Kelas XI | Konsep Usaha, Energi dan Daya

Mengapakah orang yang melakukan sesuatu lebih mudah lelah daripada orang yang hanya diam diam saja? Apakah hubungan antara energi dengan usaha (kerja) yang dilakukan. Check this guys!

A. Konsep Usaha

Pada dasarnya usaha merupakan penggunaan energi untuk melakukan kera berupa dorongan atau tarikan (gaya) sehingga menyebabkan benda mengalami perpindahan posisi. Dengan syarat harus adanya perpindahan posisi, maka usaha mempunyai hubungan dengan gaya (F), Energi potensial (EP) dan Energi kinetik (EK).

B. Usaha dengan Gaya

Usaha bisa dinyatakan sebagai hasil kali dari gaya yang diberikan pada benda dengan besarnya perpindahan posisi benda. Arah gaya harus searah dengan arah perpindahan benda.

Persamaan : 

Jika arah gaya (F) miring membentuk sudut tertentu 

maka persamaannya menjadi :

Contoh Soal.

Sebuah balok bermassa 2 kg di atas lantai licin ditarik gaya 8 N membentuk sudut
60° terhadap bidang horizontal. Jika balok berpindah sejauh 2 m, tentukan usaha
yang dilakukan!

Penyelesaian:
m = 2 kg
F = 8 N

α = 60°
s = 2 m

maka usahanya adalah : 

W = F cos 60° . s

W = 8. ½ . 2
W = 8 Joule

C. Usaha dengan Energi Potensial Gravitasi

Apabila sebuah benda berada pada ketinggian tertentu diangkat hingga ketinggiannya berubah maka besar usaha yang dilakukan adalah sebesar perubahan energi potensial benda tersebut.

Persamaannya :

Contoh Soal.

Andi mengangkat box bermassa 5 kg dari lantai 2 yang tingginya 3 m dari tanah ke lantai 4 yang tingginya 9 m dari tanah. Jika percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2 maka besar usaha yang dilakukan sebesar ....

Penyelesaian :

m = 5 kg

h1 = 3 m

h2 = 9 m

g = 10 m/s2 

maka usahanya :

W = m.g. (h2-h1)

W = 5. 10. (9-3)

W = 300 J

D. Usaha dan Energi Kinetik

Apabila sebuah benda mengalami perubahan kelajuan maka besar usaha yang dilakukan sebesar perubahan energi kinetik yang terjadi pada benda tersebut.

Persamaannya :

Contoh Soal.

Sebuah benda massanya 6 kg bergerak dengan kecepatan 3 m/det pada bidang datar. Karena pengaruh gaya, kecepatannya berubah menjadi 6 m/det. Besar usaha selama benda bergerak adalah ....

Penyelesaian :

m = 6 kg

v1 = 3 m/s

v2 = 6 m/s

maka usahanya :

W = ½ m (v22 - v12 )

W = ½. 6. (62  - 32 )

W = 3. (36 - 9)

W = 3. 27

W = 81 J

E. Daya

Daya merupakan besarnya usaha atau energi yang dihasilkan tiap detik.

Persamaannya :

Contoh Soal.

Sebuah lift mampu mengangkut 5 penumpang (massa tiap penumpang = 60 kg) setinggi 10 m dalam
waktu 15 sekon. Jika massa lift 900 kg dan g = 10 m/s2 , berapakah daya lift itu?

Penyelesaian :

Massa total beban = 6 x 60 + 900 = 1200 kg

Δh = 10 m

t = 15 s

g = 10 m/s2 

Maka dayanya : 

Bagaimana sobat semua, bisa kan memahami materi usaha, energi dan daya? Semoga bisa membantu ya. See you guys!