ENERGI , USAHA DAN DAYA

2. USAHA DAN DAYA

USAHA

1. Pengertian Usaha

Sebuah benda dikatakan melakukan usaha jika ada gaya yang dilakukan pada benda tersebut atau benda tersebut memberikan gaya yang menyebabkan benda tersebut berubah posisinya.
Dengan kata lain Usaha adalah gaya kali jarak perpindahan

W = F × s

usaha (W)satuan Joule , gaya (F)satuan Newton dan perpindahan (s)satuan meter. 
Apa satuan usaha? Jika sebuah benda melakukan usaha dengan gaya F = 1 N sehingga membuat benda bergeser 1 m, 

W = F × s 

     = 1 N × 1 m 

     =1 Nm 
     = Joule (J)

Dalam hal ini, usaha searah dengan gaya, sehingga usaha merupakan besaran vektor.   

1. USAHA BERNILAI POSITIP
Misalkan gaya F bekerja pada sebuah benda sehingga benda berpindah. Bila arah gaya sama dengan arah perpindahan benda , maka usaha dikatakaan bernilai positif.

Contoh
Seorang pria mendorong peti besi dengan gaya 600 N. Peti tersebut bergeser sejauh 2 m.
Hitunglah usaha yang dilakukan pria tersebut!
Jawab:
F = 600 N
s =2 m
W = .... ?
W = F × s
= 600 N × 2 m = 1.200 Nm = 1.200 Joule

2. USAHA BERNILAI NEGATIP
Bila arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan benda , maka usaha dikatakan bernilai negatif.

Usaha yang selalu negatip dilakukan oleh gaya gesekan (fs), hal ini disebabkan arah gaya gesekan selalu berlawanan dengan arah perpindahan benda.

3. USAHA BERNILAI NOL
 Usaha bernilai nol terjadi bila arah gaya tegak lurus terhadap arah perpindahan benda atau gaya yang diberikan kepada benda tidak menyebabkan benda berpindah tempat.

Seorang mendorong tembok namun tembok tidak mengalami perpindahan, maka orang tersebut dikatakan tidak melakukan usaha

Usaha yang dilakukan anak ini terhadap tas sama dengan nol, walaupun tas ransel yang dibawanya berpindah tempat. Hal ini disebabkan arah gaya yang dikerahkan anak itu terhadap benda tidak searah dengan perpindahan benda.

Seorang pramusaji yang sedang berjalan mengantarkan makanan ke meja pelanggannya dikatakan tidak melakukan usaha meskipun tangannya memberikan gaya untuk menahan makanan yang dibawanya. Hal ini dikarenakan gaya yang diberikan pramusaji tersebut tegak lurus dengan arah berjalannya. Gaya tangannya ke atas dan arah berjalannya mendatar.

4. USAHA BERSAMA
Usaha bersama adalah usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada sebuah benda.
Usaha bersama dilakukan oleh dua gaya arahnya berlawanan, sama dengan selisih usaha yang dilakukan masing-masing gaya. Arah gaya bersama ditentukan oleh arah gaya paling besar.


Daya

Usaha dapat didefinisikan sebagai perubahan energi.
Jika perubahan energi ini diukur setiap satu sekon, akan didapatkan sebuah besaran baru yaitu perubahan usaha setiap satu sekon. Besaran tersebut disebut daya.
Jadi, Daya adalah cepatnya usaha dilakukan ATAU perubahan energi setiap satu sekon

Keterangan:
P = daya (Joule/sekon)
W = usaha (Joule)
t = waktu (sekon)
Satuan daya dalam satuan SI disebut sebagai watt dilambangkan W. 1 watt = 1 Joule/sekon


Bagaimana hubungan antara daya, kecepatan, dan usaha?

P = F × v  

Keterangan:

P = daya sesaat 

F =gaya 

v = kecepatan