Page 19 - BAHAN AJAR USAHA DAN ENERGI

mu
B
a
a
ka
a
Bahan Ajar Fisika Bermuatan Nilia-nilai Karakter Kelas XI
F
n A
Ke
kt
X
a
a
ni
n N
K
a
B B a h h a a n A j j a a r r F i i s s i i ka B e e r r mu a t t a n N i i l l i a a i - - ni l l a i i K a a r r a kt e e r r Ke l l a s s X I I
= F ∆s= F (s2 – s1)
Lalu bagaimana menentukan besarnya usaha, jika gaya yang diberikan tidak teratur.
Misalnya, saat 5 sekon pertama, gaya yang diberikan pada suatu benda membesar dari 2 N
menjadi 8 N, sehingga benda berpindah kedudukan dari 3 m menjadi 12 m. Untuk menentukan
kerja yang dilakukan oleh gaya yang tidak teratur, maka kita gambarkan gaya yang sejajar
dengan perpindahan sebagai fungsi jarak s. Kita bagi jarak menjadi segmen-segmen kecil s.
Untuk setiap segmen, rata-rata gaya ditunjukkan dari garis putus-putus. Kemudian usaha yang
dilakukan merupakan luas persegi panjang dengan lebar s dan tinggi atau panjang F. Jika kita
membagi lagi jarak menjadi lebih banyak segmen, s dapat lebih kecil dan perkiraan kita
mengenai kerja yang dilakukan bisa lebih akurat. Pada limit s mendekati nol, luas total dari

banyak persegi panjang kecil tersebut mendekati luas dibawah kurva.Jadi usaha yang dilakukan
oleh gaya yang tidak beraturan pada waktu memindahkan

sebuah benda antara dua titik sama dengan luas daerah di
bawah kurva.

Pada contoh di samping :
W = ½ (∆F) (∆ s) + (F) (∆s)

= ½ ( 8 - 2 )( 12 – 3 ) + (2) (12-3)

= 27 joule + 18joule = 45 joule

Sebuah gaya yang besarnya berubah-ubah bekerja pada sebuah benda,

menyebabkan benda berpindah sejauh 25 meter dengan grafik seperti gambar
dibawah ini. Tentukanlah besar usaha yang dilakukan !

F (N)

6

I II III

5 10 15 20 25 30 s(m)
Penyelesaian

Cara I( Cari usaha tiap-tiap daerah kemudian ditambahkan)
1
WI = ሺ∆ ሻሺ∆ ሻ 19
2
1
1
= ሺ6 − 0ሻሺ5 − 0ሻ = ሺ5ሻሺ6ሻ = 15 J
2 2