Perhitungan Usaha pada Gaya yang Bekerja pada Benda pada Bidang Datar Horizontal
Dalam fisika, usaha adalah jumlah energi yang dikeluarkan atau diterima oleh suatu benda saat gaya bekerja pada benda tersebut dan benda tersebut bergerak sejauh tertentu. Dalam artikel ini, kita akan membahas perhitungan usaha pada gaya yang bekerja pada benda yang terletak pada bidang datar horizontal. Pertama, mari kita lihat contoh pertanyaan yang diberikan. Dalam pertanyaan tersebut, diberikan sebuah gaya sebesar 75 N yang bekerja pada benda dengan sudut 28° terhadap bidang datar horizontal. Kita diminta untuk menghitung usaha gaya tersebut untuk memindahkan benda sejauh 8 m. Untuk menghitung usaha, kita dapat menggunakan rumus: \[ \text{Usaha} = \text{Gaya} \times \text{Jarak} \times \cos(\theta) \] Di mana: - Gaya adalah besarnya gaya yang bekerja pada benda (dalam hal ini 75 N) - Jarak adalah jarak yang ditempuh oleh benda (dalam hal ini 8 m) - \(\theta\) adalah sudut antara gaya dan arah perpindahan (dalam hal ini 28°) Substitusikan nilai-nilai yang diberikan ke dalam rumus: \[ \text{Usaha} = 75 \, \text{N} \times 8 \, \text{m} \times \cos(28°) \] Kemudian, hitung nilai dari \(\cos(28°)\) menggunakan kalkulator: \[ \text{Usaha} = 75 \, \text{N} \times 8 \, \text{m} \times 0.882 \] \[ \text{Usaha} = 529.2 \, \text{J} \] Jadi, usaha gaya tersebut untuk memindahkan benda sejauh 8 m adalah 529.2 J. Dalam contoh kedua, diberikan gambar yang menunjukkan tiga gaya yang bekerja pada benda pada bidang miring. Gaya pertama, \( F_1 \), memiliki besar 40 N dan arah horizontal. Gaya kedua, \( F_2 \), memiliki besar 20 N dan arah normal bidang miring. Gaya ketiga, \( F_3 \), memiliki besar 30 N dan arah sejajar bidang miring. Dalam kasus ini, kita tidak diberikan jarak atau sudut, sehingga tidak dapat menghitung usaha secara langsung. Namun, kita dapat menggunakan informasi ini untuk membahas konsep usaha pada gaya-gaya tersebut. Gaya \( F_1 \) yang memiliki arah horizontal tidak melakukan usaha pada benda karena arah gaya tersebut tidak sejajar dengan arah perpindahan benda. Gaya \( F_2 \) yang memiliki arah normal bidang miring juga tidak melakukan usaha pada benda karena arah gaya tersebut tegak lurus terhadap arah perpindahan benda. Gaya \( F_3 \) yang memiliki arah sejajar bidang miring adalah satu-satunya gaya yang melakukan usaha pada benda. Usaha gaya \( F_3 \) dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang sama seperti sebelumnya. Dalam artikel ini, kita telah membahas perhitungan usaha pada gaya yang bekerja pada benda pada bidang datar horizontal. Kita juga melihat contoh kasus di mana beberapa gaya bekerja pada benda pada bidang miring. Usaha adalah konsep penting dalam fisika yang membantu kita memahami energi yang dikeluarkan atau diterima oleh suatu benda saat gaya bekerja pada benda tersebut.