Mengenal Usaha dalam Fisika beserta Rumus dan Contoh Soalnya

Ilustrasi Usaha menurut fisika. Sumber: Pexels/Andrea Piacquadio

Fisika adalah cabang ilmu pengetahuan alam yang mempelajari berbagai fenomena yang terjadi di alam semesta. Salah satu konsep penting dalam fisika adalah usaha. Adapun usaha adalah salah satu cara untuk mengukur perubahan energi dalam suatu sistem.

Usaha memiliki peran yang signifikan dalam memahami pergerakan benda dan pemindahan energi dalam konteks fisika. Hal ini sangat berguna dalam menganalisis berbagai situasi dalam kehidupan sehari-hari serta dalam penelitian dan pengembangan teknologi.

Pengertian Usaha Menurut Fisika

Ilustrasi Usaha menurut fisika. Sumber: Pexels/Andrea Piacquadio

Mengutip dari buku Explore Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VIII, Sadiman, S.Pd. (2019), usaha menurut dunia sains diartikan sebagai gaya yang bekerja pada benda sehingga benda tersebut melakukan perpindahan.

Usaha adalah jumlah energi yang dipindahkan atau diubah dalam melakukan suatu pekerjaan pada suatu benda. Untuk melakukan usaha pada suatu benda, gaya harus diterapkan pada benda tersebut, dan benda tersebut harus mengalami perpindahan dalam arah gaya yang diberikan.

Rumus Usaha

Usaha dihitung dengan mengalikan besar gaya yang diterapkan pada benda dengan jarak yang ditempuh oleh benda tersebut dalam arah gaya tersebut. Secara matematis, rumus usaha (W) adalah sebagai berikut.

Keterangan:

Contoh Soal dan Penyelesaiannya

Berikut adalah beberapa contoh soal usaha dalam fisika yang bisa dipelajari.

Soal 1

Sebuah mobil dengan massa 1000 kg ditarik oleh sebuah truk dengan gaya sebesar 5000 N selama 20 meter. Berapakah usaha yang dilakukan oleh truk?

Penyelesaian:

Dalam hal ini, memiliki nilai besar gaya (F) sebesar 5000 N dan jarak (d) sebesar 20 meter. Maka, dapat menghitung usahanya dengan menggunakan rumus usaha:

W=F⋅d

W=5000N⋅20m=100,000J

Jadi, usaha yang dilakukan oleh truk adalah 100,000 joule.

Soal 2

Seorang siswa mengangkat sebuah buku dengan gaya sebesar 20 N dan mengangkatnya setinggi 2 meter. Berapakah usaha yang dilakukan oleh siswa?

Penyelesaian:

Dalam kasus ini, nilai besar gaya (F) adalah 20 N dan jarak (d) adalah 2 meter.

Menggunakan rumus usaha:

W=F⋅d

W=20N⋅2m=40J

Maka, usaha yang dilakukan oleh siswa adalah 40 joule.

Baca juga: Rumus dan Contoh Soal Koefisien Muai Panjang dalam Pembelajaran Fisika

Dengan pemahaman konsep usaha dan penerapan rumusnya, maka dapat mengukur besarnya usaha dalam berbagai situasi fisika. Kesimpulannya, usaha adalah salah satu konsep penting dalam pemahaman tentang energi dan gerakan dalam fisika. (ARR)