USAHA

USAHA

Usaha atau kerja (dilambangkan dengan W dari Bahasa Inggris Work) adalah energi yang disalurkan gaya ke sebuah benda sehingga benda tersebut bergerak.

Usaha didefinisikan sebagai integral garis (pembaca yang tidak akrab dengan kalkulus peubah banyak lihat "rumus mudah" di bawah):

${\displaystyle W=\int _{C}{\vec {F}}\cdot {\vec {ds}}}$

di mana

C adalah lintasan yang dilalui oleh benda;

${\displaystyle {\vec {F}}}$ adalah gaya;

${\displaystyle {\vec {s}}}$ adalah posisi.

Usaha adalah besaran skalar, tetapi dia dapat positif atau negatif. Tidak semua gaya melakukan kerja. cotohnya, gaya sentripetal dalam gerakan berputar seragam tidak menyalurkan energi; kecepatan objek yang bergerak tetap konstan. Kenyataan ini diyakinkan oleh formula: bila vektor dari gaya dan perpindahan tegak lurus, yakni perkalian titik mereka sama dengan nol.

Bentuk usaha tidak selalu mekanis, seperti usaha listrik, dapat dipandang sebagai kasus khusus dari prinsip ini; misalnya, di dalam kasus listrik, usaha dilakukan dalam partikel bermuatan yang bergerak melalui sebuah medium.

Konduksi panas dari badan yang lebih hangat ke yang lebih dingin biasanya bukan merupakan usaha mekanis, karena pada ukuran mikroskopik, tidak ada gaya yang dapat diukur. Pada ukuran atomis, ada gaya di mana atom berbenturan, tetapi dalam jumlahnya usaha hampir sama dengan nol.

Pernyataan 1

Anton dan Yudi mendapat tugas dari gurunya untuk mendorong meja, sehingga meja tersbut  tersebut bergeser sejauh 4 mter walau mereka memberikangaya yang kecil saja.

Pernyataan 2

Pak Anton  dan Pak Yudi  selanjutnya mendorong almari dengan gaya yang besar, Namun walau sudah berusaha dengan keras dan dengan air keringat bercucuran almari tidak berpindah dari posisinya.

Ketika kita bercicara usaha dalam sehari-hari tentunya kita dapat mengatakan  bahwa usaha pada  pernyaaan 2 lebih besar di bandingkan dengan  dengan usaha pada pernyaatan yang pertama.Namun istilah usaha lain  dengan fisika. Dalam fisika usaha usaha berkaitan dengan gaya dan perpindahan. Jika suatu benda mendapatkan gaya dan mengalami perpindahan maka  sesuatu yang memberikan gaya tadi sudah melakukan usaha.  Dan jika sebuah benda sudah memberikan gaya walaupun gaya tersebut besar namun benda tersebut tidak mengalami perpindahan maka usahanya adalah nol atau tidak terjadi usaha. 

Jika sebuah benda dikenai gaya (F) dan benda tersebut mengalami perpindahan (s) yang searah dengan gaya yang diberikan maka gaya tersbut telah melakukan usaha (W) sebesar gaya yang diberikan dikalikan dengan perpindahannya.  

Maka usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut dapat ditulisakn secara matematis sebagai berikut ini:

W = F x s

Dengan :

W = usaha satuannya joule atau Nm

F = Gaya satuannya N atau kg m/s²

S = perpindahan  satuannya m

Besaranya usaha di atas dapat bernilai negatif atau positif ataupun dapat bernilai nol .

Contoh soal :

Sebuah benda di tarik dengan gaya 40 N ke utara dan 80 Newton ke selatan yang mengakibatkan benda tersebut bergeser sejauh 2 meter. tentunkanlah usaha yang bekerja pada gaya tersebut .

Diketahui :

F1 = 40 N

F2 = 120 N

Maka Rf = F2-F1 = 120 N - 40 N = 80 Newton

S = 2 meter

Ditanyakan :

W =....Joule

Jawab :

W = F x s = 80 N  x 2 m = 160 Joule

A. Usaha bernilai positif

Foto  dua orang anak mendorong meja searah

Bila usaha yang dilakukan adalah searah dengan arah gaya yang bekerja maka usaha tersbut bernilai positif. Contohnya Usaha bernilai positif  jika ada anak mendorong kursi  dan kursi  tersebut mengalami perpindahan  searah dengan gaya yang diberikan.

B. Usaha bernilai negatif

Jika usaha yang dilakukan berlawanan dengan arah benda maka usaha yang dilakukan adalah bernilai negatif. Contoh Sekelompok regu tarik tambang telah memberikan gaya sekuat tenaga namun usaha yang dilakukan oleh regu tarik tambang kalah  tadi berlawanan

C. Usaha bernilai nol

Usaha dikatakan bernilai nol jika gaya yang bekerja tidak menyebabkan terjadinya perpindahan. Contohnya adalh seorang anak kecil mendorong tembok walaupun dengan gaya yang besar tembok tersbut tidak mengalami perpindahan.

Foto orang mendorong tembok 

Sekarang kalian sudah dapat membedakan bukan istilah usaha dalam fisika dan dalam keseharian  kadang dapat  berebeda. Sesuatu dapat dikatakan sudah melakukan usaha jika sesuatu tersbut memberikan gaya pada benda dan benda yang dikenai gaya tersbut mengalami perpidahan. 

Sekarang jika ada orang membawa tas di punggungnya walau[un tasnya berat dia  dikatakan tidak melakukan usaha mengapa, karena  gaya berat tas tidak searah dengan arah perpindahan benda.

Sumber :

https://id.wikipedia.org/wiki/Usaha_(fisika)

http://pelajaransekolahan.blogspot.com/2014/03/contoh-istilah-usaha-gaya-fisika-dalam.html 

https://www.slideshare.net/agusmulanto/usaha-dan-energi-15169637