Materi Usaha dan Energi

A. Usaha
Ketika mendengar kata usaha pasti kita berpikir usaha adalah angkah atau cara yang ditempuh untuk mencapai tujuan yang kita inginkan. Tetapi dalam pengertian usaha di dalam fisika tentu saja berbeda dengan usaha dalam keseharian yang sering kita dengar. Dalam fisika usaha didefinisikan sebagai hasil kali gaya dengan perpindahan benda. Ketika gaya yang kita berikan terhadap benda 

menyebabkan benda berpindah maka dapat dikatakan kita melakukan usaha terhadap benda tersebut.

Contoh : seorang anak mendorong gerobak sehingga gerobak berpindah tempat, maka orang tersebut melakukan usaha kepada gerobak. Doni mendorong mobil sekuattenaga tetapi mobil tidak berpindah tempat, maka dikatakan usaha Doni terhadap mobil sama dengan nol karena perpindahan mobil sama dengan nol.

Besar usaha yang dilakukan benda dirumuskan :
W = F . s
Dengan :
W = Usaha (joule)
F = Gaya (Newton)
S = perpindahan (meter)

Jika gaya yang diberikan membentuk sudut sebesar α terhadap perpindahan benda, maka besar usaha dirumuskan :
W = F cos α s

B. Energi
Semua makhluk hidup memerlukan energi untuk kelangsungan hidupnya. Setiap manusia memerlukan berjuta juta kalori untuk melakukan aktivitas. Ketika sedang sakit nafsu makan berkurang sehingga tubuh terasa lemas karena enegi yang ada di dalam tubu hanya sedikit. Dalam kehidupan sehari-hari energi dikenal dengan usaha. Dalam fisika energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha. Satuan energi adalah joule. 1 joule sama dengan 0,24 kalori. 1 kalori sama dengan 4.2 joule.

Ada beberapa bentuk energi diantaranya : energi panas, energi bunyi, energi angin, energi listrik, energi kinetik, energi potensial, energi mekanik. Untuk kali ini hanya akan membahas energi kinetik dan energi potensial.

Energi kinetik adalah energi karena gerakan benda tersebut. Benda yang diam tidak mempunyai energi kinetik. Energi kinetik bergantung pada massa dan kecepatan benda. Contoh : orag yang berlari, peluru yang meluncur dari senapan, kipas angin yang berputar.

Ek = ½ m v 2
Keterangan :
Ek = Energi kinetik (joule)
m = Massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)

Energi potensial adalah energi benda karena ketinggian benda terhadap bumi. Energi potensial bergantung pada massa benda, ketinggian atau kedudukan benda terhadap permukaan bumi, dan percepatan gravitasi dimana benda berada. Contoh : burung yang terbang iatas permukaan bumi, buah yang masih berada di pohonnya.
Ep = m g h
Keterangan :
Ep = Energi potensial (joule)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
h = ketinggian benda (m)

Energi mekanik adalah penjumlahan dari energi potensial dan energi kinetik.
Em = Ep +Ek
Benda yang sedang bergerak jatuh dari ketinggian tertentu memiliki energi mekanik, air tejun yang mengalir juga memiliki energi mekanik.