Usaha dan Energi - Konsep Usaha

Definisi Usaha

• Usaha ( W ) dalam fisika: hasil kali gaya ( F ) dan perpindahan ( S ).

• Rumus: W = F (\cos \theta) (\times S)

(\theta) = sudut antara gaya dan perpindahan.

• Satuan usaha: Joule ( J ).

Komponen Gaya

• Gaya F yang tidak searah dengan perpindahan harus diuraikan menjadi komponen:

F (\cos \theta) (horizontal).

F (\sin \theta) (vertikal).

Situasi Usaha

1. Gaya searah perpindahan: (\theta = 0)

   • Usaha:

W = F (\times S)

2. Gaya tegak lurus perpindahan: (\theta = 90)

   • Usaha:

W = 0

3. Gaya berlawanan arah perpindahan: (\theta = 180)

   • Usaha:

W = -F (\times S)

4. Gaya tidak menyebabkan perpindahan: S = 0

   • Usaha:

W = 0

Catatan Penting

• Usaha adalah besaran skalar (tidak memiliki arah).
• Positif jika searah dengan gerak benda, negatif jika berlawanan.
• Luas daerah di bawah grafik gaya ( F ) terhadap perpindahan ( S ) menunjukkan usaha.

Contoh Soal

Soal 1

• Benda 5 kg di lantai kasar, F mendatar 30 N, S = 2 m
• Gambar gaya: berat ( W ), normal ( N ), gesekan kinetis ( FK )

• Hitung usaha oleh masing-masing gaya:

WF = F (\times S)= 60 J

WN , WW = 0 (tegak lurus)

WFk = -20 J (gaya gesek)

• Usaha total: 40 J

Soal 2

• Benda 5 kg di bidang licin, diberi gaya F1 = 10 N dan F2 = 5 N
• Uraikan gaya miring menjadi komponen
• Hitung usaha total: fokus pada gaya searah
  • Usaha total = 55 J

Soal 3

• Grafik FS: tentukan usaha
• Usaha adalah luas di bawah kurva
• Pembagian daerah untuk penghitungan: trapezium dan segitiga
• Usaha total: 112 J

---

Untuk materi lengkap, cek playlist yang tersedia. Tuliskan pertanyaan di komentar. Semoga bermanfaat!