$$\bbox[yellow, 5px, border: 2px solid red] {\textbf{W} = \text{F} \times \text{s}}$$
Usaha adalah gaya yang dikerjakan pada suatu benda sehingga membuat benda tersebut berpindah tempat.
Satuan usaha sama dengan energi yaitu joule.
Sebuah meja didorong dengan gaya sebesar 100 N sehingga berpindah sejauh 4 meter. Usaha yang dilakukan untuk memindahkan meja tersebut sebesar…
Answer: D
\(\color{blue} \textbf{W} = \text{F} \times \text{s}\)
\(\textbf{W} = 100 \times 4\)
\(\textbf{W} = 400 \text{ J}\)
Perhatikan gambar di bawah ini.
Pada sebuah benda dikerjakan gaya \(\text{F}_2 = 50 \text{ N}\) ke arah kanan dan \(\text{F}_1 = 20 \text{ N}\) ke arah kiri sehingga benda tersebut berpindah ke arah kanan sejauh 5 meter.
Answer: C
\(\color{blue} \textbf{W} = \sum \text{F} \times \text{s}\)
Resultan gaya \(\sum \text{ F}\) pada benda sebesar \(\text{F}_2 \:-\:\text{F}_1\)
\(\textbf{W} = (50 \:-\:20) \times 5\)
\(\textbf{W} = 30 \times 5\)
\(\textbf{W} = 150 \text{ J}\)
Sebuah mobil dengan massa 1,5 ton bergerak dari keadaan diam hingga mencapai kecepatan 90 km/jam. Usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah…
Answer: A
Massa mobil (m) = 1,5 ton = 1.500 kg
Kecepatan awal \(\text{v}_1 = 0 \text{ m/s}\)
Kecepatan akhir \(\text{v}_2 = 90 \text{ km/jam} = \dfrac{90.000 \text{ m}}{3.600 \text{ s}} = 25 \text{ m/s}\)
Usaha yang dilakukan mesin mobil = perubahan energi kinetik
\(\color{blue} \textbf{W} = \triangle \textbf{EK}\)
\(\textbf{W} =\textbf{EK}_2 \:-\: \textbf{EK}_1\)
\(\textbf{W} = \dfrac{1}{2} \cdot m \cdot \text{v}_2^2 \:-\: \dfrac{1}{2} \cdot m \cdot \text{v}_1^2\)
\(\textbf{W} = \dfrac{1}{2} \cdot m \cdot (\text{v}_2^2 \:-\:\text{v}_1^2)\)
\(\textbf{W} = \dfrac{1}{2} \cdot 1.500 \cdot (25^2 \:-\:0^2)\)
\(\textbf{W} = 750 \cdot 625\)
\(\textbf{W} = 468.750 \text{ J}\)
Jadi, usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah \(468.750 \text{ J}\)
Sebuah bola bermassa 800 gram dijatuhkan dari atas gedung setinggi 10 meter dan tersangkut di sebuah pohon setinggi 3 meter. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s², besar usaha yang dilakukan pada bola tersebut adalah…
Answer: B
Massa bola (m) = 800 gram = 0,8 kg
Ketinggian awal bola saat dijatuhkan \(\textbf{h}_1 = 10 \text{ m}\)
Ketinggian akhir bola \(\textbf{h}_2 = 3 \text{ m}\)
Usaha = perubahan energi potensial
\(\color{blue} \textbf{W} = -\triangle \textbf{EP}\)
\(\textbf{W} = -(\textbf{EP}_2 \:-\: \textbf{EP}_1)\)
\(\textbf{W} = -(m \cdot g \cdot \text{h}_2 \:-\: m \cdot g \cdot \text{h}_1)\)
\(\textbf{W} = -(0,8 \cdot 10 \cdot 3 \:-\: 0,8 \cdot 10 \cdot 10)\)
\(\textbf{W} = -(24 \:-\: 80)\)
\(\textbf{W} = + 56 \text{ J}\)
Usaha bernilai positif karena gaya gravitasi bekerja searah dengan gerakan benda (gaya gravitasi dan gerakan bola arahnya sama-sama ke bawah).
Jadi, besar usaha yang dilakukan pada bola tersebut adalah 56 J.
Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar ke atas dari ketinggian 1 meter hingga mencapai ketinggian 9 meter. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s², besar usaha untuk melempar bola tersebut adalah…
Answer: C
Massa bola (m) = 500 gram = 0,5 kg
Ketinggian awal bola saat dilempar \(\textbf{h}_1 = 1\text{ m}\)
Ketinggian akhir bola \(\textbf{h}_2 = 9 \text{ m}\)
Usaha = perubahan energi potensial
\(\color{blue} \textbf{W} = -\triangle \textbf{EP}\)
\(\textbf{W} = -(\textbf{EP}_2 \:-\: \textbf{EP}_1)\)
\(\textbf{W} = -(m \cdot g \cdot \text{h}_2 \:-\: m \cdot g \cdot \text{h}_1)\)
\(\textbf{W} = -(0,5 \cdot 10 \cdot 9 \:-\: 0,5 \cdot 10 \cdot 1)\)
\(\textbf{W} = -(45 \:-\: 5)\)
\(\textbf{W} = – 40\text{ J}\)
Usaha bernilai negatif karena gaya gravitasi bekerja berlawanan arah dengan gerakan benda (gaya gravitasi ke bawah sedangkan gerakan bola ke atas).
Jadi, besar usaha yang dilakukan pada bola tersebut adalah 40 J.
