Usaha

1. Sebutkan pengertian usaha …

• a. Usaha adalah besarnya gaya yang diberikan

• b. Usaha adalah besarnya perpindahan yang ditempuh benda

• c. Usaha adalah hasil perkalian antara gaya dan perpindahan

• d. Usaha adalah hasil bagi gaya yang sejajar dengan perpindahan benda

• e. Usaha adalah hasil kali antara gaya yang sejajar dengan perpindahan benda

Answer explanation

Usaha adalah hasil bagi gaya yang sejajar dengan perpindahan benda

2. Contoh konsep usaha dalam kehidupan yang sesuai dengan fisika adalah …

• a. Ani membawa gayung yang penuh dengan air

• b. Rima menahan barbel hingga berkeringat

• c. Andi mengangkat galon dari luar rumah kedalam rumah

• d. Budi mendorog dinding

• e. Dio memindahkan sepatu dari lantai ke rak sepatu

Answer explanation

Ani membawa gayung yang penuh dengan air (gaya dan perpindahan berlawanan arah),

Rima menahan barbel hingga berkeringat (hanya memberi gaya), Andi mengangkat galon dari luar rumah kedalam rumah (gaya tidak searah dengan perpindahan), Budi mendorog dinding (usaha bernilai nol), Dio memindahkan sepatu dari lantai ke rak sepatu (gaya searah dengan perpindahan)

3. Ari mendorong lemari dengan gaya 200 N sejauh 20 m. Apabila Ari mendorong lemari tersebut dengan sudut 60° terhadap arah vertical, maka hitunglah usaha yang dilakukan Ari …

• a. 1 kJ

• b. 2 kJ

• c. 0,5 kJ

• d. 3 kJ

• e. 4 kJ

Answer explanation

Dik: F=200N

𝝙x=20m

Dit: W=…?

(α=30°)

Jawab:

W=F. Cos α

W=200.20.Cos60°

W=4000.1/2

W=2000 J

W=2 kJ

4. Perhatikan grafik gaya dan perpindahan di atas!

Besar usaha pada perpindahan 9 m sampai 12 m adalah …

• a. 9 Joule

• b. 18 Joule

• c. 54 Joule

• d. 63 Joule

• e. 72 Joule

Answer explanation

• Usaha pada (0-9) m

W=6 . 9

W=54 Joule

• Usaha pada (9-12) m

W=1/2 . (6 . 3)

W=9 Joule

• Usaha pada (0-12) m

W=9+12/2 . 6

W=63 Joule

5. Sebuah balok bergerak dari keadaan diam menuruni suatu bidang miring yang Panjang. Bagian pertama bidang miring itu licin dan bagian berikutnya sampai kedasar bersifat kasar. Setelah bergerak beberapa saat di bagian yang kasar, balok berhenti. Pada peristiwa ini:

(1) Usaha total pada balok sama dengan nol

(2) Usaha oleh gaya gravitasi bernilai positif

(3) Usaha oleh gaya gesek tidak sama dengan nol

(4) Usaha oleh gaya gravitasi sama dengan perubahan energi potensial balok

Pernyataan yang benar di tunjukkan oleh nomor …

• a. (1), (2) dan (3)

• b. (1) dan (3)

• c. (2) dan (4)

• d. (4) saja

• e. (1), (2), (3) dan (4)

Answer explanation

Usaha positif adalah usaha oleh gaya yang membentuk sudut 0° terhadap perpindahannya. Pada kasus balok bergerak di bidang miring usaha positif hanya disebabkan oleh komponen gaya gravitasi sejajar perpindahan balok yaitu mg sin Ø.

Usaha negative adalah usaha oleh gaya yang membentuk sudut 180° terhadap perpindahannya. Dalam kasus balok bergerak pada bidang miring licin, tidak bekerja gaya yang membentuk sudutu 180° terhadap bidang miring. Inilah gaya yang membentuk 90° terhadap perpindahannya.

Usaha nol pada kasus tesebut adalah usaha oleh gaya normal dan usaha oleh komponen gaya gravitasi tegak lurus bidang.

Katrol dengan beban dibiarkan meluncur pada ketinggian tertentu. Jika katrol tersebut meluncur pada ketinggian 1 ½ semula dan dikurangi beban ¼ semula, maka katrol semula lebih cepat.

Sebab

Usaha pada bidang miring dipengaruhi oleh sudut yang dibentuk, massa benda dan perpindahannya.

• a. Pernyataan benar, alasan benar. Keduanya menunjukkan sebab akibat

• b. Pernyataan benar, alasan benar, keduanya tidak menunjukkan hubungan sebab akibat

• c. Pernyataan benar, alasan salah

• d. Pernyataan salah, alasan benar

• e. Pernyataan dan alasan salah

Answer explanation

Keadaan semula:

Massa m, ketinggian h, dan perpindahan s.

Sudut yang dibentuk h/s. usaha pada keadaan I

W=F.S

W=w.sin α.s

W=w.h/s.s

W=w.h

Keadaan berikutnya:

Massa ¾ m, ketinggian 1 ½ h dan besar perpindahan s. sudut yang dibentuk 1 ½ h/s

Usaha pada keadaan II

W2=F.S

W2=w.sinα.s

W2=3/4. W. 3/2h /s .s

W2=9/8 wh

Usaha pada bidang miring dipengaruhi oleh sudut yang dibentuk, massa benda dan perpindahannya.