Apa yang dimaksud dengan usaha fisika

Pengertian usaha dalam fisika hampir sama dengan pengertian dalam kehidupan sehari-hari, yaitu usaha adalah kegiatan dengan mengerahkan tenaga untuk mencapai suatu tujuan. Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Ada bermacammacam bentuk energi yang dapat diubah menjadi bentuk energi yang lain. Dalam setiap perubahan bentuk energi, tidak ada energi yang hilang, karena energi bersifat kekal sehingga tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.

Pada saat kita mendorong sebuah meja dengan gaya tertentu, ternyata meja bergerak. Akan tetapi, ketika kita mendorong tembok dengan gaya yang sama, ternyata tembok tetap diam. Dalam pengertian sehari-hari keduanya dianggap sebagai usaha, tanpa memerhatikan benda tersebut bergerak atau diam.

Dalam fisika, usaha memiliki pengertian khusus untuk mendeskripsikan apa yang dihasilkan oleh gaya ketika bekerja pada benda sehingga benda bergerak pada jarak tertentu. Usaha yang dilakukan oleh gaya didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dengan besarnya perpindahan. Gambar berikut menunjukkan gaya F yang bekerja pada benda yang terletak pada bidang horizontal sehingga benda berpindah sejauh s.

Usaha yang dilakukan oleh gaya F

Besarnya komponen gaya yang segaris atau searah dengan perpindahan adalah F = F.cos α, sehingga besarnya usaha dirumuskan:

W = F . s
W = F.cos α.s = F.s.cos α

dengan:

W = usaha ( J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
α = sudut antara F dengan s

Berdasarkan persamaan diatas, besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya ditentukan oleh besarnya sudut antara arah gaya dengan perpindahan benda. Berikut ini beberapa keadaan istimewa yang berhubungan dengan arah gaya dan perpindahan benda.

a. Jika α = 0o, berarti gaya F searah dengan arah
Karena cos 0o= 1, maka usaha yang dilakukan: W = F.s.
b. Jika α = 90o, berarti gaya F tegak lurus dengan arah
Karena cos 90o= 0, maka: W = 0. Dikatakan bahwa gaya tidak menghasilkan usaha.
c. Jika α = 180o, berarti gaya F berlawanan dengan arah perpindahan.
Karena cos 180o = -1, maka: W = –F . s.
d. Jika s = 0, berarti gaya tidak menyebabkan benda berpindah, maka: W = 0.

Usaha Oleh Beberapa Gaya

Gambar diatas menunjukkan sebuah benda yang dipengaruhi oleh gaya F1 dan F2 yang bertitik tangkap sama, sehingga benda bergeser sejauh s pada arah horizontal.

Komponen gaya F1 yang searah dengan perpindahan adalah:

F1x = F1.cos α 1, sehingga:
W1 = F1.cos α 1. s = F1.s.cos α 1

Komponen gaya F2 yang searah dengan perpindahan adalah:

F2x = F2.cos α 2, sehingga:
W2= F2.cos α 2.s = F2.s.cos α 2

Karena usaha adalah besaran skalar, maka usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya bertitik tangkap sama merupakan jumlah aljabar dari usaha yang dilakukan masing-masing gaya.

W = W1 + W2 + … + Wn

Grafik Gaya Terhadap Perpindahan

Apabila benda dipengaruhi oleh gaya yang konstan (besar dan arahnya tetap), maka grafik antara gaya F dan perpindahan s dapat digambarkan dengan gambar diatas. Usaha yang dilakukan oleh gaya F selama perpindahan sama dengan luas daerah yang diarsir. Usaha bernilai positif jika luas daerah yang diarsir berada di atas sumbu s, dan akan bernilai negatif jika luas daerah yang diarsir berada di bawah sumbu s.

Pengertian usaha dalam fisika apakah sama dengan pemahaman usaha yang kita ketahui selama ini? Nah, untuk mendapatkan jawaban atas hal tersebut, maka penting sekali kita mempelajarinya.

Mungkin selama ini kita mendefinisikan usaha itu merupakan suatu kegiatan untuk mencapai cita-cita atau mewujudkan suatu hal.

Tetapi, apakah dalam ilmu fisika juga demikian? Dahulu, kita mengenal ilmu fisika pertama kali adalah saat menginjakkan pendidikan pada SMP.

Sedangkan untuk pengertian usaha berdasarkan KBBI adalah kegiatan yang mengerahkan pikiran, tenaga, maupun badan guna mencapai suatu maksud.

Baca Juga: Contoh Gelombang Longitudinal, Pengertian, dan Rumusnya

Ketahui Pengertian Usaha dalam Fisika

Nah, bagi Anda yang belum mengetahui apa sebenarnya pengertian dari usaha dalam ilmu fisika, yuk simak penjelasannya berikut ini.

Perlu Anda ketahui bahwa ilmu fisika khusus pada materi mekanika yang terdapat usaha. Pengertiannya adalah besarnya suatu energi atau gaya yang diberikan guna memindahkan maupun menggerakkan suatu objek.

Dalam ilmu fisika, suatu objek bisa kita katakan sudah bekerja apabila bertindak, terdapat pergerakan titik penerapan menuju ke arah arah gaya tersebut.

Jammer mengatakan bahwa pengertian usaha dalam ilmu fisika juga hadir pada tahun 1826 dari seorang ahli Matematika Perancis yakni Gaspard-Gustave Coriolis.

Dalam hal ini, matematikawan tersebut mengatakan bahwa usaha merupakan berat yang diangkat dengan ketinggian. Sedangkan untuk satuannya sendiri untuk mengukur usaha tersebut adalah Joule (J).

Mengenai hal tersebut, Joule memiliki arti sebagai usaha yang sudah terjadi oleh gaya satu Newton dengan perpindahan satu meter. Usaha juga tak selalu membentuk mekanis.

Ada yang berupa usaha listrik. Hal itu juga menjadi kasus yang sifatnya khusus serta berasal dari prinsip. Dalam kasus listrik, usaha yang terjadi pada partikel yang bermuatan serta bergerak melalui sebuah medium.

Baca Juga: Contoh Gelombang Transversal dalam Kehidupan, Berikut Penjelasannya

Rumus untuk Usaha

Selain harus mengerti apa itu pengertian usaha dalam fisika, sudah menjadi tugas kita pula untuk tahu bagaimana rumus menentukan suatu usaha. Dalam ilmu fisika, usaha itu memiliki lambang W yang artinya adalah Work dengan satuannya Joule.

Cara supaya kita mendapatkan besaran usaha adalah dengan mengalikan jarak dan gaya. Gaya memiliki notasi F, artinya adalah Force. Satuannya adalah Newton. Lalu, jarak mempunyai lamabang s (Space). Satuannya adalah meter. Rumus untuk usaha adalah, W = F.s.

Untuk gaya dan jarak sendiri merupakan besaran vektor. Menggunakan aturan yang sudah berlaku, jika perkalian dot antara vektor akan menghasilkan besaran skalar. Oleh sebab itu, usaha merupakan besaran skalar.

Baca Juga: Contoh Besaran Vektor dalam Ilmu Fisika, Berikut Ini Penjelasannya

Hubungan Usaha

Selain memakai rumus tersebut untuk menentukan usaha dalam fisika, Anda juga bisa menggunakan besaran perubahan energi. Bisa berupa energi potensial maupun kinetik.

Jika Anda menggunakan usaha dengan energi potensial, maka besaran usaha yang terjadi adalah senilai perubahan energi potensial tersebut.

Jadi, apabila Anda menemukan soal perihal pengertian usaha dalam fisika, Anda bisa menggunakan rumus tersebut untuk mendapatkan jawabannya. (R10/HR-Online)

Apa itu usaha dalam fisika dan contohnya?

Apa yang dimaksud dengan usaha dalam ilmu fisika brainly?

Apa rumus usaha dalam fisika?

Apa saja jenis jenis usaha dalam fisika?