Dalam kehidupan sehari – hari, kata usaha sering dikaitkan dengan tindakan untuk membuat suatu perubahan atau tindakan yang dilakukan untuk mencapai suatu tujuan tertentu. Misalnya, agar lulus ujian, kamu berusaha dengan belajar. Agar sembuh dari sakit, kamu berusaha dengan meminum obat.
Dalam fisika, apakah usaha itu? Perhatikan contoh kasus berikut!
- Cobalah untuk mendorong tembok! Apakah tembok tersebut bergerak? Meskipun kamu merasa lelah dan berkeringat saat kamu mendorong tembok tersebut, dikatakan bahwa kamu tidak melakukan usaha sama sekali atau usahanya bernilai nol.
- Coba perhatikan gambar kuda menarik kereta pada gambar berikut. Kuda yang menarik kereta mengakibatkan kereta berpindah tempat. Dalam hal ini, pada kereta bekerja suatu gaya yang mengakibatkan terjadinya perpindahan. Selama gaya bekerja dan terjadi perpindahan, kuda dikatakan melakukan usaha.
Dari dua contoh kasus di atas, dapat disimpulkan bahwa pengertian usaha berkaitan dengan gaya dan perpindahan. Usaha terjadi jika gaya yang bekerja pada suatu benda mengakibatkan benda itu berpindah tempat. Semakin besar gaya yang digunakan untuk memindahkan benda, semakin besar pula usaha yang dilakukan. Semakin besar perpindahan benda, semakin besar pula usaha yang dilakukan.
Secara matematis, jika sebuah pada benda bekerja gaya (F) hingga berpindah itu berpindah sejauh (s), dapat dirumuskan:
W = F. s
Dengan:
W = usaha (joule)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Usaha 1 joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk memindahkan benda sejauh 1 meter dalam arah yang sama dengan arah gaya sehingga diperoleh persamaan berikut:
1 joule = 1 Newton x 1 meter
Contoh soal:
Perhatikan gambar perpindahan benda berikut!
Besar usaha yang dilakukan adalah …
Penyelesaian:
Dik:
F = 200 N
s = 50 cm = 0,5 m
dit:
W = … ?
Jawab:
W = F . s
W = 200 N . 0,5 m
W = 100 joule