Garisekipotensial: garis yang menghubungkan titik titik yang mempunyai potensial sama Garis ekipotensial selalu tegak lurus garis medan listrik, jadi selalu tegak lurus gaya yang dialami muatan dititik itu. −dV /dr =E Untuk daerah yang potensialnya sama, maka medan listrik E = 0 Muatan yang bergerak pada garis / bidang Jikabalok berpindah sejauh 50 cm maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut! Pembahasan: Diketahui: F = 30 N. s = 50 cm = 0,5 m. Hitunglah usaha yang dilakukan gaya tersebut untuk memindahkan balok sejauh 14 m! Pembahasan: Usaha adalah luas daerah dibawah grafik F-s (luas daerah yang diarsir) Hitunglahusaha yang dilakukan oleh gaya gesek jika peti telah berpindah sejauh 3 m! Jawab: (Soal Usaha) 1. Seorang murid mendorong sebuah bangku dengan gaya mendatar 80 N sehingga bangku berpindah sejauh 1,5 m. Berapa usaha yang dilakukan murid itu? 2. cash. BerandaPerhatikan garnbar berikut. Jika benda berpi...PertanyaanPerhatikan garnbar berikut. Jika benda berpindah sejauh 2,5 m; besar usaha yang dikerjakan pada benda adalah ...Perhatikan garnbar berikut. Jika benda berpindah sejauh 2,5 m; besar usaha yang dikerjakan pada benda adalah ... 25 J 37,5 J 50 J 62,5 J 75 J Jawabanjawaban yang tepat adalah yang tepat adalah E. PembahasanDiket s = 2,5 m F1 = 15 N F2 = 10 N F3 = 25 N Ditanya W = ...? Mencari total gaya Mencari usaha Jadi, jawaban yang tepat adalah s = 2,5 m F1 = 15 N F2 = 10 N F3 = 25 N Ditanya W = ...? Mencari total gaya Mencari usaha Jadi, jawaban yang tepat adalah E. Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher di sesi Live Teaching, GRATIS!7rb+Yuk, beri rating untuk berterima kasih pada penjawab soal!HSHans SyahputraIni yang aku cari!vviolanda Pembahasan lengkap Makasih ❤️RRRaditya Ramadhani Ini yang aku cari! Pembahasan lengkap banget Mudah dimengerti Bantu banget Makasih ❤️MAMassastha Ailani Putri Mudah dimengerti Makasih ❤️©2023 Ruangguru. All Rights Reserved PT. Ruang Raya Indonesia 104 Fisika SMAMA Kelas XI Perhatikan gambar di samping Dua orang siswa A dan B menarik peti yang terletak pada lantai dengan arah 37 o dan 60 o terhadap lantai. Tentukan usaha yang dilakukan oleh siswa A dan B jika besarnya gaya kedua siswa tersebut 10 N dan 12 N dan peti berpindah ke kanan sejauh 4 m Diketahu a. F 1 = 10 N b. F 2 = 12 N c. s = 4 m d. 1 a = 37° e. 2 a = 60° Ditanyakan W = ..? Jawab W = F 1 + F 2 s = 10 cos 37° + 12 cos 60° 4 = 10 0,8 + 12 -0,5 4 = 8 J b. Masing-Masing Gaya Bekerja pada Perpindahan yang Berbeda Mengingat bahwa usaha adalah besaran skalar, maka usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda dapat dihitung sebagai hasil penjumlahan aljabar dari usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya secara individual. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. W = W 1 + W 2 + W 3 + ... + W n = 1 n n n W = å Perhatikan usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya seperti terlihat pada Gambar berikut Gambar Usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda. Contoh v v v F 1 S 1 S 2 F 2 F 3 S 3 F B = 12N F A = 10 N 3 7 ° 4 m 60° 105 Usaha dan Energi Berdasarkan Gambar diperoleh besarnya usaha yang dilakukan adalah W = 1 2 3 W W W + + = 1 1 2 2 3 3 c 0 c 180 c 90 F s os F s os F s os ° + ° + ° = 1 1 2 2 F s F s + - + = 1 1 2 2 F s F s - 6. Menghitung Usaha dengan Grafik Usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya dapat dilukiskan secara grafis, yaitu dengan menarik garis komponen gaya sebagai fungsi perpindahannya. Perhatikanlah Gambar Luas daerah diarsir di bawah grafik F– s menyata- kan usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar F untuk perpindahan benda sejauh s. Sehingga untuk menghitung usaha yang dilakukan oleh suatu gaya, Anda cukup menghitung luas daerah di bawah grafik gaya terhadap perpindahan. Hal ini berlaku untuk segala jenis grafik gaya. Perhatikan Gambar Usaha yang dilakukan sebuah benda dengan perpindahan x D digambarkan oleh luas daerah di bawah kurva gaya sebagai fungsi posisi. Pada gambar terlihat bahwa telah dibagi selang dari x 1 ke x 2 menjadi kumpulan selang- selang yang mempunyai panjang x D . Untuk tiap selang x D , usaha yang dilakukan adalah luas persegi di bawah kurva F–x. Jumlah seluruh luas persegi panjang tiap selang x D merupakan luas daerah di bawah kurva. Oleh karena itu, dapat didefinisikan usaha total yang dilakukan oleh gaya yang berubah-ubah dari x 1 ke x 2 adalah luas total di bawah kurva untuk selang x 1 ke x 2 . Dengan demikian dapat dinyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya F untuk perpindahan x D = x 2 –x 1 sama dengan luas daerah di bawah kurva F–x dengan batas x 1 dan x 2 . Gambar Grafik F terhadap s. F s m gaya N perpindahan Gambar Kurva gaya yang berubah- ubah sebagai fungsi posisi. F x x x 2 x 1 x 1 106 Fisika SMAMA Kelas XI Perhatikan gambar disamping Sebuah balok mengalami gaya F yang arahnya sejajar sumbu X. Gaya yang bekerja ini merupakan fungsi perpindahan. Hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut ketika balok berpindah dari a. x = 0 ke x = 1 meter dan b. x = 0 ke x = 3 meter Jawab Usaha dihitung dengan menghitung luas di bawah grafik gaya fungsi perpindahan. a. Usaha dari x = 0 ke x = 1 meter sama dengan luas segitiga OAD perhatikan gambar. W a = luas OAD = 1 1 4 2 ´ ´ = 2 J Jadi, usaha yang dilakukan benda dari x = 0 ke x = 1 m sebesar 2 J b. Usaha dari x = 0 ke x = 3 sama dengan luas trapesium OABC perhatikan gambar. W b = luas OABC = 1 3 4 2 + = 8 J Jadi, usaha yang dilakukan benda dari x = 0 ke x = 3 m sebesar 8 J 7. Usaha yang Dilakukan Oleh Gaya Berat Anggap sebuah benda bermassa m dilepaskan dari ketinggian h di atas permukaan bumi. Benda akan jatuh karena pengaruh gaya gravitasi. Besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi adalah grav grav W F h m g h = ´ = Usaha ini positif karena arah gaya dan perpindahan sama-sama ke bawah. Sekarang Anda lihat kasus di mana benda dinaikkan dari lantai perlahan-lahan hingga ketinggian h. Di sini arah perpindahan ke atas Contoh F N x m A B C D 107 Usaha dan Energi S oal Kompetensi berlawanan dengan arah gaya berat ke bawah sehingga usahanya negatif W = - m g h. Ketika benda berpindah secara horizontal gaya gravitasi tidak melakukan usaha karena arah perpindahan tegak lurus arah gaya ingat pembahasan di depan. Berdasarkan ketiga hal tersebut, dapat disimpulkan sebagai berikut. • Jika benda berpindah sejauh h vertikal ke atas, maka besarnya usaha gaya gravitasi adalah W = - m g h. • Jika benda berpindah sejauh h vertikal ke bawah, maka besarnya usaha gaya gravitasi adalah W = m g h. • Jika benda berpindah sejauh h mendatar, maka besarnya usaha gravitasi adalah W = 0. 1. Seorang petugas PLN bermassa 65 kg sedang menaiki tangga untuk memperbaiki jaringan listrik pada sebuah tiang listrik. Jika tangga terdiri dari 30 anak tangga dan panjang setiap anak tangga adalah 30 cm, berapakah usaha yang telah dilakukan petugas tersebut? 2. Sebuah balok yang memiliki massa 5 kg mula-mula diam di kaki sebuah bidang datar yang memiliki kemiringan terhadap arah horizontal = 45 a ° . Koefisien gesek statis dan kinetik balok dengan bidang miring masing-masing 0, 5 s m = dan 0, 25 k m = . Pada balok bekerja gaya F dengan arah ke atas sejajar bidang sebesar 60 N, sehingga balok bergeser ke atas sepanjang bidang datar dan sampai ke puncak bidang. a. Hitunglah usaha pada masing-masing gaya b. Hitunglah usaha total gaya-gaya tersebut pada balok 3. Perhatikan gambar grafik di samping Sebuah balok bermassa 3 kg bergerak sepanjang garis lurus pada permukaan men- datar akibat pengaruh gaya F yang berubah-ubah terhadap posisi. Berapakah usaha yang dilakukan gaya F untuk memindahkan balok dari titik asal x = 0 ke posisi x = 15 m? 4. Buktikan bahwa usaha gaya gravitasi hanya tergantung pada ketinggian saja tidak tergantung pada bentuk lintasannya F N x m A B C D E F G -4 -2 1 2 3 4 B C E F 2 4 6 8 10 12 14 16 I II III IV Dalam Fisika, kita mengenal rumus usaha. Usaha itu sendiri merupakan besarnya energi yang digunakan untuk merubah posisi yang diberikan oleh gaya pada benda ataupun objek. Usaha yang dikeluarkan oleh suatu objek pun didefinisikan sebagai perkalian antara jarak yang dilalui dengan gaya yang searah dengan perpindahan. Dalam bahasa sehari-hari, anda bisa mengatakan usaha sebagai suatu kegiatan yang mengerahkan tenaga, pikiran, atau badan guna mencapai suatu tujuan. Usaha dinotasikan dengan simbol huruf W, dimana merupakan singkatan bahasa Inggris dari kata Work yang memiliki arti kerja. Satuan usaha ialah Joule. Satuan ini didefinisikan sebagai besarnya energi yang diperlukan untuk memberi gaya sebesar satu Newton dengan jarak sejauh satu meter. Maka dari itu, satu Joule sama dengan satu Newton meter Berikut rumusnya. Rumus Usaha Rumus Usaha dinotasikan dengan lambang berikut W = W = Keterangan W = Usaha yang dilakukan Joule F = Gaya yang diberikan N s = Jarak perpindahan objek m m = Massa kg a = Percepatan m/s2 Contoh Soal Usaha Fisika Berapa usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan batu seberat 100 kg dengan jarak perpindahan sejauh 2 m? Penyelesaian Usaha = Usaha = W = 100 x 9,8 x 2 W = 1960 Joule Jadi, usaha yang dibutuhkan ialah sebesar 1960 Joule. Rumus Usaha Dengan Sudut Apabila gaya yang diberikan pada suatu objek membentuk sudut, maka persamaannya ialah sebagai berikut W = F cos θ . s Keterangan θ = besarnya sudut yang dibentuk gaya karena perpindahan. Nilai usaha yang dilakukan bisa berupa positif atau negatif. Hal ini tergantung arah gaya akan perpindahannya. Apabila gaya yang diberikan pada suatu objek berlawanan arah dengan perpindahannya, maka usaha yang dilakukan bernilai negatif. Sementara apabila gaya yang diberikan searah dengan perpindahan, maka objek tersebut memberikan usaha positif. Contoh Soal Usaha Dengan Sudut Peti dengan massa 50 kg ditarik sepanjang lantai datar dan memiliki gaya 100 N. Usaha yang dikerahkan ini membentuk sudut 37 derajat. Lantai kasar dan gaya geseknya sebesar Fges 50 N. Dengan mengetahui hal tersebut, hitunglah usaha yang dilakukan tiap gaya yang bekerja pada peti serta usaha yang dilakukan gaya total pada peti tersebut. Penyelesaian Dengan menggunakan rumus usaha yang ada di awal tadi, maka usaha dari gaya orang serta gesek bisa dihitung. Berikut caranya. Wfo = Fo. cos θ . S Wfo = 100 cos 37 40 Wfo = 100. 0,8 . 40 Wfo = joule Wges = Fges . s Wges = 50 . 40 Wges = joule Gaya total yang bekerja ialah – = Joule. Rumus Usaha Bernilai Nol Usaha juga bisa bernilai nol 0 atau objek tak melakukan usaha apabila diberikan gaya namun tak terjadi perpindahan. Selain itu, usaha juga bernilai nol apabila gaya yang diberikan tegak lurus dengan perpindahan. Gaya yang diberikan kepada benda belum tentu menghasilkan usaha. Misalnya saja, apabila anda mendorong tembok, anda tak memberikan usaha terhadap tembok tersebut. Anda mungkin hanya akan merasa lelah dikarenakan telah membebaskan energi melalui otot. Tembok memang tidak akan bergerak s = 0. Apabila hal tersebut dimasukkan ke dalam rumus usaha W = maka hasilnya usaha nol. Ada pula kasus usaha bernilai nol, yakni jika anda mengangkat batu dengan mendorongnya secara vertikal ke atas dan anda berjalan horizontal. Hal ini dikatakan usahanya bernilai nol. Perlu diketahui, nilai θ sama dengan 90, maka apabila dimasukkan ke rumus usaha W = Fcos θ . s, usahanya nol. Cos 90 sama dengan 0.

jika peti berpindah sejauh 2m besarnya usaha yang dilakukan adalah