Usaha = Gaya x Perpindahan

By | September 29, 2020

Usaha (W), gaya (F), dan perpindahan (s) merupakan tiga jenis besaran yang berbeda. Usaha dan gaya merupakan besaran turunan, sedangkan perpindahan/jarak merupakan besaran pokok. Satuan dari usaha, gaya, dan perpindahan berturut – turut dinyatakan dalam Joule (j), Newton (N), dan meter (m). Ketiga besaran tersebut memiliki hubungan yang dinyatakan dalam rumus usaha sama dengan gaya dikali perpindahan.

Besar usaha merupakan nilai yang mewakili besarnya energi yang diberikan kepada suatu benda sehingga benda dapat bergerak. Nilai usaha bergantung pada besar kecilnya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Semakin besar gaya yang bekerja pada benda akan membuat nilai usaha menjadi semakin besar pula.

Besarnya gaya juga berpengaruh pada panjang atau pendeknya jarak perpindahan benda. Hubungan nilai gaya dan jarak perpindahan benda adalah berbanding terbalik. Semakin besar nilai gaya yang bekerja pada benda, jarak perpindahan benda semakin kecil. Sebaliknya, semakin kecil gaya yang bekerja pada benda akan membuat jarak perpindahan semakin jauh.

Baca Juga: Besaran Pokok dan Besaran Turunan

Rumus Usaha

Usaha yang dilakukan pada suatu benda akan memungkinkan benda tersebut bergerak dari satu titik ke titik lainnya. Benda mengalami perpindahan karena ada gaya – gaya yang bekerja pada benda tersebut. Hubungan antara usaha, gaya, dan jarak perpindahan diberikan melalui sebuah persamaan usaha = gaya x perpindahan. Sobat idschool dapat menggunakan persamaan tersebut untuk menghitung besar usaha yang dikerjakan oleh suatu benda.

Usaha = Gaya x Perpindahan

Melalui persamaan dalam rumus usaha, sobat idschool juga dapat menghitung jarak perpindahan benda jika diketahui besar usaha dan gaya. Atau sobat idschool juga dapat menghitung besar gaya yang bekerja pada benda jika diketahui usaha dan jarak perpindahan benda. Rumus usaha, gaya, dan jarak perpindahan diberikan melalui persamaan di bawah.

Rumus Usaha

Baca Juga: Energi Potensial, Kinetik, dan Mekanik

Contoh Soal dan Pembahasan

Beberapa contoh soal di bawah akan menambah pemahaman sobat idschool terkait materi pada ulasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan soal tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat berlatih!

Contoh 1 – Soal Mencari Usaha

Perhatikan gambar di bawah!

Contoh Soal Mencari Besar Usaha

Gaya 20 N dikerjakan pada balok hingga balok berpindah sejauh 2 meter. Besar usaha yang dikerjakan gaya F pada balok tersebut adalah …..
A. 4 joule
B. 10 joule
C. 40 joule
D. 400 joule

Pembahasan:

Berdasarkan keterangan pada soal dapat diperoleh informasi – informasi seperti berikut.

  • Gaya: F = 20 N
  • Jarak perpindahan: s = 2

Menghitung besar usaha yang dikerjakan gaya F pada balok:

W = F × s
W = 20 × 2
W = 40 joule

Jawaban: C

Contoh 2 – Soal Mencari Besar Usaha pada Benda

Benda bermassa 2 kg berada pada ketinggian 15 meter dari permukaan tanah. Benda tersebut jatuh bebas pada daerah yang memiliki percepatan gravitasi 10 m/s2. Besar usaha yang dilakukan gaya gravitasi pada benda tersebut adalah ….
A. 300 joule
B. 33 joule
C. 30 joule
D. 3 joule

Pembahasan:

Diketahui:

  • Massa benda: m = 2 kg
  • Ketinggian benda: h = 15 m
  • Percepatan gravitasi: g = 10 m/s2

Menghitung besar usaha yang dilakulan oleh gaya gravitasi pada benda:

W = F × s
W = w × h
W = m × g × h
W = 2 × 10 × 15
W = 300 joule

Jawaban: A

Contoh 3 – Soal Mencari Jarak Perpindahan Benda

Contoh Soal Usaha = Gaya x Perpindahan

Pembahasan:

Diketahui:

  • Gaya 1: F1 = 25 N
  • Gaya 2: F2 = 10 N
  • Gaya 3: F3 = 40 N
  • Usaha: W = 375 j

Menghitung resultan gaya (F) yang bekerja pada benda:

F = F2 + F3 – F1
F = 10 + 40 – 25
F = 25 (positif, ke kanan)

Menghitung jarak perpindahan (s) benda:

W = F × s
375 = 25 × s
s = 375/25
s = 15 m

Jadi, benda dapat bergerak sejauh 15 m.

Jawaban: B

Sekian ulasan materi rumus usaha = gaya x perpindahan, dilengkapi dengan contoh soal dan pembahasannya. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat. Lihat juga contoh soal energi dan usaha lainnya beserta pembahasannya.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.