Dalam kehidupan manusia sehari-hari, istilah usaha tidak asing lagi. Secara umum istilah usaha sama dengan kerja. Kemudian menurut para ahli istilah usaha juga definisikan sebagai kegiatan manusia yang memiliki tujuan untuk mencari keuntungan ekonomi guna untuk menghidupi kebutuhan sehari-hari.

Dalam fisika, apakah pengertian usaha sama dengan pengertian usaha seperti di atas? Mari kita lihat gambar di bawah ini, yang manakah usaha dalam konteks fisika?

Yang termasuk usaha dalam fisika adalah …. pada gambar 2, yaitu aktivitas mendorong mobil. Mengapa demikian? Ketika mobil didorong oleh orang-orang seperti gambar di atas maka mobil akan bergerak, bergeser atau berpindah tempat. Mobil dapat berpindah atau bergerak karena adanya gaya dorong lengan tangan dan ditahan oleh kaki. Nah…Aktivitas yang menyebabkan benda berpindah atau bergerak karena ada gaya yang mengenai benda itulah yang disebut usaha dalam fisika.

Sedangkan pada gambar 1, jika ditinjau dari fisika tidak melakukan usaha karena tidak ada perpindahan atau gerak benda. Tetapi jika dalam pengertian secara umum dia memang sedang berusaha untuk konsentrasi dalam belajar. Meskipun ada kata “usaha” dalam kalimat tersebut tetapi jika dalam konteks fisika belum disebut usaha.

Jadi… sekarang ada gambaran yah, bahwa dalam fisika, usaha adalah kemampuan suatu gaya untuk dapat memindahkan benda. Faktor yang mempengaruhi besar kecilnya usaha jelas ada 2 yaitu gaya dan perpindahan (jarak). Nah sekarang ada pertanyaan, apa hubungan antara gaya dan perpindahan terhadap usaha?

Untuk menjawab pertanyaan di atas, kita pakai contoh pada gambar 2 saja. Ketika mobil didorong oleh 1 orang saja dengan 5 orang, manakah yang usahanya menjadi besar? Tentu saja jawabannya adalah yang didorong oleh 5 orang. Itu artinya semakin besar gaya yang dikerjakan maka usaha yang dihasilkan akan semakin besar, sebaliknya jika gayanya semakin kecil maka usahanya juga semakin kecil. Sehingga dapat disimpulkan hubungan antara gaya dengan usaha adalah berbanding lurus.

Kemudian bagaimanakah jika jarak atau perpindahannya semakin besar atau jauh? Apakah usahanya semakin besar juga atau semakin kecil? Ya betul sekali, usahanya jelas semakin besar ketika perpindahannya semakin besar atau jauh. Jadi hubungan antara perpindahan dengan usaha juga berbanding lurus dengan usaha yang dihasilkan.

Dari dua hubungan di atas dapat disimpulkan bahwa gaya dan perpindahan berbanding lurus dengan usaha. Perhatikan kata : “Berbanding Lurus”. Jika ada kata berbanding lurus, maka dalam analisa perhitungannya pasti menggunakan operasi bilangan perkalian, sehingga rumus untuk menentukan besar usaha adalah besarnya gaya dikalikan dengan perpindahannya atau jaraknya.

Dalam fisika, usaha dilambangkan (simbol) huruf W, kemudian gaya dilambangkan dengan huruf F, dan perpindahan atau jarak dilambangkan dengan huruf S. Maka besarnya usaha, dapat dirumuskan sebagai berikut :

W = F . S

Keterangan :

W = Usaha ……………………………………… Joule

F  = Gaya ………………………………………… Newton

S  = Jarak atau perpindahan ……….. meter

Contoh Soal :

Perhatikan gambar di bawah ini!

Sebuah benda didorong oelh sebuah gaya sehingga bergeser seperti gambar di atas. Berapakah besarnya usaha yang dihasilkan?

Pembahasan

Diketahui :

F = 500 N

S = 2 m

Ditanya : W

Jawab :

W = F . S

W = 500 . 2

W = 1000 Joule

Nah…demikian obrolan kita tentang konsep usaha secara sederhana. Mudah kan? Biasanya konsep itu diajarkan dalam materi fisika SMP Kelas 8.

bagaimanakah Pada fisika SMA? Dasarnya masih menggunakan konsep tersebut di atas, hanya ada penambahan pembahasan yaitu jika gaya yang dikenakan tidak searah dengan perpindahan seperti pada konsep di atas, tetapi membentuk sudut maka analisa perhitungannya tinggal dikalikan dengan cos θ (sudut yang dibentuk antara gaya dengan garis mendatar. Perhatikan gambar di bawah ini.

Besarnya F dirumuskan sebagai berikut :

W = F cos θ . S

Perhitungan usaha di atas jika terjadi pada bidang datar, lalu bagaimanakah jika terjadi pada bidang miring? Perhatikan gambar berikut.

Untuk menghitung besarnya usaha pada bidang miring seperti gambar di atas, maka menggunakan rumus berikut.

W = mg. sin θ . S

Keterangan :

m = massa benda ………………………………. kg

g  = percepatan gravitasi bumi ……….. m/s²

Okelah… teman-teman, sementara cukup dulu yah. nanti kita sambung lagi pada artikel berikutnya, yang jelas masih di chanel fisikAsyik…..