Penjelasan Usaha dan Daya dalam Fisika
Setelah sebelumnya membahas tentang energi, kali ini akan membahas tentang usaha atau kerja. Usaha adalah energi yang disalurkan gaya ke sebuah benda, sehingga benda tersebut mengalami pergerakan.
Contoh, misalnya Ronaldo mendorong sebuah meja sehingga meja tersebut berpindah kedudukan atau posisi, jika meja tersebut tidak berpindah posisi, maka usaha yang dilakuakan adalah nol atau dengan kata lain tidak ada usaha.
Usaha termasuk kedalam besaran skalar, usaha disimbulkan dengan huruf W (Work). Pada gerak horizontal atau mendatar besarnya usaha (W) yang dilakukan adalah perkalian titik antara gaya (F) dengan jarak atau perpindahan (S). Perkalian titik mengaharuskan antara F dan S harus satu arah. Untuk lebih jelasnya dapat diamati pada gambar dibawah ini:
Dari gambar di atas dapat dirumuskan sebagai berikut:
W = F . S
Maka
W = Fx . S
W = Fy . S (karena Fy tidak searah dengan S)
Keterangan:
- W = usaha (Joule)
- F = gaya (Newton)
- S = jarak (kilometer)
* Rumus menghitung jarak: S = t . v
* Rumus menghitung waktu: t = S /v
* Rumus menghitung kecepatan: v = S /t
Orang yang memikul beban, kemudian berjalan sejauh jarak tertentu dikatakan melakukan usaha nol, karena gaya angkat orang tersebut tidak searah dengan perpindahannya.
Pada gerak mendatar, usaha juga dapat diartikan sebagai perubahan energi kinetik, dari benda diam menjadi bergerak atau dari benda bergerak menjadi diam. Sehingga usaha dapat juga dinyatakan dalam perubahan energi kinetik:
W = ΔEk
= Ek-akhir – Ep-awal
= ½ . m (vt² – vo²)
Keterangan:
- Ek = energi kinetik (Joule)
- vt = kecepatan akhir (m/s)
- vo = kecepatan awal (m/s)
Pada gerak vertikal atau ke atas, usaha juga dapat diartikan sebagai perubahan energi potensial, dari ketinggian awal bergerak menuju ketinggian akhir. Sehingga usaha dapat juga dinyatakan dalam perubahan energi potensial:
W = ΔEp
= Ep-akhir – Ep-awal
= m . g . (ht – ho)
Keterangan:
- g = percepatan gravitasi (m/s²)
- ht = ketinggian akhir (m)
- ho = ketinggian awal (m)
Daya
Dalam melakukan usaha atau kerja, ada yang berlangsung lama, ada juga yang berlangsung secara singkat. Besaran fisika yang digunakan untuk menyatakan kecepatan melakukan usaha adalah daya.
Dengan kata lain, daya adalah besaran usaha yang dilakukan oleh suatu benda tiap satuan waktu, atau kecepatan benda untuk melakukan usaha. Daya dapat dirumuskan sebagai berikut:
P = W / t
Keterangan:
- P = daya (Joule/detik atau Watt)
- W = usaha yang dilakukan (Joule)
- t = waktu untuk melakukan usaha (detik)
Dibawah ini adalah beberapa satuan daya:
1 Joule/detik = 1 Watt
1 Joule/detik = 1/746 HP (hourse power)
1 Kilowatt (kW) = 1000 Watt
1 Megawatt (MW) = 1.000.000 Watt
