Usaha dan Energi Bidang Miring

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi

Artikel ini membahas tentang materi mengenai usaha dan energi, termasuk energi potensial, energi potensial pegas, energi kinetik dan energi mekanik ciri-ciri serta contoh soal usaha dan energi.

Kalo ngomongin usaha dan energi apa yang muncul dalam benak kalian ? apakah “usaha” kalian buat mempertahankan nilai kalian? Atau usaha untuk mempertahankan rank kalian? Atau mungkin malah kepikiran impian kalian ingin membuka usaha dibidang tertentu? Emang bener “usaha” yang dipikiran kalian tersebut bisa dihitung dengan fisika? Apapun “usaha”nya, meskipun namanya sama-sama “usaha”, pengertian “usaha” dalam dunia fisika berbeda dengan yang telah disebutkan diatas. 

Terus apa hubungannya sama energi?, energi pun sebenarnya memiliki pengertian yang luas, dimana sulit untuk menjelaskan mengenai energi itu sendiri, karena energi itu memiliki hubungan erat dengan yang lain termasuk dengan usaha. 

Pengertian dan Rumus Usaha

Dalam ilmu fisika usaha adalah besarnya energi atau gaya yang diberikan untuk memindahkan atau menggerakkan suatu benda atau objek. Yang dimaksud dengan memindahkan disini artinya tempat atau letaknya yang berubah setelah dilakukan usaha. Oleh karena itu untuk menghitung seberapa besar usaha digunakan persamaan berikut

W = F.s

Dimana, F= Gaya (N); W= Usaha(Joule); dan s= Perpindahan (m).

Usaha (W) bertanda positif (+), usaha searah dengan perpindahan benda.

Usaha (W) bertanda negatif (-), usaha berlawanan arah dengan perpindahan benda.

Usaha pada Bidang Datar

Usaha dan Energi bidang datar

Meskipun pada bidang yang datar, namun gaya yang diberikan tidak selalu lurus, yang berarti dalam kondisi tertentu gaya akan membentuk sudut tertentu, seperti gambar diatas. Oleh karena itu digunakan persamaan 

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 97

Dimana, Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 98= sudut yang dibentuk oleh gaya

Usaha pada Bidang Miring

Usaha dan Energi Bidang Miring

Tidak hanya bidang datar, usaha pun dapat dilakukan pada bidang miring, salah satu contoh yang sering kita temui adalah pada saat melihat kurir yang memindahkan barang ke dalam truk menggunakan bantuan salah satu pesawat sederhana yaitu bidang miring. 

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 99

Dimana, m= massa (kg), g=gravitas (Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 100)

Contoh Soal

contoh soal usaha dan energi

Pengertian dan Rumus Energi

Dalam ilmu fisika yang dimaksudkan dengan energi yang berhubungan dengan usaha adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Mengapa keduanya berhubungan erat? Karena usaha merupakan perubahan energi yang terjadi pada suatu benda atau objek termasuk perubahan energi kinetik dan energi potensial. Sehingga energi merupakan komponen yang erat kaitannya dengan usaha. 

Energi Kinetik

Pada umumnya pengertian energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda atau objek yang bergerak karena adanya kecepatan, oleh karena itu digunakan persamaan

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 101

Dimana, Ek= Energi Kinetik (Joule); m= massa (kg); v= kecepatan (m/s).

Hubungannya dengan usaha

Besar usaha sama dengan perubahan energi kinetik apabila sebuah benda mengalami perubahan kelajuan. 

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 102

Energi Potensial

Sama halnya dengan suatu benda atau objek yang mungkin memiliki energi kinetik, suatu benda atau objek pun dapat memiliki energi potensial, dimana energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda atau objek dikarenakan posisi, bentuk, atau susunannya dan di dalam hubungannya dengan usaha biasa berkaitan erat dengan energi yang dimiliki karena ketinggiannya letaknya. Oleh karena ini digunakan persamaan 

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 103

Dimana, Ep=Energi Potensial (Joule);  m= massa (kg); g= gravitasi (Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 100); dan h= ketinggian benda atau objek (m)

Hubungannya dengan usaha 

Besar usaha sama dengan perubahan energi potensial suatu benda atau objek apabila sebuah benda berada pada ketinggian tertentu dan kemudian diangkat sehingga menyebabkan ketinggiannya berubah. 

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 105

Energi Potensial Pegas

Sesuai dengan namanya, energi potensial adalah energi yang diperlukan untuk meregangkan dan menekan pegas. Oleh karena itu digunakan persamaan berikut

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 106

dimana , k= konstanta pegas (N/m); x= perubahan panjang pegas (m).

Energi Mekanik

Singkatnya energi mekanik dapat dikatakan jumlah atau total dari energi potensial dan energi mekanik, karena energi mekanik merupakan energi yang berkaitan dengan pergerakan. Maka digunakan persamaan berikut 

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 107

Dimana Em merupakan Energi Mekanik (dalam Joule)

Daya 

Daya merupakan kecepatan melakukan kerja atau usaha atau bisa dikatakan daya merupakan jumlah energi yang dihabiskan dalam per satuan waktu (per detik). Oleh karena itu dapat persamaan yang digunakan 

Materi Fisika SMA: Usaha dan Energi 108

Dimana, P= daya (Watt); W= usaha (Joule); t= waktu (detik); F= gaya (N); s= jarak (m); v= kecepatan (m/s)

Contoh Soal

Contoh soal usaha dan energi 1

conth soal usaha dan energi 2

Jika kalian ingin penjelasan dalam bentuk video singkat, jangan khawatir kalian bisa cek Materi Usaha dan Energi di website kami yang diajarkan oleh tutor fisika tentunya, lengkap dengan latihan soal lho! Kalian tinggal login dan bisa akses video materi pelajaran dari Zenius.

Penerapan Konsep Energi dan Usaha 

Meskipun segala sesuatu dalam fisika terlihat rumit, sebenarnya banyak penerapan ilmu fisika dalam kehidupan kita sehari-hari yang mungkin tidak kita sadari. Salah satunya ayunan. Permainan yang mungkin sering atau bahkan setiap hari kita mainkan sewaktu masih kecil ini sebenarnya merupakan salah satu penerapan konsep energi dan usaha. Perlu diingat bahwa energi kinetik merupakan energi yang berhubungan dengan pergerakan, dan ayunan dimainkan dengan digerakkan bukan? Sehingga ayunan tentunya memiliki energi potensial dan juga energi kinetik. 

Selain itu ada olahraga terjun payung atau skydiving, olahraga ini cocok buat kalian yang suka menantang diri sendiri dan memacu adrenalin. Olahraga ini pertama-tama melompat dari ketinggian tertentu di atas langit, pada saat menjatuhkan diri kalian akan mengalami percepatan karena adanya gravitasi bumi, sebenarnya pada saat jatuh tubuh kita mengalami gesekan dengan angin namun sangat kecil. Kemudian pada saat kita membuka parasutnya, kecepatan kita otomatis akan melambat dan tidak secepat seperti saat kita jatuh tanpa parasut, kemudian setelah kita membuka parasut dan sampai di permukaan kita akan mempunyai kecepatan yang konstan. 

Dan masih banyak lagi penerapan konsep usaha dan energi ini dalam kehidupan sehari-hari yang sebenarnya sering kita temukan tapi kitanya aja gak sadar. Jika kalian mau tanya atau ada yang mau kalian diskusikan boleh kok komen dibawah. Semoga artikel ini membantu kalian ya, semangat belajarnya!

Baca Juga Artikel Fisika Lainnya

Materi Konsep Termodinamika

Belajar UTBK Fisika

Persiapan UNBK SMA 2020

Bagikan artikel ini: