Pengertian Usaha dalam Fisika

Pengertian Usaha dalam Fisika - Dalam percakapan sehari-hari, kita sering mendengar atau mengucapkan kata usaha. Dalam hal ini, usaha diartikan sebagai suatu kegiatan atau pekerjaan dengan mengerahkan tenaga dan pikiran. Misalnya, usaha orang itu maju, usaha kerasnya tidak sia-sia, ia berusaha keras memenangkn pertandingan. Namun, pengertian usaha dalam fisika tidak seperti itu.

Pengertian Usaha dalam Fisika

Pengertian Usaha dalam Fisika

Dalam fisika, pengertian usaha tidak dapat dipisahkan dengan gaya dan perpindahan. Seseorang melakukan usaha apabila ia memberikan gaya yang menyebabkan terjadinya perpindahan. Anda mendorong bus dengan sekuat tenaga, tetapi bus tidak bergerak. Dalam hal ini, Anda tidak melakukan usaha. Sementara itu, anda bersepeda di jalan yang menurun. Tanpa mengayuh pedal, dapatkah Anda dikatakan melakukan usaha? Mengapa demikian?

Sekelompok pemain sirkus pada gambar di atas tidak dapat dikatakan melakukan usaha. Hal ini disebabkan tidak terjadi perpindahan walaupun ada gaya yang bekerja. Pada dasarnya, mereka hanya menjaga keseimbangan. Masih ingatkah Anda konsep keseimbangan menurut hukum Newton? Dalam fisika, usaha adalah hasil kali perpindahan dengan gaya yang menyebabkannya. Gaya yang dimaksud adalah gaya yang searah atau segaris dengan perpindahan.

Usaha atau kerja (dilambangkan dengan W dari Bahasa Inggris Work) adalah energi yang disalurkan gaya ke sebuah benda sehingga benda tersebut bergerak. Usaha didefinisikan sebagai integral garis (pembaca yang tidak akrab dengan kalkulus peubah banyak lihat "rumus mudah" di bawah):

    W = \int_{C} \vec F \cdot \vec{ds}

    di mana
    C adalah lintasan yang dilalui oleh benda;
    \vec F adalah gaya;
    \vec s adalah posisi.

Usaha adalah kuantitas skalar, tetapi dia dapat positif atau negatif. Tidak semua gaya melakukan kerja. cotohnya, gaya sentripetal dalam gerakan berputar seragam tidak menyalurkan energi; kecepatan objek yang bergerak tetap konstan. Kenyataan ini diyakinkan oleh formula: bila vektor dari gaya dan perpindahan tegak lurus, yakni perkalian titik mereka sama dengan nol.

Bentuk usaha tidak selalu mekanis, seperti usaha listrik, dapat dipandang sebagai kasus khusus dari prinsip ini; misalnya, di dalam kasus listrik, usaha dilakukan dalam partikel bermuatan yang bergerak melalui sebuah medium. Konduksi panas dari badan yang lebih hangat ke yang lebih dingin biasanya bukan merupakan usaha mekanis, karena pada ukuran makroskopis, tidak ada gaya yang dapat diukur. Pada ukuran atomis, ada gaya di mana atom berbenturan, tetapi dalam jumlahnya usaha hampir sama dengan nol.