Pengertian Usaha dan Energi Beserta Rumus dan Contoh Soal

Diposting pada

Pengertian Usaha dan Energi Beserta Rumus dan Contoh Soal – Dalam pelajaran Fisika kelas 11 terdapat materi mengenai usaha dan energi. Apa yang dimaksud usaha itu? Apa pengertian energi itu? Bagaimana rumus usaha? Bagaimana rumus energi? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal usaha? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal energi? Usaha pada umumnya sering kita gunakan dalam kehidupan sehari hari, baik disadari ataupun tidak. Misalnya saja ketika mendorong mobil dari tempat A hingga tempat B. Selain itu kita dapat melihat penerapan usaha ini ketika berusaha menjalankan motor di jalanan yang menanjak sehingga diperlukan usaha yang lebih agar melewati tanjakan tersebut. 

Apakah anda tahu pengertian usaha dan energi itu? Usaha merupakan penyaluran energi untuk menggeser atau menggerakkan benda dengan berhasil menggunakan gaya tertentu. Sedangkan pengertian energi ialah kemampuan agar dapat melakukan usaha. Kedua materi Fisika ini juga memiliki rumus masing masing. Untuk itu rumus usaha dan rumus energi tersebut berbeda karena cara mengerjakan contoh soal usaha dan contoh soal energinya juga berbeda. Kemudian adapula hubungan yang terjalin diantara usaha dan energi itu. Apa hubungan usaha dan energi itu?

Pengertian Usaha dan Energi Beserta Rumus dan Contoh Soal
Penerapan Usaha dan Energi

Tanpa kita sadari penerapan usaha sering kita lakukan dalam hal hal kecil. Misalnya saja ketika mendorong meja yang berat. Karena berat, maka diperlukan dua orang untuk mendorong meja tersebut hingga akhirnya dapat bergeser. Hal inilah yang menunjukkan adanya usaha untuk mendorong meja agar bergeser. Disisi lain mendorong meja tadi juga membutuhkan energi untuk melakukan usaha. Lantas bagaimana hubungan usaha dengan energi itu? Pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang pengertian usaha dan energi beserta rumus usaha, rumus energi, contoh soal usaha dan contoh soal energi. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.

Pengertian Usaha dan Energi Beserta Rumus dan Contoh Soal

Usaha dan energi adalah kedua hal yang saling berkaitan. Tanpa adanya energi pasti tidak akan tercipta usaha. Begitu pula dengan usaha yang tercipta karena adanya sebuah energi. Semakin besar energi yang dikeluarkan, maka usaha yang dilakukan juga semakin besar dan sebaliknya. Ketika di bangku sekolah, para siswa tentunya telah diajarkan mengenai materi usaha dan energi lengkap dengan pengertian, rumus dan contoh soalnya. 

Baca juga : Kesetimbangan Benda Tegar (Pengertian, Rumus dan Jenis Jenis)

Pengertian usaha dan energi ini sering digunakan sebagai bahan bahan soal ujian, baik Ujian Nasional maupun Ujian Sekolah. Dalam hal ini terdapat penerapan rumus usaha dan rumus energi dalam contoh soal usaha dan contoh soal energi yang tersedia. Bagaimana hubungan antara usaha dan energi itu? Di bawah ini terdapat penjelasan mengenai pengertian energi dan usaha beserta rumus dan contoh soalnya yaitu sebagai berikut:

Usaha

Usaha dapat didefinisikan sebagai penyaluran energi pada sebuah benda sehingga dapat digerakkan dengan berhasil menggunakan gaya tertentu. Usaha dapat dinyatakan secara sistematis yaitu hasil perkalian gaya dengan perpindahan. Untuk itu rumus usaha yang diperoleh akan menjadi seperti di bawah ini:

W = F . s

Keterangan:
W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
s = Perpindahan (meter)

Usaha dalam Fisika termasuk dalam besaran skalar. Meski begitu usaha dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu usaha negatif dan usaha positif. Usaha positif ialah sebuah usaha yang memiliki arah yang sama dengan perpindahan benda. Sedangkan usaha negatif ialah usaha yang arahnya berlawanan dengan perpindahan benda. Pelaksanaan usaha tidak selamanya berada di bidang datar, namun dapat pula dilakukan di bidang miring. Adapun penjelasan selengkapnya yaitu:

Usaha Pada Bidang Datar

Pengertian Usaha dan Energi Beserta Rumus dan Contoh Soal
Gambar Usaha Pada Bidang Datar

Berdasarkan gambar di atas terdapat benda yang membutuhkan gaya untuk dapat ditarik sampai sejauh s agar bisa berpindah. Adabila sudut θ terbentuk dari adanya gaya dengan perpindahan, maka akan diperoleh rumus seperti di bawah ini:

W =(F cos θ )s
W = Fs cos θ 

Usaha Pada Bidang Miring
Selain pengertian usaha dan energi di atas. Adapula penjelasan mengenai pelaksanaan usaha pada bidang miring. Untuk lebih jelasnya dapat anda perhatikan di bawah ini:

Pengertian Usaha dan Energi Beserta Rumus dan Contoh Soal
Gambar Usaha Pada Bidang Miring

Dari gambar di atas terdapat komponen komponen gaya yang semakin terurai. Untuk itu rumus usaha pada bidang miring ini secara sistematis dapat dinyatakan seperti berikut ini:

W =(mg sin θ )s
W = mgs sin θ 

Baca juga : Rumus Tekanan Fisika Beserta Contoh Soalnya

Energi

Pengertian Energi ialah kemampuan dalam melaksanakan usaha. Untuk itu sifat energi ialah kekal. Dengan kata lain bentuk energi hanya dapat berubah menjadi energi lain karena energi tidak bisa dimusnahkan. Selain pengertian usaha dan energi di atas. Adapula beberapa macam energi yang memiliki karakteristik dan rumus yang berbeda beda. Adapun jenis jenis energi yaitu sebagai berikut:

Energi Kinetik
Energi kinetik dapat diartikan sebagai bentuk energi benda yang dimiliki ketika melakukan gerakan. Energi kinetik yang dimiliki benda bergerak ini berupa kecepatan. Adapun rumus energi kinetik secara sistematis yaitu:

Ek = ½ mv²

Keterangan:
Ek = Energi kinetik (Joule)
m = Massa (kg)
v = Kecepatan (m/s)

Energi Potensial
Macam energi selanjutnya ialah energi potensial. Energi potensial ialah sebuah energi benda yang dimiliki karena adanya ketinggian. Adapun rumus energi potensial secara matematis yaitu:

Ep = mgh

Keterangan:
Ep = Energi potensial (Joule)
m = Massa (kg)
g = Percepatan gravitasi (m/s²)
h = Ketinggian benda (m)

Energi Potensial Pegas
Selain pengertian usaha dan energi di atas, adapula jenis energi yaitu energi potensial pegas. Pengertian energi potensial pegas yaitu energi potensial yang terdapat ketika pegas dimampatkan ataupun direnggangkan. Energi ini secara sistematis memiliki rumus seperti di bawah ini:

Ep = ½k (Δx)²

Keterangan:
Ep = Energi potensial pegas (Joule)
k = Konstanta pegas (N/m)
∆x = Perubahan panjang pegas (m)

Energi Mekanik
Macam energi selanjutnya ialah energi mekanik. Pengertian energi mekanik ialah penjumlahan antara energi kinetik dengan energi potensial yang menghasilkan energi tertentu. Energi benda ini memiliki besar yang selalu tetap selama gaya bekerja di luar sehingga tidak ada pada benda tersebut. Adapun rumus energi mekanik yaitu sebagai berikut:

Em = Ep + Ek

Keterangan:
Em = Energi mekanik (Joule)
Ep = Energi potensial (Joule)
Ek = Energi kinetik (Joule)

Hubungan Usaha dan Energi

Selain pengertian usaha dan energi beserta rumus usaha dan rumus energi diatas. Selanjutnya saya akan menjelaskan tentang hubungan antara usaha dengan energi. Usaha pada dasarnya merupakan energi yang berubah pada sebuah benda, baik berupa energi potensial maupun energi kinetik. Hubungan usaha dan energi ini secara sistematis dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan seperti di bawah ini.

W = ΔEk = ½m (v2² – v1²)
W = ΔEp = mg (h2 – h1)

Agar anda lebih memahami materi usaha dan energi di atas, maka saya akan membagikan contoh soal usaha dan energi terkait rumus di atas. Adapun contoh soal dan pembahasannya yaitu sebagai berikut:

Dari atas papan kasar terdapat peluncuran benda sejauh 8 m. Apabila terdapat gesekan antara benda dengan papan sebesar 125 N. Maka hitunglah besar usaha pada gaya gesek tersebut?

Pembahasan
Diketahui : s = 8m dan fg = 125 N
Ditanyakan : W = ?
Jawab :
Gaya gesek memiliki arah yang berkebalikan dengan perpindahan benda sehingga nilai usahanya negatif. Untuk itu rumusnya dapat berupa:
W = -fg.s
     = -125 . 8
     = -1000 J
Jadi gaya gesek tersebut melakukan usaha sebesar 1.000 Joule.

Demikianlah penjelasan mengenai pengertian usaha dan energi beserta rumus usaha, rumus energi, contoh soal usaha dan contoh soal energi. Usaha dan energi pada umumnya memiliki hubungan tertentu, karena keduanya pada dasarnya saling berkaitan. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca materi usaha dan energi di atas.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *