Pengertian, Rumus Dan Satuan Perjuangan Serta Macam-Macam Jenis Bentuk Perjuangan Dilengkapi Pola Soal Perihal Usaha

Pada pembahasan kali ini akan dijelaskan perihal pengertian usaha, rumus usaha, satuan usaha, macam-macam usaha, jenis-jenis perjuangan dan bentuk-bentuk perjuangan serta rujukan soal perihal perjuangan dalam ilmu fisika.

Istilah perjuangan sering didengar dalam kehidupan sehari-hari. Akan tetapi, samakah pengertian perjuangan dalam fisika dengan pengertian perjuangan dalam kehidupan sehari-hari?

Pengertian perjuangan dalam fisika

Seorang penarik becak mengayuh becaknya sampai bergerak. Semakin jauh becak dikayuh, semakin besar perjuangan yang dilakukannya. Apa yang dimaksud dengan usaha? Usaha yang dilakukan sebanding dengan besarnya gaya dan perpindahan yang dirumuskan sebagai berikut.

W = F s

Keterangan:
W = perjuangan (J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)

Rumus dan Satuan Usaha

Satuan perjuangan yaitu Joule atau erg. Satu Joule yaitu perjuangan yang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk menjadikan perpindahan 1 meter. Jadi, 1 J = 1 N x 1 m = 1 Nm.

Satu erg yaitu perjuangan yang dilakukan oleh gaya 1 dyne untuk menjadikan perpindahan 1 cm. Jadi, 1 erg = 1 dyne x 1 cm = 1 dn cm. Berapa ergkah 1 Joule itu?

Tabel: Satuan Usaha

Contoh Soal perihal Usaha

Handoko mendorong meja dengan gaya 90 N sehingga meja berpindah sejauh 4 m. Berapa perjuangan yang dilakukan Handoko?

Pembahasan

Diketahui:
F = 90 N
s = 4 m

Ditanya:
W = …?

Jawab:
W = F s
= 90 N ×4 m
= 360 Nm
= 360 Joule
Jadi, perjuangan yang dilakukan Handoko sebesar 360 Joule.

Usaha sanggup bernilai positif, negatif, dan nol (nihil) ibarat terlihat pada gambar berikut.

Gambar: Macam-macam Bentuk Usaha

Macam-macam Bentuk Usaha

Usaha bernilai faktual kalau arah gaya sama dengan arah gerak (perpindahan), contohnya perjuangan kuda menarik gerobak. Usaha negatif kalau arah gaya berlawanan dengan arah gerak (perpindahan), contohnya perjuangan rem untuk memperlambat laju kendaraan. Bagaimana perjuangan yang bernilai nol?

Jika pada sebuah benda bekerja beberapa gaya maka perjuangan yang dilakukan terhadap benda yaitu jumlah perjuangan dari masing-masing gaya itu.

a. Gaya-gaya searah

Sebuah kendaraan beroda empat didorong Amat dengan gaya FA, Badri dengan gaya FB, dan Cecep dengan gaya FC sehingga kendaraan beroda empat berpindah sejauh s meter. Usaha yang dilakukan Amat, Badri, dan Cecep yaitu sebagai berikut.

perjuangan Amat, WA = FA s
perjuangan Badri, WB = FB s
perjuangan Cecep, WC = FC s
paduan gaya dorong = FA + FB + FC
jumlah perjuangan mereka = WA + WB + WC
perjuangan paduan gaya = (FA + FB + FC) s
= (FA s) + (FB s) + (FC s)
= (FA + FB + FC) s
Wpaduan = W1 + W2 + W3

Jadi, terbukti bahwa untuk gaya-gaya yang arahnya sama dan segaris kerja, besarnya perjuangan bersama sama dengan jumlah perjuangan gaya paduannya.

Contoh Soal perihal Usaha Searah

Dua orang pekerja bangunan memindahkan pasir dari jalan raya ke lokasi bangunan dengan sebuah gerobak. Seorang pekerja menarik gerobak dengan gaya sebesar 500 N, sedangkan pekerja yang lain mendorong gerobak dari belakang dengan gaya sebesar 400 N. Jika gerobak itu bergerak sejauh 30 meter, berapa perjuangan yang dilakukan kedua pekerja bangunan pada gerobak?

Pembahasan

Diketahui:
F1 = 500 N
F2 = 400 N
s = 30 m

Ditanya:
W = ...?

Jawab:
W = FR s
= (500 N + 400 N)×30 m
= 27.000 Nm
= 27.000 J

Jadi, perjuangan yang dilakukan kedua pekerja bangunan pada gerobak yaitu 27.000 Joule.

b. Gaya-gaya yang berlawanan arah

Tono dan Kadir bermain tarik tambang, gaya tarik Tono = FT dan gaya tarik Kadir = FK, tali bergerak ke arah Kadir. Artinya, FT berlawanan arah gerak, sedangkan FK searah gerak.

Oleh alasannya yaitu itu,
perjuangan Tono, WT = - FT s
perjuangan Kadir, WK = FK s
paduan gaya tarik, F = FK – FT
perjuangan paduan gaya, W = (FK – FT) s
jumlah usaha, WK + WT = (FK s) – (FT s)
= (FK – FT) s

Jadi, perjuangan bersama untuk gaya-gaya yang berlawanan arah sama dengan jumlah perjuangan gaya paduan.

Contoh Soal perihal Usaha yang Berlawanan arah

Ardi dan Anto bermain tarik tambang. Ardi menarik tambang ke kiri dengan gaya 300 N, sedangkan Anto menarik tambang ke kanan dengan gaya 250 N. Jika Anto tertarik ke kiri sejauh 150 cm, berapa besar perjuangan yang dilakukan Ardi?

Pembahasan

Diketahui:
F1 = 300 N
F2 = 250 N
s = 150 cm
= 1,50 m

Ditanya:
W = ...?

Jawab:
W = FR s
= [F2 + (- F1)] s
= [250 N + (-300 N)] ×1,50 m
= -75 Nm = -75 J
Jadi, perjuangan yang dilakukan Ardi sebesar 75 N searah dengan arah tarikan Ardi.

Keterangan: tanda negatif (-) menunjukkan bahwa arah gaya ke kiri.

c. Gaya membentuk sudut terhadap arah gerak

Jika arah gaya tidak segaris kerja dengan arah geraknya (perpindahannya) atau arah gaya menciptakan sudut terhadap arah gerak maka gaya itu diuraikan atas gaya yang searah gerak dan gaya yang tegak lurus arah gerak.

Misalnya, seorang pekerja menarik beban di tanah dengan tali yang menciptakan sudut terhadap tanah. Besar gaya tarik = F dan perpindahan beban = s. Gaya F diuraikan atas gaya F1 pada tanah dan gaya F2 yang tegak lurus tanah.

Usaha F = perjuangan F1 + perjuangan F2
W = W1 + W2
= (F1 s) + 0

Besarnya usaha
W = F1 s
F1 yaitu komponen gaya pada arah gerak.

Baca juga: Rumus dan Satuan Daya
Sumber https://www.berpendidikan.com