Page 27 - ipa

Seseorang dikatakan melakukan usaha jika benda yang dikenai gaya mengalami perpindahan.
Usaha sama dengan nol jika benda yang dikenai gaya tidak mengalami perpindahan. Jika tanpa
dikenai gaya, suatu benda mengalami perpindahan, maka usaha yang dilakukan juga sama dengan
nol. Besar usaha dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut.
W = F × s

Keterangan:
W = usaha (joule)
F = gaya yang bekerja (newton)
s = jarak perpindahan (meter)
Agar kamu memahami konsep usaha dengan baik, perhatikan gambar berikut!
F

s
Jika gaya yang diberikan pada objek membentuk sudut maka persamaannya menjadi
W = F ∙ s ∙ cos θ

dengan θ = sudut yang dibentuk gaya dengan perpindahan
Jika gaya (F) searah dengan perpindahan (s) maka sudut antara F dan s adalah 0°. Jika gaya
(F) berlawanan arah dengan perpindahan (s) maka sudut antara F dan s adalah 180°. Dengan
demikian, dapat disimpulkan sebagai berikut.
a. Usaha dapat bernilai positif, dapat pula bernilai negatif.
b. Usaha bernilai positif, jika komponen gaya sejajar dan searah dengan perpindahan.
c. Usaha bernilai negatif, jika komponen gaya sejajar perpindahan dan berlawanan arah dengan
perpindahan.
Satuan usaha dinyatakan dalam joule, di mana 1 joule diartikan sebagai suatu usaha yang
dilakukan oleh gaya sebesar 1 Newton sehingga terjadi perpindahan sejauh 1 meter. Satuan usaha
yang lain, sebagai berikut.
a. 1 kilo joule (kJ) = 1.000 J
b. 1 mega joule (MJ) = 10.000 J
Contoh:
Seorang anak menarik mobil mainan dengan seutas benar sehingga mobil mainan berpindah sejauh
5 m. Jika gaya penarik besarnya 2 N dan benang bersudut 60° terhadap perpindahan, berapa usaha
yang dilakukan anak tersebut? (cos 60° = 0,5)
Penyelesaian:
Diketahui: s = 5 m; F = 2 N; θ = 60° MENGAMATI
Ditanya: W = …?
Jawab: Amatilah gir, engkol sepeda, dan sekrup yang ada pada
W = F ∙ s ∙ cos θ sepeda. Amati juga linggis, tang, pinset, dan katrol yang
= 2 × 5 × cos 60° ada di rumahmu!
= 10 × 0,5 = 5
Jadi, besar usaha yang dilakukan anak tersebut adalah 5 joule.
2. Hubungan Usaha dan Energi
Hubungan usaha dan energi juga terdapat pada beberapa kasus. Usaha yang dikerjakan oleh
suatu gaya bisa mengubah besarnya energi kinetik pada benda tertentu. Energi sendiri digolongkan
ke dalam berbagai macam dan bentuk. Energi juga bisa digunakan ketika mengalami perubahan
bentuk. Ketika gaya melakukan usaha pada sebuah benda, maka akan terjadi perubahan energi pada
benda tersebut. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda yang bergerak horizontal menyebabkan
perubahan energi kinetik. Dengan demikian, besarnya usaha sama dengan perubahan energi kinetik
benda.

Ilmu Pengetahuan Alam Kelas VIII SMP/MTs Semester 1 (Kurikulum 2013 Edisi Revisi) 27