Page 12 - KD 3.7 Usaha dan Energi

Modul _Fisika _Kelas X KD 3.9

KEGIATAN PEMBELAJARAN 2

USAHA DAN HUBUNGANNYA DENGAN PERUBAHAN

ENERGI

A. Tujuan Pembelajaran

Setelah kegiatan pembelajaran ini diharapkan, siswa dapat:
1. menjelaskan konsep usaha dalam hubungannya dengan gaya dan perpindahan;
2. menghitung besar usaha oleh resultan gaya;
3. membedakan usaha positif, usaha nol, dan usaha negatif; dan
4. menerapkan hubungan usaha dengan perubahan energi kinetic dan potensial.

B. Uraian Materi

1. Konsep Usaha
Usaha atau kerja (work) sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Maknanya
dalam fisika tidak persis sama. Bukankah kalian pernah mempelajarai pengertian usaha
waktu di SMP/MTs? Nah, betul, dalam fisika usaha didefinisikan sebagai gaya kali
perpindahan. Dua konsep (gaya dan perpindahan) ini menentukan besar usaha baik besar
maupun arahnya. Jika salah satu dari gaya atau pepindahan nilai nol, maka dianggap tidak
ada usaha.
Secara matematis, usaha dirumuskan dengan:
= .
= ℎ ,
= ,
= ℎ ,
Secara fisis perkalian titik (dot) antara dua vektor (vektor gaya dan vektor
perpindahan) menyatakan bahwa yang dimaksud adalah proyeksi gaya pada arah
perpindahan. Dalam hitungan ditulis menjadi:
= .
= ℎ ℎ
= ℎ ℎ ℎ
Dalam kehidupan sehari-hari, mudah ditemukan fakta bahwa memindahkan perabot
dengan cara menariknya dan perpindahannya tidak
ke arah gaya tarik. Coba lihat ilustrai pada gambar
disamping.
Mari kita hitung besar usaha ibu Sinta sedang
menarik peti. Jika gaya tarik F = 50,0 N membentuk
sudut 37 terhadap lantai. Peti itu mampu digeser
0
sejah 2,0 m, sebelum ibu Sinta kelelahan. Berapa
usaha yang dilakukan?
Dengan rumus usaha = . kita
dapat hitung sebagai berikut Gambar 2.1 Usaha Positif
= 50. 37 . 2 = 50.0,8.2 = 80

Dari hasil hitungan usaha oleh ibu Sinta, usaha bernilai positif ketika gaya searah
perpindahan. Nilai Cos α dengan sudut kurang dari 90 bernilai postif. Jika arah gaya
0
@2020, Direktorat SMA, Direktorat Jenderal PAUD, DIKDAS dan DIKMEN 16