USAHA dan ENERGI Oleh: SUPRIATNA (1503051)

KAJIAN MATERI USAHA

Definisi Usaha (W) yang dilakukan oleh sebuah gaya (F) didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya pada arah pergeseran dengan panjang pergeseran benda.

Usaha Usaha (W) yang dikerahkan orang digunakan untuk mengubah energi kinetik

Energi Potensial Usaha (W) yang dikerahkan orang digunakan untuk mengubah energi potensial h=0

USAHA OLEH GAYA KONSTAN F F q F cos q s Usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya pada arah pergeseran dengan panjang pergeseran benda. Gambar di atas merupakan ilustrasi sebuah benda yang bergeser sejauh s karena mendapatkankan gaya konstan F. Dari definisi tentang usaha dapat dikatakan bahwa sebuah gaya melakukan usaha jika : a. mengakibatkan terjadina pergeseran benda b. gaya F harus memiliki komponen yang sejajar dengan s. (5.1) (5.2)

Persamaan 5.1 dan 5.2 hanya berlaku untuk usaha yang dilakukan pada benda oleh gaya tertentu Untuk gaya – gaya lain yang bekerja pada benda tersebut harus di hitung sendiri – sendiri secara terpisah contoh : gaya gesek, gaya berat, gaya normal

N F q f mg Mengapa ? (5.3) Usaha oleh gaya F : Usaha oleh gaya gesek f : Usaha oleh gaya normal N : Mengapa ? Usaha oleh gaya berat mg : (5.3) Usaha total :

Jika Kita perhatikan persamaan 5 Jika Kita perhatikan persamaan 5.1 terlihat bahwa besarnya usaha (W) bergantung pada Cos ϴ, sehubungan dengan hal tersebut, dari beberapa referensi yang dibaca, ada tiga keadaan istimewa mengenai usaha, diantaranya Jika gaya (F) sejajar Perpindahan benda (S), maka sudut ϴ = 0, dalam keadaan seperti ini nilai cos 0 adalah 1 maka W = F Cos ϴ . S W = F.S Jika gaya (F) tegak lurus dengan Perpindahan benda(S), maka sudut ϴ = 90, dalam keadaan seperti ini nilai cos 90 adalah 0 maka W = F Cos ϴ . S W = 0 Jika gaya (F) bekerja berlawanan arah dengan Perpindahan benda (S), maka sudut ϴ = 180, dalam keadaan seperti ini nilai cos 180 adalah -1 maka W = F Cos ϴ . S W = - F.S

CONTOH USAHA BERNILAI NOL (TIDAK MELAKUKAN USAHA) Tidak semua gaya yang sudah bekerja dikatakan melalukan usaha atau semua benda yang berpindah telah dikenai usaha. Untuk lebih jelasnya mari kita bahas, berikut ini peristiwa yang usahanya bernilai nol Gaya penyebab ada tetapi tidak ada perpindahan. F tidak sama dengan nol dan s sama dengan nol, contohnya adalah ketika kita mendorong tembok. Walaupun kita sudah mengeluarkan gaya tetapi tembok tidak berpindah maka kita dikatakan tidak melakukan usaha. Gaya penyebab tidak ada tetapi terjadi perpindahan. Contohnya adalah ketika kita bermain sky dan kita sedang ber GLB maka resultan gayanya sama dengan nol tetapi kita mengalami perpindahan. Kejadian ini juga tergolong usaha bernilai nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha. Gaya dan perpindahan membentuk sudut 90 derajat. Contohnya ketika kita menenteng tas dan berjalan maju, sudut yang dibentuk gaya penyebab dengan perpindahan yang dihasilkan adalah 90 derajat. Jika kita masukkan kedalam persamaan gaya yang membentuk sudut maka akan kita peroleh hasil Usaha sama dengan nol atau kita dikatakan tidak melakukan usaha.

Usaha dan Energi Kinetik Untuk massa tetap : Fx = max Untuk percepatan tetap : (5.5) Energi kinetik adalah energi yang terkait dengan gerak benda. (5.6) Teorema Usaha-Energi (5.7) Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya untuk menggeser benda adalah sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut.

W = ½ m v22 – ½ m v12 W = Ek2 – Ek1 USAHA DAN ENERGI KINETIK W = F s W = (m a) s Ingat: v22 = v12 + 2as → as = ½ v22 – ½ v12 W = m ( ½ v22 – ½ v12 ) W = ½ m v22 – ½ m v12 W = Ek2 – Ek1 Usaha yang diterima benda = perubahan energi kinetiknya. W = ∆ Ek

Dari N.m = cgs Satuan : SI Dimensi : joule (J) 1 J = 107 erg erg Usaha mrupakan besaran skalar dimana hasil perkalian skalar vektor gaya (F) dengan vektor perpindahan (S)

Contoh Soal: Seorang menarik sebuah peti yang memiliki massa 50 kg sejauh 40 meter pada lantai datar dengan gaya konstan F = 100 N, yang mana membentuk sudut 370. lantai dengan peti terjadi gaya gesekan f = 50 N. Tentukan Usaha pada masing2 gaya yang bekerja pada peti? Usaha total peti? Jawab : lihat gambar di bawah ini terlihat gaya – gaya yang bekerja pada peti

Penyelesaian Usaha yang bekerja dari Gaya Gravitasi dan gaya normal adalah Nol (0), karena Gaya (F) tegak lurus dengan arah perpindahan Usaha dari gaya F sebesar Usaha dari gaya gesek(f) sebesar

b. Besar Usaha Total Cara 1: Cara 2:

MISKONSEPSI SISWA PADA MATERI USAHA Usaha adalah gaya(F) dikali perpindahan, tanpa melihat mempertimbangkan pengaruh/kondisi lain seperti sudut ϴ usaha dalam kehidupan sehari-hari sama dengan usaha dalam fisika Contoh Jika suatu gaya (F) bekerja pada suatu objek dan objek itu tidak bergerak dalam suatu jarak tertentu (S), maka tidak ada kerja (W).  Di sini beberapa siswa berpikir bahwa di situ ada kerja (W). Mereka sulit mengerti mengapa jika seseorang mendorong suatu kereta dengan banyak energi, ia tidak membuat kerja.  Mereka berpikir bahwa jika seseorang membuat aktivitas dengan suatu energi ia membuat suatu kerja,

KENDALA DALAM PEMBELAJARAN Kurangnya alat bantu pembelajaran yang dapat menarik minat anak Persepsi anak terhadap mata pelajaran fisika yang kurang bagus

SOLUSI Pembelajaran di bantu dengan virtual /Animasi Ditampilkan contoh dalam bentuk Visualisasi Mengambil contoh yang real dalam kehidupan sehari- hari Anak dilibatkan aktif dalam pembelajaran seperti praktek dengan benda2 yang terdapat di lingkungan pembelajaran

Apakah nenek melakukan usaha ? Apakah gaya angkat yang dikerahkan nenek melakukan usaha?

Apakah ibu2 melakukan usaha ? Apakah gaya angkat yang dikerahkan ibu2 melakukan usaha?

Apakah kuda melakukan usaha ? Apakah gaya tarik yang dikerahkan kuda melakukan usaha?

Apakah anak laki2 ini melakukan usaha ? Apakah gaya angkat yang dikerahkan anak ini melakukan usaha?

Apakah lifter ini melakukan usaha ? Apakah gaya angkat yang dikerahkan lifter ini melakukan usaha?

Apakah orang ini melakukan usaha ? Apakah gaya dorong yang dikerahkan orang ini melakukan usaha?

Apakah ibu ini melakukan usaha ? Apakah gaya angkat yang dikerahkan ibu ini melakukan usaha?

Apakah Obama melakukan usaha ? Apakah gaya tarik yang dikerahkan Obama melakukan usaha?

Daftar Pustaka Halliday, (1978), Fisika Jilid 1, edisi ketiga.Erlanggga.Jakarta Zmensky, Mekanika Suratman, (2006),Fisika SMK kelas X, Armico.Bandung