Usaha oleh Gaya Konstan Pada Bidang Datar

By a Guy Who Teaches Physics for Fun
Top page
Choose language:
Tutor Online Gratis

Aku bisa bantu kamu belajar fisika atau ngerjakan soal tugas kamu lewat zoom/discord/google meet. Kamu berminat? tekan tombol di bawah

Saya berminat
Pembelajaran usaha di mulai dari kasus usaha pada bidang datar. Tujuan Artikel adalah sebagai berikut:
  • Anda mengetahui rumus usaha pada bidang datar.
  • Anda dapat menguraikan vektor gaya pada sumbu x.
  • Anda dapat menghitung usaha ketika berlaku lebih dari satu gaya pada objek.
  • Memberikan contoh soal dan pembahasan.
Bagikan ke Teman Anda
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram

Rumus Usaha Pada Bidang Datar

Usaha pada bidang datar kami bagi menjadi 3 kasus dengan rumusnya masing-masing. Berikut adalah ketiga kasus tersebut.

1. Usaha oleh satu gaya konstan searah dengan arah perpindahan

Ketika benda berada pada bidang datar serta hanya ada 1 gaya yang berlaku dan searah dengan arah perpindahan benda maka rumus usaha:
Rumus Usaha oleh satu gaya konstan pada bidang datar
Keterangan: W = Usaha (Joule), F = Gaya (N), S = Jarak (m).

2. Usaha oleh satu gaya konstan membentuk sudut θ dari arah perpindahan

Apabila arah perpindahan benda dan arah gaya yang berlaku membentuk sudut θ maka kita harus menguraikan gayanya dulu pada komponen x dan gunakan rumus berikut: 

Rumus Usaha oleh gaya konstan ketika ada sudut
F_{x} adalah komponen gaya F pada sumbu x. Cara mendapatkan F_{x} adalah dengan rumus berikut F_{x}= F\: \cos (\theta)

3. Usaha ketika berlaku lebih dari satu gaya

Ketika pada benda berlaku banyak gaya maka kita harus menguraikan seluruh gaya pada sumbu x. Usaha yang dialami oleh benda dapat dihitung melalui 2 rumus yaitu:
Rumus Usaha lebih dari satu gaya

Contoh Soal dan Pembahasan

• Contoh Soal 1

Soal dan Pembahasan usaha oleh satu gaya konstan searah dengan perpindahan

• Contoh Soal 2

• Contoh Soal 3

Soal dan Pembahasan usaha ketika berlaku lebih dari satu gaya
Kita juga bisa menyelesaikan soal tersebut dengan menggunakan rumus ini :
W=W_{1}+W_{2}+W_{3}+\ldots
Pertama kita lihat kembali gambar soal. Pada mobil berlaku beberapa gaya yaitu gaya tarik tegangan tali, gaya gesek, gaya berat mobil, dan gaya normal. Setiap gaya memiliki sudut \theta nya masing-masing (sudut antara arah gaya dan arah perpindahan ) . Kita dapat menghitung usaha oleh masing-masing gaya.
Usaha oleh gaya tegang tali :
\begin{aligned} W_{1}&=F_{1} \cos \theta_{1} s \\&=(4000)\left(\cos30^{\circ}\right)(50) \\&=100000 \sqrt{3} \text { Joule } \end{aligned}
Selanjutnya usaha oleh gaya gesek:
\begin{aligned} W_{2}&=F_{2} \cos \theta_{2} s \\&=(2400)\left(\cos 180^{\circ}\right)(50) \\ &=-120000 \text { Joule } \end{aligned}
Kemudian usaha oleh gaya berat :
\begin{aligned} W_{3}&=F_{3} \cos \theta_{3} s \\&=w\left(\cos 90^{\circ}\right)(50) \\&=0 \end{aligned}
Usaha oleh gaya normal :
\begin{aligned} W_{4}&=F_{4} \cos \theta_{4} s \\&=\left(w-4000 \sin30^{\circ}\right)\left(\cos 90^{\circ}\right)(50) \\&=0 \end{aligned}
Berdasarkan setiap usaha-usaha tersebut, usaha yang dialami mobil secara keseluruhan :
\begin{aligned} W&=W_{1}+W_{2}+W_{3}+W_{4} \\ &=100000 \sqrt{3}+(-120000)+0+0 \\ &=53205 \text { Joule } \end{aligned}
Bagikan ke Teman Anda
Share on whatsapp
Share on facebook
Share on twitter
Share on telegram
Pos Terkait

Tinggalkan Balasan