Usaha yang Dilakukan oleh Gaya yang Membentuk Sudut di Atas Permukaan Lantai

Dalam situasi ini, kita memiliki sebuah balok kayu dengan massa \(10 \mathrm{~kg}\) yang terletak di atas permukaan lantai horizontal. Koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai adalah \(0,10\). Balok kayu ini ditarik oleh sebuah gaya tetap sebesar \(20 \mathrm{~N}\) yang membentuk sudut \(\theta\) di atas permukaan lantai. Sudut \(\theta\) adalah \(\frac{3}{4}\) dalam bentuk tangen. Pertanyaan yang ingin kita jawab adalah berapa usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut setelah balok terseret sejauh \(5,0 \mathrm{~m}\). Untuk menjawab pertanyaan ini, kita perlu menggunakan konsep usaha yang didefinisikan sebagai perkalian antara gaya yang diterapkan pada benda dengan jarak yang ditempuh oleh benda tersebut. Dalam kasus ini, gaya yang diterapkan pada balok kayu adalah \(20 \mathrm{~N}\) dan jarak yang ditempuh oleh balok adalah \(5,0 \mathrm{~m}\). Namun, karena gaya tersebut membentuk sudut \(\theta\) dengan permukaan lantai, kita perlu menghitung komponen gaya yang sejajar dengan arah perpindahan balok. Komponen gaya sejajar dengan arah perpindahan balok dapat dihitung menggunakan rumus \(F_{\parallel} = F \cdot \cos(\theta)\), di mana \(F\) adalah gaya yang diterapkan dan \(\theta\) adalah sudut yang dibentuk oleh gaya tersebut. Dalam kasus ini, kita memiliki \(F = 20 \mathrm{~N}\) dan \(\theta = \frac{3}{4}\). Dengan menggantikan nilai-nilai ini ke dalam rumus, kita dapat menghitung komponen gaya sejajar dengan arah perpindahan balok. \(F_{\parallel} = 20 \mathrm{~N} \cdot \cos\left(\frac{3}{4}\right)\) Setelah kita menghitung komponen gaya sejajar dengan arah perpindahan balok, kita dapat menggunakan rumus usaha \(W = F_{\parallel} \cdot d\), di mana \(W\) adalah usaha yang dilakukan oleh gaya, \(F_{\parallel}\) adalah komponen gaya sejajar dengan arah perpindahan balok, dan \(d\) adalah jarak yang ditempuh oleh balok. Dalam kasus ini, kita memiliki \(F_{\parallel} = 20 \mathrm{~N} \cdot \cos\left(\frac{3}{4}\right)\) dan \(d = 5,0 \mathrm{~m}\). Dengan menggantikan nilai-nilai ini ke dalam rumus, kita dapat menghitung usaha yang dilakukan oleh gaya. \(W = 20 \mathrm{~N} \cdot \cos\left(\frac{3}{4}\right) \cdot 5,0 \mathrm{~m}\) Setelah menghitung, kita akan mendapatkan nilai usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut setelah balok terseret sejauh \(5,0 \mathrm{~m}\).