Usaha dan daya

Kata usaha sudah tidak asing lagi bagi kita. Apa sebenarnya usaha itu? Sering kali kita mendengar orang berkata bahwa untuk mencapai suatu tujuan tertentu maka kita harus melakukan kerja atau usaha. Dalam fisika, usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara besarnya gaya yang diberikan pada benda dengan besar perpindahan benda tersebut. Usaha merupakan besaran skalar karena tidak memiliki arah dan hanya memiliki besar. Usaha dalam fisika dikatakan bernilai jika usaha yang dilakukan menghasilkan perubahan kedudukan. Ketika sebuah gaya bekerja pada suatu benda sehingga menimbulkan perpindahan benda, dikatakan bahwa gaya melakukan usaha pada benda tersebut. Jika gaya sebesar F yang dapat menyebabkan balok berpindah sejauh s terletak pada sebuah garis lurus maka besarnya usaha W dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

W : usaha (Nm atau J)

F : gaya (N)

s : perpindahan (m)

Hubungan antara Energi dengan Usaha

Sebelumnya telah disebutkan bahwa energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha. Bayangkan sebuah bola berada di atas lantai. Bola tersebut kemudian digerakkan ke atas dengan gaya F, akibatnya bola berpindah setinggi h. Hal ini berarti kita melakukan usaha untuk memindahkan bola dari lantai sampai setinggi h. Ketika bola bergerak, bola memiliki energi kinetik. Pada saat bola berada setinggi h, bola memiliki energi potensial. Besarnya usaha yang diperlukan untuk memindahkan bola sama dengan selisih energi kinetiknya atau selisih energi potensialnya. Jadi, dapat disimpulkan bahwa besarnya usaha sama dengan besarnya perubahan energi pada benda.

Daya

Daya adalah perubahan energi potensial atau energi kinetik tiap satu satuan waktu. Dengan demikian, daya didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Daya merupakan besaran fisika yang mempunyai satuan J/s atau watt. Secara matematis daya dapat dituliskan sebagai berikut.

Keterangan:

P: daya (J/s atau watt)

t : waktu (s)

Semakin besar daya yang dimiliki oleh suatu benda, semakin besar pula kemampuan benda tersebut untuk mengubah suatu bentuk energi menjadi bentuk energi lain.

Tuas dan pengungkit

Pesawat sederhana adalah alat sederhana yang dipergunakan untuk mempermudah manusia melakukan usaha. Pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya dibedakan menjadi tuas/pengungkit, bidang miring, katrol dan roda berporos/roda bergandar. Pesawat sederhana mempunyai keuntungan mekanik yang didapatkan dari perbandingan antara gaya beban dengan gaya kuasa sehingga memperingan kerja manusia.

Tuas/pengungkit berfungsi untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda yang berat. Bagian-bagian pengungkit:

A = titik kuasa
T = titik tumpu
B = titik beban
F = gaya kuasa (N)
w = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)

Jenis-jenis tuas:
1. Tuas Jenis pertama
Yaitu tuas dengan titik tumpu berada diantara titik beban dan titik kuasa.

Contoh : pemotong kuku, gunting, penjepit jemuran, tang

2. Tuas Jenis kedua
Yaitu tuas dengan titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa.

Contoh : gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka tutup botol. i

3. Tuas Jenis ketiga
Yaitu tuas dengan titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban.

Contoh :sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir.

Keuntungan Mekanik Tuas

Keuntungan mekanik pada tuas adalah perbandingan antara gaya beban (w) dengan gaya kuasa (F), dapat dituliskan sebagai :

KM = w/F atau KM = lk/lb

Keuntungan mekanik pada tuas bergantung pada masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, maka keuntungan mekaniknya akan semakin besar.

Katrol

Katrol adalah alat yang banyak digunakan untuk memudahkan mengangkat beban. Prinsip kerja katrol sama dengan prinsip tuas yaitu menggunakan gaya yang lebih kecil untuk mengangkat suatu beban. Berikut macam-macam katrol

a. Katrol tetap

Katrol tetap memiliki keuntungan mekanis yaitu 1 jadi, katrol tetap tidak meringankan mengangkat beban, tetapi memudahkan menarik beban dengan arah gaya  keatas menjadi gaya tarik ke bawah

b. Katrol bergerak

Katrol bergerak adalah katro yang salah satu ujung tali berada pada tempat yang tetap, sedangkan ujung tali yang lain ditarik keatas oleh sebuah gaya. Pada katrol bergerak memiliki keuntungan mekanis sebesar 2.

c. Sistem katrol

Beberapa buah katrol dapat disusun atau di gabungkan menjadi sistem katrol. Hal itu bertujuan untuk memperbesar keuntungan mekanis.

Bidang miring

Bidang miring adalah jenis pesawat sederhana yang terdiri atas sebuah permukaan datar yang dimiringkan. Bidang miring dapat memindahkan suatu benda ke tempat yang lebih tinggi.

Jika sebuah benda memiliki masa m dan percepatan gravitasinya g maka untuk mengangkat langsung diperlukan gaya F = m x g. Dalam hal ini arah gaya tegak lurus.Apabila dingkat dengan bidang miring yang panjangnya s dan tinggi truk dari tanah= h, berlaku persamaan

F1/F=h/s atau F1= F x h/s

F= m x g berarti F1= m x g h/s

Keterangan

F= gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda secara langsung

F= gaya yang digunakan untuk mengangkat benda dengan menggunakan bidang miring

Dengan demikian, besarnya gaya untuk mendorong sebuah benda melalui bidang miring adalah

m x g x h

_______

      s

Adapun keuntungan mekanis bidang miring sama dengan berat beban sebenarnya dibagi dengan besarnya gaya untuk mengangkat beban itu melalui bidang miring. Keuntungan mekanis:

Keuntungan mekanis=F

Roda berporos

Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.

Jenis-jenis Roda Lainnya

1. Roda Setali

Roda Setali yaitu dua buah roda atau lebih yang dihubungkan dengan tali. Contohnya : Roda sepeda yang dihubungkan dengan rantai, dan roda sepeda motor yang dihubungkan dengan rantai.

2. Roda Sepusat

Roda sepusat, yaitu dua buah roda atau lebih yang memiliki pusat yang sama. Contohnya : Roda pada mobil truk.

3. Roda Bersinggungan

Roda bersinggungan, yaitu dua buah roda atau lebih yang saling bersinggungan satu sama lain. Contohnya : Roda pada bagian dalam jam.

Penulis : Unknown ~ Sebuah blog yang menyediakan berbagai macam informasi

Artikel Usaha dan daya ini dipublish oleh Unknown pada hari Selasa, 25 Februari 2014. Semoga artikel ini dapat bermanfaat.Terimakasih atas kunjungan Anda silahkan tinggalkan komentar.sudah ada 1komentar: di postingan Usaha dan daya