Mengenal Usaha dan Energi Fisika Beserta Contoh Soal

Usaha dan energi masuk dalam pembahasan fisika, pada sub materi khusus yang membahas mengenai mekanika. Merunut definisinya dari Kamus Besar Bahasa Indonesia, usaha berarti besarnya energi atau gaya yang diberikan untuk memindahkan atau menggerakkan suatu benda atau objek.

Di sisi lain terdapat definisi yang serupa mengenai usaha yang berarti besaran skalar, bisa positif atau negatif. Tidak semua gaya melakukan kerja. Misalnya, gaya sentripetal dalam gerakan berputar seragam tidak menyalurkan energi; kecepatan objek yang bergerak tetap konstan. Kenyataan ini diyakinkan oleh formula: vektor dari gaya dan perpindahan tegak lurus, yakni perkalian titik mereka sama dengan nol.

Sejarah Kemunculan Usaha

Melansir situs belajar Ruangguru.com, seorang fisikawan Jammer, memaparkan istilah kerja diperkenalkan pada tahun 1826 oleh ahli matematika Prancis Gaspar Gustave de Coriolis. Kerja sebagai "berat yang diangkat melalui ketinggian", yang didasarkan pada penggunaan mesin uap awal untuk mengangkat ember air dari tambang bijih yang banjir.

Sejarah lain dikemukakan Rene Dugas, seorang insinyur dan sejarawan Prancis, kepada Solomon dari Caux. Menurutnya, kita berutang pada istilah kerja dalam arti yang digunakan dalam mekanika sekarang. Meskipun pekerjaan tidak digunakan secara resmi sampai tahun 1826, konsep serupa sudah ada sebelum itu.

Kesimpulan akhir dari kedua pendapat tersebut, gambaran suatu besaran yang disebutnya "kekuatan untuk menandakan pengerahan tenaga, gravitasi, impuls, atau tekanan, untuk menghasilkan gerakan." Kuantitas ini dapat dihitung jika berat yang diangkat dikalikan dengan tinggi yang dapat dinaikkan dalam waktu tertentu, membuat definisi ini sangat mirip dengan Coriolis penjelasan ini diungkap oleh John Smeaton

Rumus Usaha

Mengutip situs belajar daring, Zenius.net, usaha memiliki rumus dalam proses pelaksanaannya. Rumus usaha dinotasikan dengan W yang artinya adalah work dengan satuan Joule.

Joule adalah Newton tiap meternya. Cara mendapatkan besaran usaha adalah dengan mengalikan gaya dengan jarak yang diakibatkan oleh gaya. Gaya dinotasikan dengan F yang artinya adalah force dengan satuan Newton dan jarak dinotasikan dengan s yang artinya adalah space dengan satuan meter. Rumus usaha bisa dituliskan seperti ini:

W=F.s

Hasil dari rumus tersebut menghasilkan gaya dan jarak yang menyesuaikan pada besaran vektor. Besaran tersebut disesuaikan dengan aturan yang berlaku, apabila perkalian dot antar vektor maka akan dihasilkan besaran skalar. Oleh karena itu, usaha adalah besaran skalar.

Korelasi Antara Usaha dengan Energi

Tidak hanya menggunakan rumus usaha saja, akan tetapi besara usaha juga bisa dicapai dengan besaran perubahan energi. Dalam proses menghitungnya bisa menggunakan perubahan energi potensial ataupun energi kinetik.

Dalam definisi lain dapat disebutkan bahwa hubungan antara Usaha dan Energi Kinetik adalah besarnya usaha yang dilakukan oleh suatu benda yang bergerak, akan sama dengan besarnya perubahan energi kinetik benda tersebut.

Korelasi Usaha dengan Energi Potensial

Jika benda yang Anda angkat dan terjadi sebuah perubahan baik posisi maupun jarak atau yang bisa disebut dengan perpindahan, maka besaran usaha yang dihasilkan adalah senilai dengan perubahan energi potensial yang terjadi.

W = AEp
W = m.g.h2 - m.g.h1
W = m.g. (h2-h1)

Keterangan

W = Usaha
AEp = Perubahan energi potensial
m = massa
g = nilai gravitasi
h = ketinggian

Korelasi Usaha dengan Energi Kinetik

Jika benda mengalami kelajuan dalam perubahan, maka besaran usaha bisa didapatkan dari nilai perubahan energi kinetik yang terjadi pada benda

W = AEk
W = 1/2.m.v 2/2 - 1/2.m.v2/1
W = 1/2.m.(v2-v1) 2

Keterangan
W = Usaha
AEk = Perubahan energi kinetik
m = massa
v = kecepatan

Demikianlah penertian Mengenai Usaha dan Energi dalam mata pelajaran ilmu fisika. Meski bidang studi ini dipelajari di bangku sekolah. Namun, pemanfaatannya akan terus digunakan hingga bangku kuliah mendatang.