Dalam mempelajari ilmu Fisika, tentu anda akan menemukan materi tentang usaha. Dimana dalam Fisika, usaha bisa diartikan sebagai besarnya gaya pada sebuah benda sehingga membuat benda tersebut bergerak atau berubah posisinya.
Dengan demikian setiap gerakan yang anda lakukan sehari-hari ternyata menggunakan gaya. Tetapi ternyata gaya tersebut juga bisa dihitung besarnya dengan menggunakan rumus usaha. Rumus tersebut di dalam Fisika diperoleh dari hasil kali antara gaya dengan perpindahan benda.
Kumpulan Rumus Usaha
Perlu anda ketahui bahwa dalam Fisika, rumus usaha juga dibagi lagi menjadi beberapa jenis. Dimana nantinya rumus tersebut akan menghasilkan nilai usaha yang disesuaikan dengan gerakan yang dilakukan oleh sebuah benda. Berikut ini akan dijelaskan jenis rumus menghitung usaha yang bisa menambah wawasan anda.
Rumus Usaha Positif
W= F x S
Keterangan :
W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
s = jarak atau perpindahan benda (meter)
Berdasarkan rumus tersebut dapat diketahui bahwa usaha yang dilakukan sebesar 1 Joule, dengan gaya 1 Newton makan sebuah benda dapat berpindah sejauh 1 meter. Tetapi rumus tersebut juga bisa dinyatakan dalam bentuk lain apabila tidak diketahui besar gayanya. Sehingga besarnya usaha juga bisa dihitung dengan :
W= m x a x s
Keterangan :
W = usaha (Joule)
m = massa (kg)
a = percepatan (m/s2)
s = perpindahan benda (meter)
Contoh Soal :
Sebuah lemari digeser untuk dipindahkan sejauh 5 meter. Apabila gaya yang digunakan untuk memindahkan lemari tersebut sebesar 20 Newton, maka berapakah usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan lemari tersebut ?
Jawab :
W= F x s
W = 20 x 5 = 100 Joule.
Rumus untuk Usaha Apabila Gaya Membentuk Sudut
Apabila gaya yang diberikan pada sebuah benda membentuk sudut, maka rumus usaha menjadi :
W = F cosθ x s
Keterangan :
W= Usaha (joule)
F = Gaya (Newton)
Cosθ = besar sudut perpindahan
s = perpindahan
Contoh Soal :
Sebuah kotak kayu ditarik menggunakan gaya sebesar 100 N. Gaya tersebut dikerahkan pada sudut 37 ̊ . Tentukan usaha yang dilakukan agar bisa memindahkan kotak kayu tersebut untuk berpindah sejauh 40 meter !
Jawab :
W = F cosθ x s
W = 100 x cos 37 ̊ x 40
= 100 x 0,8 x 40 = 3.200 Joule
Rumus untuk Usaha Negatif
Rumus usaha ini berlaku untuk gaya dengan arah perpindahan benda yang berlawanan arah. Sehingga rumusnya bisa dinyatakan menjadi :
W= -F x s
Keterangan :
W= Usaha (joule)
F = Gaya (Newton)
s = perpindahan (meter)
Contoh Soal :
Adi mendorong sebuah meja ke samping kanan menggunakan gaya sebesar 200 N dan membuat benda tersebut berpindah sejauh 0,5 meter. Apabila gaya gesek meja dan lantai adalah 4N, maka tentukan besar usaha yang dilakukan gaya gesek tersebut !
Jawab :
W= -F x s
W = – 4 X 0,5 = -2 Joule
Rumus untuk Usaha Nol
Rumus ini berlaku untuk benda yang tidak berpindah merskipun gaya yang diberikan pada benda tersebut besar. Rumus tersebut dinyatakan menjadi :
Gaya tegak lurus dengan perpindahan
W = F x s x cos 90 ̊
W= F x s x 0 = 0
Benda tidak berpindah
W = F x s
W = F x 0 = 0
Contoh Soal : Sebuah lemari didorong dengan gaya 400 N tetapi lemari tidak berpindah. Tentukan besar usaha yang dilakukan !
Jawab : W = F x s
W = 400 x 0 = 0
Itulah penjelasan mengenai cara menghitung rumus usaha dalam Fisika yang bisa menambah wawasan anda. Dengan demikian anda akan semakin mudah dalam menyelesaikan soal-soal yang berkaitan dengan usaha dalam Fisika.