Page 8 - UKBM FISIKA KD-3.9 Dahsyatnya Usaha dan Energi 2020_Neat

Sebuah benda dengan massa 4 kg berada pada bidang datar. Benda tersebut ditarik
oleh gaya 50 N yang membentuk sudut 60˚ terhadap bidang horizontal (perhatikan
gambar). Jika benda berpindah sejauh 4 m maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh
gaya tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
m = 4 kg
F = 50 N
s = 4 m
Ditanya: Usaha (W)
Jawab:

Perhatikan gambar diatas, untuk gaya (F) yang membentuk sudut θ terhadap
perpindahan (s), maka gaya (F) harus diuraikan terhadap bidang mendatar (searah
dengan perpindahan). Sehingga rumus usaha menjadi:
W = F cos α.s
Atau
W = F . s cos α
W = 50 . 4 cos 60˚
W = 200 (½) = 100 N
Contoh 3
Usaha sebagai perkalian titik antara vektor gaya dan vektor perpindahan
Sebuah gaya F = (2i + 4j) N melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah
menurut r = (5i + aj) m, vektor i dan j berturut-turut adalah vektor satuan yang searah
dengan sumbu X dan sumbu Y pada koordinat Cartesius.bila usaha itu bernilai 30 Joule,
maka hitunglah nilai a!
Pembahasan:
Diketahui:
F = (2i +4j) N
r = (5i +aj) m
Ditanya: a = ...?
Jawab:
Usaha adalah perkalian titik (dot product) antara vektor gaya dengan vektor
perpindahan.
W = F .r
30 = (2i + 4j) . (5i + aj)
30 = 10 + 4a
30 – 10 = 4a
4a = 20
a = 5

8 | P a g e UKBM FIS-3.9/4.9/2/3-3 USAHA DAN ENERGI

Neny Else-SMAN 2 Surabaya