Usaha dan Daya

A.     Usaha

Pada saat seseorang mendorong meja dengan gaya tertentu, kemudian meja tersebut bergerak. Berbeda halnya dengan menggunakan gaya yang sama untuk mendorong tembok, akan tetapi tembok tersebut tetap diam. Dalam pengertian di kehidupan sehari-hari kedua kegiatan tersebut dianggap sebagai usaha, tanpa memperhatikan benda tersebut bergerak atau tidak. Usaha sering dikaitkan dengan kegiatan yang dilakukan seseorang untuk mencapai tujuan. Apakah tujuan tercapai atau tidak, kita tetap menyebut seseorang tersebut telah melakukan usaha. Usaha dalam pengertian sehari-hari berbeda dengan usaha menurut konsep fisika.

Gambar 1. (a) meja didorong, (b) tembok didorong

Jika seseorang mendorong sebuah meja dan meja itu bergerak (berpindah tempat), maka dikatakan seseorang itu telah melakukan usaha. Sedangkan seseorang yang mendorong dinding dikatakan tidak melakukan usaha dikarenakan dinding tidak berpindah tempat. Seorang atlet angkat besi yang menyangga barbel dengan susah payah tanpa menggerakkan ke atas atau ke bawah dikatakan tidak melakukan usaha dikarenakan barbel tidak bergerak. Namun, ketika atlet itu mengangkat barbel dari lantai ke atas, ia dikatakan melakukan usaha. Jadi usaha sangat berkaitan dengan gaya dan perpindahan. Dalam konsep fisika, sesorang dianggap melakukan usaha jika benda yang dikenai gaya tersebut berpindah. Usaha dalam fisika didefinisikan:

"Usaha adalah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sepanjang garis lurus searah dengan arah gaya"

Suatu benda dikatakan melakukan usaha jika benda tersebut mengerjakan gaya pada benda lain dan benda yang dikenai gaya berpindah tempat. Besar usaha tidak hanya bergantung dari besar gaya, tetapi juga bergantung dari besar perpindahan. Meskipun gaya yang dikeluarkan besar, tetapi jika benda yang dikenai gaya tidak berpindah maka usaha dikatakan nol. Sebaliknya, meskipun terjadi perpindahan tetapi tidak mengeluarkan gaya maka tidak disebut melakukan usaha. Semakin besar gaya yang diberikan pada benda maka semakin besar usaha yang dihasilkan. Semakin besar perpindahan benda maka semakin besar gaya yang dihasilkan.

        Untuk lebih memahami mengenai konsep Usaha dan Daya, mari simak video berikut!

Usaha dapat dirumuskan sebagai :

𝑊 = 𝐹. ∆𝑆

Keterangan :

W= Usaha (J)

F = Gaya (N)

ΔS = Perpindahan (m)

Ketika seseorang yang mendorong tembok dengan gaya sebesar F, akan tetapi tembok tidak berpindah sehingga S = 0, maka usaha yang dilakukan seseorang tersebut adalah

𝑊 = 𝐹. ∆𝑆

= 𝐹. 0

= 0

1.   Usaha Dapat Bernilai Positif atau Negatif

        Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya tidak selalu bernilai positif. Usaha juga bisa bernilai negatif. Nilai usaha bergantung pada arah gaya dan perpindahan benda yang dikenai oleh gaya tersebut. Jika perpindahan benda searah dengan gaya, benda mendapat usaha yang bernilai positif. Sebaliknya jika perpindahan benda berlawanan dengan arah gaya, maka benda mendapat usaha yang negatif. Jika benda ditarik kearah kanan dan benda bergerak kearah kanan, maka benda mendapat usaha positif (arah gaya dan perpindahan sama). Jika benda sedang bergerak ke kanan, lalu benda didorong ke kiri sehingga kecepatan benda makin lama makin kecil dan akhirnya berhenti, benda mendapat usaha negatif. Pada kejadian ini kedua gaya yang bekerja arahnya ke kiri, sedangkan perpindahan benda ke kanan.

            Gaya yang selalu melakukan usaha negatif pada benda adalah gesekan. Gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah gerak benda. Ketika benda bergerak ke kanan, gaya gesekan berarah ke kiri. Demikian pula sebaliknya. 

Share: