Dalam ilmu fisika, usaha didefinisikan sebagai gaya yang menyebabkan benda berpindah tempat searah dengan gaya tersebut. Peristiwa berikut yang menunjukkan bahwa gaya melakukan usaha pada benda adalah ….

Sebuah mobil derek mengangkat balok beton bermassa \(500\text{ kg}\) lurus ke atas setinggi \(12\text{ meter}\). Jika percepatan gravitasi bumi di tempat tersebut adalah \(g = 10\text{ m/s}^2\), berapakah besar usaha yang dilakukan oleh derek tersebut?

Empat orang siswa sedang menarik balok pada lantai licin. Hasil pengamatan gaya, perpindahan, dan usaha yang dihasilkan disajikan dalam tabel berikut:

Baris yang menunjukkan data hasil perhitungan yang benar adalah ….

Perhatikan tiga peristiwa berikut:

(1)  Bulan mengelilingi Bumi pada orbit lingkaran karena pengaruh gaya gravitasi bumi.

(2)  Gaya penahan meja (gaya normal) yang menahan buku saat buku didorong menggeser ke samping di atas meja.

(3)  Gaya dorong seorang anak pada pohon beringin besar yang kokoh sehingga pohon tidak bergeming sedikit pun.

Peristiwa yang menghasilkan usaha bernilai nol (\(W = 0\)) adalah ….

Seorang anak menarik koper mainan dengan tali yang membentuk sudut kemiringan tertentu seperti pada gambar:

Gaya tarik anak tersebut sebesar \(60\text{ N}\). Karena ditarik miring, hanya separuh (\(0{,}5\)) dari gaya tersebut yang benar-benar bekerja menarik koper ke arah mendatar. Jika koper berpindah sejauh \(15\text{ meter}\), berapakah usaha yang dilakukan oleh anak tersebut?

Sebuah balok ditarik di atas lantai mendatar sehingga berpindah sejauh \(10\text{ meter}\). Besar gaya tarik berubah-ubah terhadap jarak seperti yang ditunjukkan grafik berikut:

Berdasarkan grafik di atas, besar usaha total yang dilakukan oleh gaya tersebut dari awal (\(s = 0\)) hingga selesai ditarik (\(s = 10\text{ m}\)) adalah ….

Sebuah peti bermassa \(m = 4\text{ kg}\) ditarik ke atas sebuah bidang miring kasar yang panjang lintasannya \(5\text{ meter}\) hingga mencapai ketinggian vertikal \(3\text{ meter}\). Gaya tarik sejajar bidang yang dikerjakan anak sebesar \(F = 35\text{ N}\) (\(g = 10\text{ m/s}^2\)).

Tabel yang menunjukkan nilai usaha untuk menaikkan peti melawan gravitasi (\(W_{\text{gravitasi}}\)), usaha total gaya tarik (\(W_{\text{tarik}}\)), dan energi yang hilang karena gaya gesekan (\(W_{\text{gesek}}\)) adalah ….

Sebuah balok bermassa \(5\text{ kg}\) didorong pada lantai kasar sejauh \(8\text{ meter}\) dengan gaya dorong mendatar tetap \(F = 40\text{ N}\). Selama balok bergerak, lantai memberikan gaya gesek sebesar \(f = 15\text{ N}\) yang arahnya berlawanan dengan arah gerak balok.

Perhatikan tiga pernyataan berikut:

(1)  Usaha yang dikerjakan oleh gaya dorong adalah \(320\text{ Joule}\).

(2)  Usaha oleh gaya gesek bernilai \(-120\text{ Joule}\) (tanda minus berarti energi mekanik berkurang menjadi panas).

(3)  Energi gerak (kinetik) yang didapatkan balok setelah menempuh jarak tersebut adalah \(200\text{ Joule}\).

Pernyataan yang tepat adalah ….

Sebuah katrol bergerak (katrol bebas) digunakan untuk mengangkat sebuah beban bermassa \(60\text{ kg}\) setinggi \(2{,}5\text{ meter}\) (\(g = 10\text{ m/s}^2\)).

Jika massa katrol dan gesekan tali diabaikan, berapakah usaha total yang kita lakukan saat menarik tali tersebut?

Sebuah mobil bermassa \(1.200\text{ kg}\) yang sedang melaju memiliki energi kinetik sebesar \(150\text{ kJ}\) (\(150.000\text{ Joule}\)). Pengemudi tiba-tiba menginjak rem sehingga mobil mengalami gaya pengereman tetap sebesar \(6\text{ kN}\) (\(6.000\text{ Newton}\)) sampai berhenti. Jarak tempuh mobil sejak pedal rem diinjak hingga berhenti adalah ….

Sebuah mobil-mobilan bermassa \(2\text{ kg}\) meluncur pada lintasan lurus. Gaya yang bekerja pada mobil-mobilan tersebut berubah-ubah seperti grafik berikut:

Catatan: Grafik di atas sumbu-\(s\) bernilai positif (mempercepat), sedangkan di bawah sumbu-\(s\) bernilai negatif (memperlambat).

Tabel yang menunjukkan nilai usaha saat dipercepat (\(0 \to 5\text{ m}\)), usaha saat diperlambat (\(5 \to 9\text{ m}\)), dan total usaha bersihnya adalah ….

Balok bermassa \(10\text{ kg}\) ditarik di lantai dengan tali miring berkecepatan berubah.

Tali menarik balok dengan gaya \(50\text{ N}\). Akibat sudut kemiringannya:

Gaya tarik ke arah mendatar adalah \(40\text{ N}\).

Gaya angkat ke arah atas adalah \(30\text{ N}\).

Jika lantai memberikan gaya gesek sebesar \(14\text{ N}\) dan balok bergeser sejauh \(10\text{ meter}\), berapakah usaha total dari resultan gaya yang menggerakkan balok tersebut?

Sebuah bola bermassa \(m\) dilepaskan tanpa kecepatan awal di puncak luncuran licin dari ketinggian \(h\). Setelah meluncur bebas, bola melewati lantai mendatar yang kasar hingga berhenti setelah menempuh jarak \(d\).

Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut:

(1)  Sepanjang meluncur di bidang lengkung licin, gaya tegak lurus bidang (gaya normal) tidak melakukan usaha (\(W = 0\)).

(2)  Usaha yang dilakukan gaya gravitasi dari puncak sampai ke dasar sama dengan energi potensial mula-mula (\(m \cdot g \cdot h\)).

(3)  Seluruh energi gerak bola di lantai kasar pada akhirnya habis diserap oleh usaha gaya gesekan hingga bola berhenti.

Pernyataan yang tepat adalah ….

Sebuah pegas ditarik dengan gaya yang bertambah secara teratur mulai dari \(0\) hingga mencapai \(120\text{ N}\). Akibatnya, pegas bertambah panjang sebesar \(4\text{ cm}\) (\(0{,}04\text{ m}\)).

Besar usaha yang kita lakukan untuk meregangkan pegas tersebut adalah ….

Sebuah mesin pompa air listrik memiliki daya listrik masukan sebesar \(800\text{ Watt}\) dan menyala selama \(30\text{ detik}\). Selama waktu tersebut, pompa berhasil menaikkan \(120\text{ kg}\) air dari dalam sumur sedalam \(15\text{ meter}\) (\(g = 10\text{ m/s}^2\)).

Tabel yang menunjukkan nilai energi listrik yang diserap (\(E_{\text{masuk}}\)), usaha berguna untuk mengangkat air (\(W_{\text{keluar}}\)), dan persentase efisiensi pompa tersebut adalah ….