Makna Usaha Bernilai Positif, Negatif, dan Nol

By a Guy Who Teaches Physics for Fun

Terkadang ketika menghitung usaha Anda menemukan nilai negatif, positif, atau bahkan nol. Apa makna dari setiap kondisi tersebut? Kami akan bahas pada artikel ini.

Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram

Kapan usaha bernilai positif?

Umumnya pada buku sekolah dijelaskan usaha bernilai positif ketika arah gaya dan arah perpindahan searah. Penjelasan tersebut benar namun tidak sepenuhnya benar. Penjelasan yang lebih baik adalah sebagai berikut.
Usaha bernilai positif ketika hasil operasi W=Fs\cos\theta menghasilkan nilai positif. Ini terjadi ketika \cos\theta bernilai positif yaitu saat 90^o> \theta >-90^o. Contoh kasus kami perlihatkan pada slide gambar di bawah.

Kapan usaha bernilai negatif?

Banyak siswa sekolah juga memahami bahwa “usaha bernilai negatif ketika arah gaya dan arah perpindahan berlawanan arah”. Pemahaman tersebut masih kurang benar.
Usaha bernilai negatif ketika hasil operasi W=Fs\cos\theta bernilai negatif. Ini terwujud ketika \cos\theta bernilai negatif yaitu saat \begin{aligned}(90^o < \theta < 270^o)\end{aligned}. Contoh kasus kami perlihatkan pada slide gambar di bawah.

Kapan usaha bernilai nol?

Usaha bernilai nol ketika arah gaya dan arah perpindahan saling tegak lurus ( \theta=90^o). Lihat contoh kasusnya pada slide gambar di bawah.

Sistem dan Lingkungan

Anda perlu memahami istilah sistem dan lingkungan sebelum mempelajari makna usaha.
Perhatikan slide gambar di atas. Anda dapat melihat sebuah mobil taksi yang berjalan di atas aspal. Mobil tersebut dapat kita pilih sebagai sebuah sistem sedangkan seluruh objek yang ada di dunia ini selain dari mobil tersebut (aspal, udara, lampu jalan, bus, dan lain-lain) adalah lingkungan.
Sistem juga dapat berupa kumpulan dari banyak objek. Kita bisa menyatakan bumi sebagai sebuah sistem sedangkan seluruh ruang dan benda yang berada di luar bumi adalah lingkungan.
Sebuah sistem memiliki berbagai macam energi di dalamnya. Contoh, mobil yang bergerak di atas aspal memiliki energi kinetik dan energi kimia yang tersimpan pada bahan bakar. Begitu juga dengan bumi, bumi memiliki energi kinetik rotasi, energi termal, energi dari fosil, dan lain-lain.
Lingkungan juga memiliki berbagai macam energi di dalamnya. Contoh, aspal memiliki energi termal, bus memiliki energi kinetik, lampu jalan memiliki energi listrik, dan lain-lain. Demikian pula matahari memiliki energi nuklir, bulan memiliki energi kinetik dan termal, dan sebagainya.
Kita dapat memahami usaha dengan menggunakan istilah sistem dan lingkungan. Usaha adalah transfer energi dari lingkungan ke sistem maupun sebaliknya. Usaha terjadi ketika energi yang dimiliki suatu sistem berpindah ke lingkungan atau sebaliknya.
Pada kasus mobil yang melakukan pengereman tangan, terjadi transfer energi dari sistem(mobil) ke lingkungan(aspal). Energi mobil(energi kinetik) berpindah ke aspal melalui pergesekan dengan ban mobil dan menambah energi termal aspal. Itulah mengapa bekas pengereman mobil membuat aspal menjadi panas.
Bumi(sistem) setiap hari menerima energi dari matahari(lingkungan) dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Di saat bersamaan bumi juga melepaskan energi ke ruang angkasa(lingkungan) dalam bentuk yang sama yaitu gelombang elektromagnetik. Pada kasus ini terjadi transfer energi dari lingkungan ke sistem maupun dari sistem ke lingkungan secara bersamaan.
Apabila kita menganggap bumi sebagai sebuah sistem, global warming terjadi ketika transfer energi dari lingkungan ke sistem lebih besar dibandingkan transfer energi dari sistem ke lingkungan. Dalam kata lain, radiasi elektromagnetik yang bumi terima dari matahari lebih besar dibandingkan radiasi elektromagnetik yang bumi lepaskan ke angkasa. Alhasil, suhu bumi meningkat.
Creaticals berencana untuk mempublikasikan artikel untuk membahas global warming secara mendalam dalam waktu yang akan datang.

Apa makna usaha bernilai positif?

Usaha bernilai positif berarti terjadi transfer energi dari lingkungan ke sistem. Dalam kata lain sistem mengalami penambahan energi dari lingkungan. Mari kita langsung bahas dengan contoh.
Perhatikan gambar contoh 1 pada slide gambar di atas. Seorang wanita menggunakan anjing husky untuk menggerakkan kereta luncur yang ia kendarai. Pada kasus ini, peluncur dan kereta adalah sebuah sistem yang mengalami penambahan energi kinetik. Terjadi transfer energi dari lingkungan ke sistem. Energi kimia anjing yang diperoleh dari makanan digunakan untuk menggerakkan kereta luncur berserta pengemudinya. Oleh karena itu, usaha yang pengemudi dan kereta alami bernilai positif.
Anda dapat swipe gambar di atas untuk melihat contoh 2. Pada kasus ini, terjadi transfer energi dari pengangkat beban ke beban(lingkungan ke sistem). Energi yang beban terima tersebut menambah posisi ketinggian benda tersebut atau dalam kata lain terjadi penambahan energi potensial. Terjadi transfer energi dari energi kimia(makanan) menjadi energi potensial beban. Beban mengalami usaha yang bernilai positif.

Apa makna usaha bernilai negatif?

Usaha bernilai negatif berarti sistem melepas energi ke lingkungan atau dalam kata lain sistem mengalami pengurangan energi. Mari kita langsung bahas dengan contoh.
Mari kita anggap mobil merah di atas sebagai sistem. Mobil tersebut mobil melakukan emergency braking atau rem tangan sebelum akhirnya menabrak mobil biru. Kita sudah tahu kalau usaha mobil bernilai negatif tapi apa maknanya?
Mobil merah yang awalnya bergerak memiliki energi kinetik. Ketika mobil melakukan braking mobil mengalami pengurangan energi kinetik. Energi tersebut berpindah ke aspal menjadi energi termal. Itulah mengapa usaha yang dialami mobil bernilai negatif karena terjadi transfer energi dari sistem ke lingkungan.

Apa makna usaha bernilai nol?

Usaha bernilai nol berarti tidak terjadi penambahan atau pengurangan energi pada suatu sistem. Ayo kita bahas langsung dengan contoh.
angkat barang sambil jalan
Naufal berjalan sambil mengangkat sebuah kardus berisi. Mari kita anggap kardus sebagai sistem. Ingat dari awal Naufal memang sedang berjalan sehingga kardus sudah memiliki energi kinetik dan mengalami perpindahan sejauh s. Selama perpindahan kardus tidak mengalami penambahan ataupun pengurangan energi sama sekali. Oleh karena itu, usaha yang dialami oleh kardus adalah nol.
Jika kasusnya kita rubah, mulanya Naufal diam kemudian berjalan sambil mengangkat kardus, maka usaha yang dialami oleh kardus bernilai positif karena terjadi penambahan energi kinetik.
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Bagikan ke Teman Anda
Pos Terkait

Tinggalkan Balasan