 7000 joule
(Soal Ebtanas 1999)
Pembahasan
W = 50 X 1,4 = 70 joule
SUMBER:
http://fisikastudycenter.com/fisika-smp/60-usaha-dan-daya-kelas-8-smp
Perhatikan gambar berikut, sebuah kotak ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton.
Kotak berpindah 4 meter ke kanan dari posisi semula.
Tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan
W = F x S
W = 12 x 4
W = 48 joule
Soal No. 2
Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Jika usaha yang dilakukan oleh gaya kepada balok adalah 680 joule, hitunglah besar perpindahan balok!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan
W = F x S
680 = 40 x S
S = 680 / 40
S = 17 meter
Soal No. 3
Usaha yang diperlukan untuk memindahkan sebuah benda dalam lintasan mendatar sejauh 13 meter sebesar 15,6 joule. Tentukan besar gaya yang harus diberikan pada benda!
Pembahasan
Usaha = gaya x perpindahan
W = F x S
15,6 = F x 13
F = 15,6 / 13
F = 1,2 Newton
Soal No. 4
Dua buah gaya masing-masing F1 = 10 N dan F2 = 5 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 5 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!
Pembahasan
W = (F1 + F2) x S
W = (10 + 5) x 5
W = 15 x 5
W = 75 joule
Soal No. 5
Dua buah gaya masing-masing F1 = 15 N dan F2 = 7 N bekerja pada sebuah benda yang terletak pada suatu permukaan lantai. Jika benda berpindah ke kanan sejauh 6 meter, tentukan usaha yang dilakukan pada benda oleh kedua gaya tersebut!
Pembahasan
W = (F1 − F2) x S
W = (15 − 7) x 6
W = 8 x 6
W = 48 joule
Soal No. 6
Usaha total yang dilakukan oleh dua buah gaya F1 dan F2 pada sebuah benda adalah 120 joule. Perhatikan gambar berikut
Jika perpindahan benda adalah 5 meter, tentukan besarnya gaya F2!
Pembahasan
W = (F1 − F2) x S
120 = (36 − F2) x 5
120 / 5 = 36 − F2
24 = 36 − F2
F2 = 36 − 24
F2 = 12 Newton
Soal No. 7
Seorang anak memindahkan sebuah buku yang jatuh dilantai ke atas meja. Massa buku adalah 300 gram dan tinggi meja dari lantai adalah 80 cm.
Jika percepatan gavitasi bumi adalah 10 m/s2 tentukan usaha yang diperlukan!
Pembahasan
Usaha bisa juga ditemukan dari perubahan energi potensial buku. Energi potensial buku saat dilantai adalah nol, sementara energi potensial saat di meja adalah Ep = m x g x h, dimana h adalah tinggi meja. Ubah satuan ke MKS (meter, kilogram, sekon), dengan demikian
W = Δ Ep
W = m x g x h
W = 0,300 x 10 x 0,80
W = 2,4 joule
Soal No. 8
Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut!
Pembahasan
Hubungan Daya (P) dan Usaha (W) serta waktu (t) :
P = W / t
dimana
W = Usaha (joule) , jangan keliru sebagai berat karena lambang berat w juga!
W = (gaya berat siswa) x (perpindahan siswa) = 450 x 3 = 1350 joule
Dengan demikian :
P = W/t
P = 1350 / 6
P = 225 watt
Soal No. 9
Dalam 2 menit sebuah lampu menggunakan energi listrik sebanyak 3000 joule. Tentukan daya lampu tersebut!
Pembahasan
Ubah menit menjadi detik, 2 menit = 120 detik
P = W/t
P = 3000 / 120
P = 25 watt
Soal No. 10
Perhatikan gambar!
Seorang anak membawa kotak yang beratnya 50 Newton dari titik A menuju B, kemudian kembal lagi ke A. Menurut fisika, berapakah usaha yang dilakukan anak?
Pembahasan
Kotak akhirnya tidak berpindah tempat, sehingga perpindahannya adalah nol
W = gaya x perpindahan = 0
Soal No. 11
Sebuah peti didorong dengan kekuatan 400 newton dan berpindah sejauh 4 meter. Berapakah usaha yang dilakukan pada peti tersebut?
A. 100 J
B. 396 J
C. 404 J
D. 1600 J
(Dari Soal Ebtanas 1995)
Pembahasan
W = F x s
W = 400 x 4
W = 1600 joule
Soal No. 12
Perhatikan gambar berikut!
Besar usaha yang dilakukan anak pada gambar adalah...
A. 70 joule
B. 90 joule
C. 190 joule
D. 7000 joule
(Soal Ebtanas 1999)
Pembahasan
W = 50 X 1,4 = 70 joule
SUMBER:
http://fisikastudycenter.com/fisika-smp/60-usaha-dan-daya-kelas-8-smp
0 komentar:
Posting Komentar