Usaha dalam kehidupan sehari-hari

Usaha

Ketika gaya berinteraksi dengan benda sehingga benda itu mengalami perpindahan maka gaya itu dikatakan melakukan usaha pada benda. Lalu, apakah yang dimaksud dengan usaha itu? Samakah dengan pengertian usaha dalam istilah sehari-hari?

Dalam keseharian, istilah usaha dapat diartikan sebagai segala daya upaya atau kegiatan yang dilakukan manusia untuk mencapai tujuan tertentu. Sebagai contoh untuk meraih tujuan berupa pengetahuan seseorang melakukan usaha berupa kegiatan belajar. Lalu bagaimanakah arti usaha dalam fisika?

Kemudian, pada saat kita mendorong dinding dengan suatu gaya tertentu, ternyata dinding tersebut tetap diam. Apabila gaya tersebut kita gunakan untuk mendorong kursi, ternyata kursinya bergerak. Dalam pengertian sehari-hari kita mengatakan bahwa usaha yang kita lakukan untuk mendorong dinding maupun untuk mendorong kursi adalah sama, karena gaya yang kita gunakan besarnya sama, tanpa memperhatikan benda tersebut tetap diam atau bergerak. Apakah hal ini sama dengan pengertian usaha dalam fisika?

Dalam fisika, usaha selalu melibatkan gaya dan perpindahan. Usaha hanya akan terjadi jika gaya yang bekerja pada suatu benda menghasilkan perpindahan pada benda itu. Jadi, meskipun pada benda bekerja gaya yang sangat besar, tetapi jika benda tidak mengalami perpindahan, berarti tidak ada usaha pada benda itu. Usaha berkaitan dengan suatu perubahan. Seperti kita ketahui, gaya dapat menghasilkan perubahan. Apabila gaya bekerja pada benda diam, benda tersebut bisa berubah posisinya. Sedangkan bila gaya bekerja pada benda yang bergerak, benda tersebut bisa berubah kecepatannya. Untuk memindahkan massa yang lebih besar diperlukan usaha yang lebih besar. Demikian pula untuk memindahkan benda pada jarak yang lebih jauh, juga diperlukan usaha yang lebih besar.

Contoh melakukan usaha dalam kehidupan sehari-hari

• Mendorong meja dari pojokan rumah sampai ke tengah rumah. Artinya meja yang kita dorong ada perpindahan.
• Mengayuh becak sampai beberapa meter
• Mengayuh sepeda dari rumah sampai ke sekolah

Usaha dapat bernilai positif, negatif, dan nol (0). Berikut penjelasannya!

1. Usaha positif

Usaha yang bernilai positif jika gaya yang dikerjakan searah dengan perpindahan benda. Misalnya kita mendorong meja ke arah kanan, maka meja yang didorong berpindah ke arah kanan juga. Contohnya  kuda menarik gerobak ke kanan, gerobaknya juga ikut bergerak ke kanan.

2. Usaha negatif

Usaha yang bernilai negatif apabila gaya yang dikerjakan pada benda tidak searah dengan gerak benda. Contohnya apabila kita menarik gerobak di tanjakan. Karena kita capek atau lelah akhirnya gerobaknya turun ke bawah karena kita sudah tidak kuat lagi menahan gerobaknya. 

3. Usaha bernilai nol

Kalau usaha bernilai nol ini artinya tidak ada perpindahan. Bisa dikatakan pula gayanya tegak lurus dengan perpindahan. Contohnya apabila kita mendorong tembok, tembok tidak bergerak atau bergeser.

Usaha adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan kedudukan suatu benda. Besarnya usaha ditentukan oleh besarnya gaya yang diberikan pada benda dan jauhnya perpindahan benda. Secara matematis, usaha dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = F. s

Keterangan:

W = usaha (joule)

F = gaya (newton)

s = perpindahan (meter)

Contoh Soal:

Diketahui gaya sebesar 5 N menyebabkan benda berpindah sejauh 10 m. Berapa besar usahanya?

Pembahasan:

Diketahui:

F = 5 N

s = 10 m

Ditanyakan: W = ….?

Jawaban:

W = F x s

W = 5 N x 10 m = 50 J

Jadi. besar usahanya sebesar 50 Joule.

Contoh soal

Perhatikan gambar perpindahan benda berikut!

Jika usaha oleh gaya-gaya tersebut terhadap benda sebesar 375 Joule, benda dapat berpindah sejauh ….

Pembahasan:

Diketahui :

• Usaha: W = 375 Joule
• Resultan gaya: ΣF = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newton (ke kanan)

Ditanyakan: Perpindahan benda (s)

Rumus usaha : W = F × s

Perpindahan :

  

  

  

B. Laju Energi atau Daya (P)

Daya merupakan Laju Energi yang dihantarkan selama melakukan usaha dalam periode waktu tertentu. Satuan SI (Satuan Internasional) untuk Daya yaitu Joule / Sekon (J/s) = Watt (W). Satuan Watt dipakai untuk penghormatan kepada seorang ilmuan penemu mesin uap yang bernama James Watt. Satuan daya lainnya yang sering dipakai yaitu Daya Kuda atau Horse Power (hp), 1 hp = 746 Watt. Daya adalah Besaran Skalar, karena Daya hanya mempunyai nilai, tidak memiliki arah.

Laju energi atau daya adalah besar energi yang dipergunakan dalam setiap detik, sehingga dapat ditentukan dengan cara membagi besar usaha (W) dengan selang waktu (t). Secara matematis, Daya dirumuskan sebagai berikut.

P = W/t

Keterangan:

P = daya (watt)

W = usaha (joule)

t = waktu (sekon)

Contoh Soal:

Beni mendorong kereta belanja dengan gaya sebesar 250 N sehingga kereta belanjanya maju ke depan sejauh 50 m. Waktu yang diperlukan oleh beni untuk mendorong kereta belanja tersebut adalah 50 sekon. Tentukan:

a. besar usaha yang dilakukan oleh Beni untuk mendorong kereta belanja,

b. daya yang dilakukan Beni untuk mendorong kereta belanja.

Pembahasan:

Diketahui:

F = 250 N

s = 50 m

t = 50 s

Ditanyakan: W dan P

Jawaban:

a. besar usaha

W = F x s

W = 250 N x 50 m

W = 12500 J

b. besar daya

P = W/t

P = 12500 J/50 s

P = 250 watt