FISIKA DASAR II "USAHA" ppt

2. KELOMPOK 5
FISIKA DASAR II
“ USAHA “

3. Kelompok 5
Sendriawan
Fia Ramayangsing
Sri Rahayu
Nursyahidah
Nifta Nurjannah
Sri Misdarni
Roslianti

4. Definisi Usaha
• NurAzizah (2007:46) menyatakan
”usaha merupakan hasil kali
antara gaya dengan perpindahan
yang dialami oleh gaya”. Jadi, jika
suatu benda diberi gaya namun
benda tidak mengalami
perpindahan, maka dikatakan
usaha pada benda tersebut nol”.
• Bila gaya bekerja pada sebuah
benda sehingga benda berpindah
selama gaya bekerja, maka gaya
tersebut melakukan usaha.
• Rumus Usaha adalah
W = F.s
Dimana :
W = usaha (J)
F = gaya (N)
S = perpindahan benda (m)

5. Definisi Gaya
• Gaya, di dalam ilmu fisika,
adalah interaksi apapun
yang dapat menyebabkan
sebuah benda bermassa
mengalami perubahan
gerak, baik dalam bentuk
arah, maupun konstruksi
geometris.
• Perpindahan
Perpindahan adalah
perubahan kedudukan
suatu benda, dimana
Perpindahan merupakan
besaran vektor yaitu
mempunyai arah.

6. Hubungan Usaha, Gaya dan Perpindahan
• Hubungan usaha, gaya dan perpindahan dapat di tunjukan melalui:
1. Usaha Oleh Resultan Gaya Tetap
2. Usaha Oleh Resultan Gaya Tidak Tetap
3. Satuan Usaha
4. Menghitung Usaha dari Grafik Gaya dan Perpindahan
5. Usaha yang Dilakukan oleh Beberapa Gaya
6. Usaha Negatif

7. 1. Usaha Oleh Resultan Gaya Tetap
• Dalam setiap gejala fisis, kerja (work ) adalah hasil kali resultan
gaya ( force) dan perpindahan ( separation ), sehingga dapat di
rumuskan sebagai berikut:
W = ∑ F . S
• Dalam hal ini resultan gaya dianggap selalu bernilai tetap, sehingga
usaha yang dihasilkan adalah usaha yang ditimbulkan oleh gaya
tetap.
• Usaha dapat bernilai nol bila salah satu atau kedua variabelnya
yaitu resultan gaya dan perpindahan bernilai nol.

8. …
 Seseorang yang mendorong
lemari yang sangat berat, tidak
melakukan usaha jika lemari
tidak bergeser, sekuat apapun
ia mendorong. Orang yang
mendorong benda yang terlalu
berat hingga tidak ada
perpindahan benda yang
didorong dinyatakan bahwa
usaha W = 0

9. …
• Demikian pula pada
orang yang mendorong
tembok dikatakan
bahwa usaha W = 0
karena tidak dapat
berpindah atau S = 0 .

10. 2. Usaha Oleh Resultan Gaya Tidak Tetap
• Usaha yang dilakukan oleh gaya konstan (besar maupun arahnya)
didefinisikan sebagai hasil perkalian antara perpindahan titik
tangkapnya dengan komponen gaya pada arah perpindahan
tersebut .
• Bila sudut yang dibentuk oleh gaya F dengan perpindahan s adalah
θ, maka besarnya usaha dapat dituliskan sebagai: W = (F cos θ).s
Komponen gaya F sin θ dikatakan tidak melakukan usaha sebab
tidak ada perpindahan ke arah komponen itu.

11. …
Apabila θ = 0, maka arah gaya sama atau berimpit dengan arah
perpindahan benda dan cos θ = 1, sehingga usaha yang
dilakukan oleh gaya F dapat dinyatakan:
W = F . s cos θ
W = F . s . 1
Apabila θ = 900, maka arah gaya F tegak lurus dengan arah
perpindahan benda dan cos θ = 0, sehingga W = 0.
Apabila θ = 1800, maka arah gaya F berlawanan dengan arah
perpindahan benda dan nilai cos θ = -1, sehingga W
mempunyai nilai negatif.

12. …
• Salah satu contoh gaya tidak konstan adalah gaya pegas. Berat gaya pegas selalu
berubah sehingga usaha yang dilakukan oleh gaya pegas pada suatu benda tidak
dapat dihitung menggunakan rumus usaha yang dilakukan oleh gaya konstan.
Jika pegas direnggangkan semakin panjang pegas, gaya yang diperlukan juga
semakin besar.
• Demikian juga sebaliknya, semakin ditekan gaya pegas semakin pendek, gaya
yang diperlukan semakin besar. Selam pegas ditekan atau direnggangkan, gaya
pegas berubah dari 0 (x = 0) hingga maksimum (F=kx) maka gaya pegas dihitung
menggunakan rata-rata.
• Besar gaya pegas rata-rata adalah :
F = ½ ( 0 + Kx ) = ½ Kx

13. 3. Satuan Usaha
• Dalam SI satuan gaya adalah
newton (N) dan satuan
perpindahan adalah meter (m).
Sehingga, satuan usaha
merupakan hasil perkalian antara
satuan gaya dan satuan
perpindahan, yaitu newton
meter atau joule.
• seorang ilmuwan Inggris yang
terkenal dalam penelitiannya
mengenai konsep panas dan
energi :
• 1 joule = 1 Nm
• karena 1 N = 1 Kg . m/s2
• maka 1 joule = 1 Kg . m/s2 x 1 m
• 1 joule = 1 Kg . m2/s2
• Untuk usaha yang lebih besar,
biasanya digunakan satuan kilo
joule (kJ) dan mega joule (MJ).
• 1 kJ = 1.000 J
• 1 MJ = 1.000.000 J

14. 4. Menghitung Usaha dari Grafik Gaya dan
Perpindahan
• Apabila gaya yang bekerja pada suatu benda
besar dan arahnya tetap maka grafik antara F
dan perpindahan s merupakan garis lurus yang
sejajar dengan sumbu mendatar s.

15. 5. Usaha yang Dilakukan oleh Beberapa Gaya
• Jadi, usaha yang dilakukan oleh resultan beberapa gaya yang
memiliki titik tangkap sama adalah sama dengan jumlah
aljabar usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya. Jika
pada sebuah benda bekerja dua gaya maka usaha yang
dilakukan adalah:
• W = W1 + W2
• Jika terdapat lebih dari dua gaya:
• W = W1 + W2 + W3 + ...... + Wn atau W = ∑Wn

16. 6. Usaha Negatif
• Seorang anak mendorong sebuah balok dengan tangannya.
Sesuai dengan hukum III Newton, dapat disimpulkan bahwa
gaya yang bekerja pada balok dan tangan dalam kasus ini
sama besar tetapi berlawanan arah, yaitu FAB = -FBA. Tanda
negatif menunjukkan arah yang berlawanan. Jika usaha oleh
tangan pada balok bernilai positif ( karena searah dengan
perpindahan balok), maka usaha oleh balok pada tangan
bernilai negatif.

17. Contoh Soal
• 1. Sebuah benda bermassa m terletak pada bidang datar licin dan pada
benda bekerja gaya F = 5 newton yang searah bidang tersebut. Akibat
gaya tersebut, benda dapat berpindah dari A melalui B terus ke kanan
(lihat gambar). Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya F dari A ke B,
jika jarak AB = 4 meter?
/ / / / / / / /
A B
M

18. Contoh Soal
• 2. Sebuah benda bermassa m terletak pada bidang datar licin pada benda
bekerja gaya F = 5 newton yang membentuk sudut α = 60° terhadap arah
perpindahan. Akibat gaya tersebut, benda dapat berpindah dari A melalui B
terus ke kanan (lihat gambar). Berapakah usaha yang dilakukan oleh gaya F
dari A ke B, jika jarak AB = 4 meter?
M
/ / / / / / / /
A B