Sejauh menyangkut mekanika dalam fisika, salah satu rumus yang paling banyak digunakan adalah rumus kerja. Rumus ini digunakan untuk mencari nilai jumlah energi atau gaya yang dikeluarkan untuk menggerakkan atau menggerakkan suatu benda.
Rumus bisnis ini bisa positif atau negatif tergantung angkatan kerja. Rumus ini juga dapat dikombinasikan dengan rumus energi dan sudut. Nah, berikut ini penjelasan beberapa rumus bisnis dan contoh soalnya. Simak baik-baik, ya!
BACA JUGA: Rumus besaran vektor dalam fisika dan contoh soal
Definisi usaha dalam fisika
Penjelasan tentang usaha dalam fisika dapat ditemukan pada materi mekanika. Pengertian usaha dalam fisika adalah jumlah energi atau gaya yang dikeluarkan untuk menggerakkan suatu benda atau benda.
Rumus kerja digunakan untuk menentukan berapa banyak energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan suatu benda. Usaha akan dihitung jika ada gaya yang menyebabkan benda bergerak. Besarnya usaha juga berbanding lurus dengan massa benda, yaitu memindahkan benda berat juga membutuhkan banyak usaha.
Usaha adalah besaran skalar. Hal ini dikarenakan gaya dan jarak merupakan besaran vektor, dimana menurut aturan yang berlaku, jika ada perkalian titik antar vektor maka hasilnya adalah besaran skalar.
Rumus usaha dalam fisika
Juga, rumus bisnis terlihat seperti ini.
W=Fxs
Informasi:
W = usaha dalam joule (J)
F = gaya dalam newton (N)
s = perpindahan dalam meter (m).
Rumus kerja dapat memiliki dua nilai, positif dan negatif, tergantung pada arah gaya.
- Jika gaya bekerja dalam arah yang sama dengan gerakan benda, pekerjaan akan menjadi positif sesuai dengan rumus W = F x s.
- Jika gaya yang bekerja berlawanan dengan perpindahan benda, pekerjaan akan menjadi negatif sesuai dengan rumus W = -F x s.
BACA JUGA: Rumus panas dan metode perhitungan dan contoh tugas
Rumus usaha dan energi
Usaha berkaitan dengan energi, sehingga Sedulur dapat mencari besaran usaha dengan menggunakan rumus usaha dan energi, baik potensial maupun kinetik. Berikut penjelasannya.
Rumus untuk bekerja dengan energi potensial
Jika suatu benda diangkat dan mengalami perubahan posisi atau jarak, atau biasa disebut perpindahan, besar usaha yang dilakukan akan sama dengan perubahan energi potensial yang terjadi.
Berikut rumusnya:
W = Ep
W = mgh₂ – mgh₁
W = mg (h₂-h₁)
Informasi:
Sel = kerja
Ep = perubahan energi potensial
m = massa
g = nilai gravitasi
h = tinggi
Rumus untuk bekerja dengan energi kinetik
Jika suatu benda mengalami perubahan kecepatan, besarnya usaha yang dilakukan dapat diperoleh dari nilai perubahan energi kinetik yang terjadi pada benda tersebut.
Berikut adalah rumusnya.
W = Ek
W = mv₂² – mv₁²
W = m (v₂ – v₁)²
Informasi:
Sel = kerja
Ek = perubahan energi kinetik
m = massa
v = kecepatan
BACA JUGA: Memahami fisika kuantum dan fakta menarik
Rumus Sudut
Usaha tidak hanya berhubungan dengan energi, tetapi juga dengan sudut. Sedulur dapat menentukan nilai suatu usaha baik pada bidang miring maupun bidang datar. Berikut penjelasannya.
Rumus untuk bekerja pada bidang miring
Jika benda berada pada bidang miring, maka akan terbentuk sudut antara gaya-gaya tersebut. Saudara-saudara dapat menggunakan rumus berikut.
W = mgsin
Informasi:
Sel = kerja
m = massa
g = nilai gravitasi
c = jarak
= sudut
Rumus untuk bekerja pada bidang datar
Bahkan jika objek terletak pada bidang datar, gaya yang diberikan tidak selalu lurus, tetapi sudut akan terbentuk di antara gaya-gaya tersebut. Saudara-saudara dapat menggunakan rumus berikut.
W=Fscos
Informasi:
Sel = kerja
f = gaya
c = jarak
= sudut
Contoh perhitungan kerja
- Berapa usaha yang dilakukan seseorang untuk mendorong mobil dengan gaya 200 N 5 meter?
Membalas:
Diketahui:
F = 200 N
c = 5 m
Diminta:
P = ?
Dijawab:
W=Fxs
L = 200 H x 5 m
W = 1000 Nm
W = 1000 J
Jadi, usaha yang harus dilakukan seseorang sama dengan 1000 J.
- Jika sebuah kursi kayu ditarik dengan tali, membentuk sudut 60 derajat dengan gaya 60 newton. Kemudian tentukan gaya yang diperlukan untuk menarik kursi kayu jika kursi kayu bergerak 10 meter!
Membalas:
Diketahui:
F = 60 N
c = 10 meter
= 60 derajat
Diminta:
P = ?
Dijawab:
W=Fscos
W=60.10.cos60
W = 60.10.0.5
W = 300 J
Jadi, gaya yang diperlukan untuk menarik kursi kayu adalah 300 J.
- Dua kuli di pasar diminta untuk memindahkan barang sejauh 10 meter. Jika kuli pertama mendorong sebuah benda dengan gaya 200 Newton, dan kuli kedua mendorong sebuah benda dengan gaya 400 Newton. Tentukan upaya yang mereka lakukan!
Membalas:
Diketahui:
F₁ = 200 N
F₂ = 400 N
c = 10 meter
Diminta:
Jumlah = ?
Dijawab:
W₁ = F₁.s
W₁ = 200,10 = 2000 J
W₂ = 400,10 = 4000 J
Total = W₁ + W₂
Jumlah = 2000 + 4000
Wtot = 6000 J
Jadi, usaha total yang dilakukan oleh dua kuli adalah 6000 J.
- Sebuah bola bermassa 2 kg jatuh bebas dari ketinggian 4 m. Jika percepatan jatuh bebas adalah 20 m/s², berapa usaha yang dilakukan gravitasi pada benda tersebut!
Membalas:
Diketahui:
c = 4 meter
m = 2 kg
r = 20 m/s²
Diminta:
P = ?
Dijawab:
Perhatikan kembali bahwa arah gravitasi atau gaya berat (w) adalah vertikal ke bawah, arah perpindahan (s) bola juga vertikal ke bawah, sehingga gravitasi searah dengan pergerakan bola.
W=Fs=wh=mgh
W = 2.20.4
W = 160 J
Jadi, usaha gravitasi pada bola adalah 160 J.
BACA JUGA: Rumus percepatan dengan contoh soal dan pembahasan
Contoh tugas untuk menghitung perpindahan
- Untuk mengangkat batu bata seberat 2 kg dari lantai, Doni mengeluarkan usaha 30 J. Jika percepatan jatuh bebas adalah 10 N/kg, berapa tinggi doni akan mengangkat batu bata tersebut?
Membalas:
Diketahui:
m = 2 kg
g = 10 N/kg
W = 30 J
Diminta:
dengan =?
Dijawab:
Cari gaya dulu.
F = mg
F = 2.10
F = 20 N
Kemudian cari nilai s.
W=Fxs
c = V/F
c = 30/20
c = 1,5 m
Jadi, Doni mengangkat bata tersebut setinggi 1,5 m dari lantai.
- Amir menyeret ember berisi air 5 kg yang diikat dengan tali dari ketinggian 5 m ke ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi 10 m/s², hitunglah usaha yang harus dilakukan Amir!
Membalas:
Diketahui:
m = 5 kg
h₁ = 5 m
h₂ = 20 m
r = 10 m/s²
Diminta:
P = ?
Dijawab:
W = mgh₂ – mgh₁
W = mg (h₂ – h₁)
W = 5,10 (20 – 5)
W = 50,15
W = 750 J
Jadi, usaha yang harus dilakukan Amir adalah 750 J.
Demikian informasi tentang rumus bisnis dalam fisika beserta contoh soal dan pembahasannya. Semoga informasi ini dapat membantu Sedulur untuk belajar fisika dengan lebih baik. Selamat belajar!
Ingin menghabiskan satu bulan tanpa menggunakan kompleks? aplikasi super larutan! Mulai dari kebutuhan pokok hingga kebutuhan rumah tangga ada. Selain harga yang murah, Sedulur juga bisa merasakan kenyamanan berbelanja dengan ponsel. Anda tidak perlu keluar rumah, produk Anda akan langsung dikirim.
Bagi Anda yang memiliki toko kelontong atau kios, Anda juga dapat berbelanja dalam jumlah besar atau grosir melalui aplikasi super. Harga dijamin lebih murah dan keuntungan akan lebih tinggi.