TEMPO.CO, Jakarta - Fisika adalah salah satu bidang ilmu yang sering melibatkan penggunaan berbagai rumus. Salah satu rumus penting dalam fisika adalah rumus usaha. Rumus ini digunakan untuk menghitung jumlah energi yang diperlukan atau gaya yang dilakukan untuk memindahkan atau menggerakkan suatu benda.
Mengutip buku Rumus Lengkap Fisika SMP Drs. J. Untoro, dalam ilmu fisika dijelaskan bahwa usaha adalah suatu kegiatan yang menggunakan energi untuk memindahkan suatu benda, dari suatu tempat ke tempat lain. Adapun rumus usaha yang digunakan untuk mencari nilai besarnya energi atau gaya adalah sebagai berikut:
Rumus Usaha Fisika
Usaha (W) = Gaya (F) x Perpindahan (s)
Keterangan:
W = usaha dengan satuan Newton meter = Joule (J) satuan
F = Gaya dengan satuan Newton (N)
s = perpindahan atau jarak dengan satuan meter (m)
Perlu dicatat, rumus usaha memiliki kemampuan untuk menghasilkan nilai positif atau negatif tergantung pada arah gaya yang bekerja terhadap perpindahan benda. Berikut adalah cara untuk menghitung usaha menggunakan rumus yang tepat:
- Jika gaya bekerja searah dengan arah perpindahan benda, maka usaha yang dilakukan akan memiliki nilai positif. Dalam hal ini, rumus usaha yang digunakan adalah W = F x s.
- Jika gaya yang bekerja berlawanan dengan arah perpindahan benda, maka usaha yang dilakukan akan memiliki nilai negatif. Dalam kasus ini, rumus usaha yang digunakan adalah W = -F x s.
Contoh Soal dan Pembahasannya
Berikut ini contoh soal dari berbagai sumber yang bisa Anda pelajari agar lebih paham cara menggunakan rumus usaha.
1. Sebuah benda dengan massa 2 kg ditarik sejauh 5 meter dengan gaya sebesar 10 N sejajar dengan arah perpindahan benda. Hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada benda tersebut!
Pembahasan:
Dalam kasus ini, gaya (F) adalah 10 N dan perpindahan (s) adalah 5 meter. Jika nilai-nilai tersebut dimasukan ke dalam rumus usaha, maka dapat menghitung:
W = F x s m
W = 10 N x 5 m
W = 50 Nm atau 50 Joule
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar 10 N pada benda tersebut adalah 50 Joule.
2. Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya 60 Newton, apabila menempuh jarak 7 meter dalam arah yang sama?
Pembahasan:
Diketahui, gaya (F) dalam kasus tersebut adalah 60 N dan perpindahannya adalah 7 meter. Maka dari itu, dapat dihitung dengan penyelesaian berikut:
W = F x s
W = 60 Newton x 7 meter
W = 420 Newton meter
W = 420 Joule
Jadi, usaha yang dilakukan adalah sebesar 420 joule.
3. Berapakah usaha yang diperlukan untuk mengangkat benda 350 kg, setinggi 10 meter? (g=10 m/s2)
Dalam soal tersebut diketahui terdapat benda dengan massa (m) 350 kg. Massa tersebut harus dikonversikan menjadi gaya (F) dengan rumus F = m x g. Artinya F = 350 kg x 10 m/s2 = 3500 Newton. Selanjutnya, diketahui perpindahan benda tersebut adalah 10 meter. Berikut adalah penyelesaiannya.
W = F x s
W = 3500 Newton x 10 meter
W = 35.000 Newton meter
W = 35.000 Joule
Jadi, usaha yang diperlukan untuk mengangkat benda 350 kg itu adalah sebesar 35.000 Joule.
Demikian penjelasan tentang rumus usaha dalam fisika serta pembahasan soalnya. Dengan memahami rumus usaha ini, maka dapat mempermudah untuk menghitung jumlah energi atau gaya yang diperlukan untuk memindahkan atau menggerakkan benda dalam berbagai situasi fisika.
Pilihan editor: Rumus Volume Kubus: Cara Menghitung dan Contoh Soalnya
RIZKI DEWI AYU
