Hai Greaters, Sudah pernahkah kamu mengenal kata usaha dan energi? Sejauh ini, kata “usaha” sudah sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari dengan makna tentu berbeda dengan pengertian usaha dalam fisika. Pada kesempatan kali ini kita akan mengupas bab usaha dan energi dalam fisika. Pokok bahasan Usaha dan Energi yang telah kamu pelajari di SMP masih bersifat kualitatif/dasar dan mungkin dirimu sekarang sudah melupakan semua materinya. Nah, untuk mengingatnya kembali. Yuk! Simak poin-poin penting berikut ini, ya

Usaha dalam Fisika 

Dalam fisika, usaha adalah proses perubahan Energi yang diperoleh dari hasil kali antara komponen gaya dengan perpindahan suatu benda. Dengan kata lain, jika ada gaya yang menyebabkan perpindahan suatu benda, maka dapat dikatakan gaya tersebut melakukan usaha terhadap benda. Dari pengertian tersebut dapat disebut bahwa gaya yang dilakukan harus menyebabkan perpindahan suatu benda. Jika gaya yang dilakukan tidak menyebabkan perpindahan pada benda maka, nilai usaha benda tersebut sama dengan nol. 

Usaha yang dilakukan dengan gaya yang searah dengan perpindahan benda, dapat dinyatakan dengan rumus:

W = F × s

Keterangan:

W = Usaha, dengan satuan Joule

F = Gaya, dengan satuan Newton

s = perpindahan, dengan satuan Meter

Apabila dilakukan dengan gaya yang tidak searah dengan perpindahan benda tetapi membentuk sudut α terhadap perpindahan, maka persamaan di atas tidak lagi berlaku. 

Persamaan yang berlaku adalah:

W = F cos α × s

Energi dalam Fisika 

Energi dalam Fisika, diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan suatu usaha atau kerja. Energi tidak dapat dibuat dan tidak dapat dihilangkan. Contohnya, energi panas, energi kinetik , energi potensial dan energi listrik. Simak baik-baik penjelasannya dibawah ini:

a. Energi Potensial

Sumber : Pengertianku.net

Energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan, kondisi atau posisinya. Dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : Ep = m × g × h

Keterangan:

Ep = energi potensial, dengan satuan Joule

m = massa benda, dengan satuan (kg) 

g = percepatan gravitasi bumi, dengan satuan (m/s²)

h = ketinggian benda, dengan satuan (m)

b. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang ditimbulkan karena gerakannya. Rumusannya seperti berikut : Ek = ½ × m × v²

Keterangan :

Ek = energi kinetik, dengan satuan (J)

m = massa benda, dengan satuan (kg)

v = kecepatan benda, dengan satuan (m/s)

c. Energi Panas

Sumber : Pengertianku.net

Energi yang satu ini pastinya sudah tidak asing bagi kalian, tidak ada hari tanpa energi panas. Pada pembahasan usaha dan energi kali ini akan menjelaskan rumus dari energi panas. Energi panas adalah energi yang menyebabkan terjadinya perubahan suhu pada benda, dapat dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : Q = m × c × ΔT atau Q = C × ΔT

Keterangan:

Q = Energi panas atau kalor

m = massa suatu benda

c = kalor jenis suatu benda

C = kapasitas kalor suatu benda

T = T. akhir – T. awal

d. Energi listrik

Energi listrik adalah energi yang ditimbulkan oleh arus listrik. Contohnya, televisi, setrika, kipas angin dan lain-lain. Dapat ditentukan melalui rumus sebagai berikut : W = V × I × t

Keterangan :

W = energi listrik, dengan satuan (Joule)

V = beda potensial listrik, dengan satuan (Volt)

I = kuat arus listrik, dengan satuan (Ampere)

t = selang waktu, dengan satuan (sekon)

e. Energi Mekanik

Energi mekanik adalah total energi yang dimiliki oleh seluruh benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu serta berada pada kedudukan atau posisi tertentu terhadap titik acuannya. Energi Mekanik adalah hasil penjumlahan energi potensial dan energi kinetik.

Hukum Kekekalan Energi Mekanik berlaku dengan rumus :E. Mekanik 1 = E. Mekanik 2 atau EK. 1 +Ep. 1 = Ek. 2 + Ep. 2

Contoh Soal dan Pembahasannya

1. Sebuah sepeda motor melakukan kerja atau usaha sebesar 8000 Joule untuk menempuh jarak 50 meter dengan kelajuan tetap. Besar gaya yang dilakukan sepeda motor itu adalah ... 

Pembahasan:

W = F × s

8000 = F × 50

F = 8000 : 50

F = 160 Newton

2. Sebuah bola basket bermassa 3 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari atas gedung melewati jendela B dari atas ke jendela C di lantai bawah dengan beda tinggi 5,5 m (g = 10 m/s²). Besar usaha untuk perpindahan bola basket dari jendela B ke jendela C adalah ... 

Pembahasan:

W = Ep

W = m × g × Δh

W = m × g × (h.2 - h.1) 

W = 3 × 10 × 5,5

W = 165 Joule

Nah Greaters, demikianlah bahasan mengenai bab usaha dan energi dalam fisika. Tanpa kita sadari, hal yang kita pelajari di sekolah memang berkaitan dengan kehidupan sehari-hari. Perlu diketahui bahwa materi fisika ini juga salah satunya, loh! Coba Greaters, kejadian apa saja yang pernah dialami yang berhubungan dengan materi di atas?

Sumber gambar utama : Baohanam.com.vn
Penulis : Prokonten

Baca juga Belajar Materi Suhu dan Kalor dalam Fisika