Usaha dan Daya

Usaha dapat diartikan sebagai banyaknya energi yang diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. 

Allah SWT Berfirman dalam Qs. Ar-Ra'd [13] ayat 11 sebagai berikut:

Artinya : Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sebelum mereka mengubah keadaan diri mereka sendiri.Dan apabila Allah menghendaki keburukan terhadap suatu kaum, maka tak ada yang dapat menolaknya dan tidak ada pelindung bagi mereka selain Dia. (Qs. Ar-Ra'd [13] ayat 11)

Hadis Rasulullah ﷺ:

Jika manusia melihat seseorang yang zalim dan tidak bertindak terhadapnya, maka mungkin sekali Allah akan menurunkan azab yang mengenai mereka semuanya.

(Riwayat Abu Dawud, at-Tirmidzi, dan Ibnu Majah dari Abu Bakar ash-shiddiq)

Rumus usaha :

• Usaha bernilai positif  jika arah gaya sama dengan arah perpindahan

• Usaha bernilai negatif  jika arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan.

           Contoh : usaha oleh gaya gesek. 

• Usaha bernilai nol Jika :

a.     F  = 0 (tidak ada gaya yang dilakukan)

b.     s  = 0  (benda diam, tidak berpindah)

c.     F dan S saling tegak lurus

 

Contoh Soal : 

Pada sebuah balok bekerja dua buah gaya seperti pada gambar, sehingga balok berpindah sejauh 12 meter ke kanan.

 

Hitunglah:

a.    usaha oleh gaya F₁

b.    usaha oleh F₂

c.    usaha total yang dialami balok

Penyelesaian :

Dari persamaan  W  =  F.s    diperoleh :

a. W₁     = F₁ . s

               = 40 N x 12 m

               = 480 Nm atau 480 joule      

 

b. W₂     = F₂ . s

               = -15 x 12

               = - 180 joule  

(negatif karena arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan)

 

c. W _total   = ∑F . s

                   = (40-15) x 12

                   = 25 N x  12 m

                   = 300 J

 

Usaha total dapat juga diperoleh dengan cara menjumlahkan usaha oleh masing-masing gaya

W _total       = W₁  +  W₂

                  = 480 j – 180 j

                  = 300 j

 

Daya

Daya adalah besar usaha yang dilakukan setiap satu satuan waktu

Satuan daya lainnya :

         1 kilowatt (1 kw)             = 1000 watt

         1 daya kuda  (1 hp)        = 746 watt

Contoh Soal:

Lebdo memindahkan benda sejauh 2 meter dengan gaya 400 Newton selama 4 sekon. Tentukan Daya yang dikeluarkan lebdo!

Diket 

s = 2 meter

F= 400 Newton

t = 4 sekon

Ditanya P...?

Jawab

P = w / t

P = (F.s) / t

P = (400N . 2 m) / 4 s

P = 800 Nm / 4 s

P = 200 Watt