a. USAHA
Usaha alias Kerja yang dilambangkan dengan huruf W , digambarkan sebagai sesuatu yang dihasilkan oleh Gaya (F) ketika Gaya bekerja pada benda hingga benda bergerak dalam jarak tertentu. Hal yang paling
sederhana adalah apabila Gaya (F)
bernilai konstan (baik besar maupun arahnya) dan benda yang dikenai
Gaya bergerak pada lintasan lurus dan searah dengan arah Gaya tersebut.
Secara
matematis, usaha yang dilakukan oleh gaya yang konstan didefinisikan
sebagai hasil kali perpindahan dengan gaya yang searah dengan
perpindahan.
Persamaan matematisnya adalah :
W = Fs cos 0 = Fs (1) = Fs
W adalah usaha alias kerja, F adalah besar gaya yang searah dengan perpindahan dan s adalah besar perpindahan.
Apabila
gaya konstan tidak searah dengan perpindahan, sebagaimana tampak pada
gambar di bawah, maka usaha yang dilakukan oleh gaya pada benda
didefinisikan sebagai perkalian antara perpindahan dengan komponen gaya
yang searah dengan perpindahan. Komponen gaya yang searah dengan
perpindahan adalah F cos teta
Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :
Hasil perkalian antara besar gaya (F) dan besar perpindahan (s)
di atas merupakan bentuk perkalian titik atau perkalian skalar.
Karenanya usaha masuk dalam kategori besaran skalar. Pelajari lagi
perkalian vektor dan skalar kalau dirimu bingun… Persamaan di atas bisa
ditulis dalam bentuk seperti ini :
Satuan
Usaha dalam Sistem Internasional (SI) adalah newton-meter. Satuan
newton-meter juga biasa disebut Joule ( 1 Joule = 1 N.m). menggunakan
sistem CGS (Centimeter Gram Sekon), satuan usaha disebut erg. 1 erg = 1
dyne.cm. Dalam sistem British, usaha diukur dalam foot-pound (kaki-pon).
1 Joule = 107 erg = 0,7376 ft.lb.
Perlu
anda pahami dengan baik bahwa sebuah gaya melakukan usaha apabila benda
yang dikenai gaya mengalami perpindahan. Jika benda tidak berpindah
tempat maka gaya tidak melakukan usaha. Agar memudahkan pemahaman anda,
bayangkanlah anda sedang menenteng buku sambil diam di tempat. Walaupun
anda memberikan gaya pada buku tersebut, sebenarnya anda tidak melakukan
usaha karena buku tidak melakukan perpindahan. Ketika anda menenteng
atau menjinjing buku sambil berjalan lurus ke depan, ke belakang atau ke
samping, anda juga tidak melakukan usaha pada buku. Pada saat menenteng
buku atau menjinjing tas, arah gaya yang diberikan ke atas, tegak lurus
dengan arah perpindahan. Karena tegak lurus maka sudut yang dibentuk
adalah 90o. Cos 90o = 0, karenanya berdasarkan
persamaan di atas, nilai usaha sama dengan nol. Contoh lain adalah
ketika dirimu mendorong tembok sampai puyeng… jika tembok tidak
berpindah tempat maka walaupun anda mendorong sampai banjir keringat,
anda tidak melakukan usaha. Kita dapat menyimpulkan bahwa sebuah gaya
tidak melakukan usaha apabila gaya tidak menghasilkan perpindahan dan
arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan.
b. ENERGI
Segala
sesuatu yang kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari membutuhkan
energi. Untuk bertahan hidup kita membutuhkan energi yang diperoleh dari
makanan. Setiap kendaraan membutuhkan energi untuk bergerak dan energi
itu diperoleh dari bahan bakar. Hewan juga membutuhkan energi untuk
hidup, sebagaimana manusia dan tumbuhan.
Energi
merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam fisika. Konsep
yang sangat erat kaitannya dengan usaha adalah konsep energi. Secara
sederhana, energi merupakan kemampuan melakukan usaha. Definisi yang
sederhana ini sebenarnya kurang tepat atau kurang valid untuk beberapa
jenis energi (misalnya energi panas atau energi cahaya tidak dapat
melakukan kerja). Definisi tersebut hanya bersifat umum. Secara umum,
tanpa energi kita tidak dapat melakukan kerja. Sebagai contoh, jika kita
mendorong sepeda motor yang mogok, usaha alias kerja yang kita lakukan
menggerakan sepeda motor tersebut. Pada saat yang sama, energi kimia
dalam tubuh kita menjadi berkurang, karena sebagian energi kimia dalam
tubuh berubah menjadi energi kinetiksepeda motor. Usaha dilakukan ketika energi dipindahkan dari satu benda ke benda lain. Contoh ini juga menjelaskan salah satu konsep penting dalam sains, yakni kekekalan energi. Jumlah total energi pada sistem dan lingkungan bersifat kekal alias tetap. Energi tidak pernah hilang, tetapi hanya dapat berubah bentuk dari satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Mengenai Hukum Kekekalan Energi akan kita kupas tuntas dalam pokok bahasan tersendiri.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar