Usaha, Energi, Daya - Work, Energy, Power (bagian 2)

Lanjutan Usaha, Energi, Daya - Work, Energy, Power

Usaha yang Dilakukan oleh Gaya Konstan

Usaha memiliki arti spesifik untuk mendeskripsikan apa yang dihasilkan oleh gaya ketia gaya bekerja pada benda sementara benda tersebut bergerak dalam jarak tertentu. Lebih spesifik lagi, usaha yang dilakukan pada sebuah benda oleh gaya konstan (dalam hal besar dan arah) didefnisikan sebagai hasil kali besar perpindahan dengan komponen gaya yang sejajar dengan perpindahan. Dalam bentuk persamaan, dapat kita tuliskan  $$W=F||d$$

Dimana F_|| adalah komponen gaya konstan F yang sejajar dengan perpindahan d. Kita juga dapat menuliskan $$W=F\,d\,cos\,\theta{}$$

Dimana F adalah besar gaya konstan, d adalah besar perpindahan benda, dan θ adalah sudut antara arah gaya dan perpindahan. Faktor cos θ muncul karena F cos θ ( = F_|| ) adalahkomponen F yang sejajar dengan d. Usaha merupakan besaran skalar (hanya memiliki besar).

Mari kita pertimbangkan kasus di mana gerak dan gaya memiliki arah yang sama, sehingga θ = 0° dan cos θ = 1, dan dengan demikian, W = F d. Sebagai contoh, jika Anda mendorong sebuah troli belanja yang penuh sepanjang jarak 50 meter dengan memberikan gaya horizontal sebesar 30 Newton, Anda melakukan usaha 30 N x 50 m = 1500 N m terhadap troli itu.

Sebagaimana ditunjukkan oleh contoh ini, dalam satuan SI, usaha dinyatakan dalam newton-meter. Diberikan nama khusus untuk satuan ini, joule (J) ; 1 J = 1 N m.

Gaya dapat diberikan pada sebuah benda dan tetap tidak melakukan usaha. Sebagai contoh, jika Anda menenteng tas belanja yang berat dalam keadaan diam, Anda tidak melakukan usaha padanya. Sebiah gaya memang diberikan, namun perpindahannya nol, sehingga usaha W = 0. Anda juga tidak melakukan usaha pada tas belanja itu jika Anda membawanya sementara Anda berjalan horizontal melintasi lantai dengan kecepatan konstan. Karena dalam keadaan ini, gaya angkat oleh tangan arahnya ke atas, namun Anda bergerak ke depan. Usaha akan bernilai nol manakala arah gaya dan arah gerak benda saling tegak lurus, θ = 90°, sehingga cos θ = 0.

Kesimpulan dari penjelasan ini, ketika suatu gaya tertentu bekerja tegak lurus terhadap gerak, tidak ada usaha yang dilakukan oleh gaya itu.

Ketika berhubungan dengan usaha, sebagaimana dengan gaya, adalah penting untuk menentukan apakah Anda membicarakan mengenai usaha yang dilakukan oleh suatu benda atau dilakukan terhadap suatu benda. Juga penting untuk menentukan apakah usaha yang dilakukan disebabkan oleh suatu gaya tertentu saja atau usaha yang dilakukan oleh gaya total pada benda yang bersangkutan.

 


Bersambung...