Usaha & pesawat sederhana

1. Usaha& Pesawat
Sederhana

2. Usaha
USAHA adalah banyaknya energi
yang diubah dari bentuk satu ke bentuk lain
Secara matematis, usaha merupakan
Hasil kali antara gaya dengan perpindahan
W = F S
W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
S = Perpindahan (meter)

3. USAHA DALAM FISIKA
Beberapa contoh yang termasuk pada usaha:
a. Orang mendorong gerobak hingga gerobaknya pindah.
b. Seorang siswa mendorong mejanya hingga bergeser ke
samping.
c. Mobil bergerak sejauh 200 meter, dan sebagainya.
Contoh yang tidak termasuk pada usaha:
a. Orang mendorong dinding sehingga dindingnya tetap.
b. Orang menggeser lemari sehingga lemarinya tidak
berubah.
c. Seorang siswi mendorong rak buku sehingga
raknya itu tidak bergeser sedikitpun,
dan sebagainya.

4. CONTOH SOAL
Contoh soal:
Seseorang mendorong gerobak dengan gaya 30 N,
gerobak itu berpindah sejauh 20 m.
Berapakah usaha yang dilakukan orang itu?
Dik:
F = 30 N
S = 20 m
Dit: W = ?
Jawab:
W = F x s
= 30 N x 20 m
= 600 J

5. Usaha beberapa Gaya
Usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya
yang searah dengan perpindahan adalah
jumlah gaya kali perpindahannya.
Maka rumusnya:
W = F x s
W = (F1 + F2) x s
Karena F-nya lebih dari satu, maka jumlahkan F1 dan F2

6. CONTOH SOAL
Ada dua orang sedang mendorong mobil yang mogok.
Dadan mengeluarkan gaya 40 N dan Yudi mengeluarkan
gaya 30 N. Setelah didorong mobil itu bergerak 5 m.
Berapakah usaha yang dilakukan oleh Dadan dan Yudi itu?
Dik:
Gaya Dadan (F1) = 40 N
Gaya Yudi (F2) = 30 N
S = 5 m
Dit: W = ?
Jawab:
W = F x s
= (F1 + F2) x s
= (40 N + 30 N) x 5 m
= 70 N x 5 m
= 350 J

7. Usaha beberapa gaya
Usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya
yang berlawanan arah dengan perpindahan
adalah selisih gaya kali perpindahannya. Maka
rumusnya:
W = F x s
Karena F-nya lebih dari satu dan berlawanan
arah, maka cari selisih gaya itu, maka
rumusnya: W = (F1 - F2) x s

8. Contoh soal
Contoh soal:
Arman mendorong mobil dengan mengeluarkan
gaya 60 N kea rah depan. Sedangkan
Budiman mengeluarkan gaya 70 N kea rah
belakang, akhirnya mobil itu berpindah sejauh
4 m ke belakang, tentukan:
a. Usaha yang dilakukan oleh Arman?
b. Usaha yang dilakukan oleh Budiman ? dan
c. Usaha yang dilakukan kedua orang itu?

9. Contoh soal
Dik: gaya Arman (F1) = - 60 N
Gaya Budiman (F2) = 70 N
S = 4 m
Dit: a. W1? b. W2? c. W tot?
jawab:
a. Karena gaya pada Arman berlawanan dengan arah
perpindahan sehingga gayanya bernilai negative (-),
maka:
W1 = F1 x s
= - 60 N x 4 m = -240 Nm = -240 J
b. W2 = F2 x s = 70 N x 4 m = 280 Nm = 280 J
c. Wtot = W1 + W2
= -240 J + 280 J = 40 J

10. DAYA
DAYA laju dalam suatu usaha atau perubahan laju
energi dari satu bentuk ke bentuk lain. Konsep daya
diberikan untuk menyatakan besarnya usaha yang
telah dilakukan dalam satuan waktu.
Persamaan Daya
Secara matematis, definisi ini dapat ditulis sebagai
berikut:

11. dengan:
P = daya (watt, W)
W = usaha (Joule, J)
t = selang waktu (sekon, s)
karena W = Fs dan s = vt maka persamaan di atas
dapat diturunkan menjadi:
P = F v
dengan:
P = daya (watt, W)
F = gaya (Neton, N)
v = kecepatan (m/s)

12. Contoh Soal
Sebuah mobil yang mogok didorong oleh beberapa
orang dengan gaya sebesar 100 N. Jika mobil
tersebut berpindah sejauh 4 meter dalam waktu 20
detik, berapakah daya dari pendorong tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui: F = 100 N ; t =20 s ; s = 4 m
Ditanya: P ?
Jawab:
W = Fs = 100 N × 4 m = 400 J
P = W/t = 400/20 = 20 J/s = 20 watt
Jadi, daya pendorong itu adalah 20 watt.

13. PESAWAT SEDERHANA

14. PESAWAT SEDERHANA
Pesawat sederhana dalam fisika diartikan sebagai
alat yang digunakan untuk mempermudah
melakukan usaha
CONTOH PESAWAT
SEDERHANA
TUAS, KATROL, BIDANG
MIRING

15. Pada tuas jenis pertama, letak titik tumpu berada di antara
titik beban dan titik kuasanya. Contoh alat yang termasuk
ke dalam tuas jenis pertama antara lain gunting kuku,
gunting, pemotong rumput, tang, linggis, dan jungkat
jungkit
TUASJENIS PERTAMA

16. letak titik bebannya yang berada di antara titik tumpu dan
titik kuasa. contoh-contoh alat yang merupakan tuas jenis
kedua diantaranya adalah alat pembuka tutup botol, alat
pemotong kertas, alat pemecah kemiri, dan gerobak beroda
satu.
TUASJENIS KEDUA

17. Pada tuas jenis ini, titik kuasanya yang letaknya di
tengah, di antara titik tumpu dan titik beban. Contoh alat
yang termasuk golongan tuas jenis ketiga ini antara lain
sekop, stapler (jekrekan), penjepit roti, dan pinset.
TUASJENISKEtiga

19. KATROL
KATROL TETAP
Merupakan katrol yang posisinya tidak berubah
pada saat digunakan.
Contoh : Tiang bendera, Kerekan timba sumur
KM =
𝑩𝒆𝒃𝒂𝒏
𝑲𝒖𝒂𝒔𝒂
=
𝑾
𝑭
= 𝟏

20. KATROL
KATROL BEBAS
Merupakan katrol yang posisinya selalu berubah
dan tidak dipasang pada tempat tertentu.
Contoh : katrol yang sering digunakan pak tukang
untuk mengangkat barang pada bangunan
bertingkat tinggi.
KM =
𝑳𝒌
𝑳𝒃
=
𝟐
𝟏
= 𝟐

21. KATROL
KATROL GANDA
Merupakan gabungan dari katrol tetap dan
katrol bergerak. Pada katrol ganda keuntungan
mekanik bergantung jumlah katrolnya.

22. Contoh soal
Kayu yang panjangnya 5 m digunakan untuk
memindahkan benda yang bebannya 80 N,
tumpu diletakkan 2 m dari beban. Maka tentukan
gaya yang diperlukannya dan
keuntungan mekaniknya!
Dik:
L = 5 m
LB = 2 m
LK = L – LB = 3 m
w = 90 N
Dit:
a. gaya yang diperlukan (F) = …N
b. keuntungan mekanik (KM) = …kali

23. Contoh soal
a. W X LB = F X LK
90x 2 = F x 3
180 = 3 F
60 N = F
b. KM =
‫ܾ݊ܽ݁ܤ‬
‫ܽݏܽݑܭ‬
=
90
60
= 1,5 𝑘𝑎𝑙𝑖
KM =
𝐿𝐾
𝐿𝐵
=
3
2
= 1,5 𝐾𝑎𝑙𝑖