Contoh Soal Usaha dan Energi

 

Perhatikan gambar berikut, sebuah kotak ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton.  Kotak berpindah 4 meter ke kanan dari posisi semula. Tentukan usaha yang dilakukan gaya pada kotak tersebut! Pembahasan Diketahui: F = 12 N s = 4 m Ditanyakan: W = ...? Penyelesaian: Usaha (W) = gaya (F) x perpindahan (s) W = F x s W = 12 N x 4 m W = 48 Nm W = 48 Joule Usaha yang diperlukan untuk memindahkan kotak 48 Joule

Benda 10 kg hendak digeser melalui permukaan bidang miring yang licin seperti gambar berikut!  Tentukan usaha yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut! Pembahasan: Diketahui: m = 10 kg g = 10 m/s2  s = 10 m θ = 37o (sin 37o = 3/5) Ditanyakan: W = ...? Penyelesaian: W = F.s W = (F.sin θ) s W = (m.g.sin θ) s W = (10 kg.10 m/s2.sin 37o).10m W = (10)(10)(3/5)(10) W = 3000/5 W = 600 J Usaha untuk memindahkan benda 600 J

   

Perhatikan grafik gaya (F) terhadap perpindahan (S) berikut ini!  Tentukan besarnya usaha hingga detik ke 12! Pembahasan: Usaha = Luasan antara garis grafik F-S dengan sumbu S, untuk grafik di atas luasan berupa trapesium W = 1/2(12 + 9) x 6 W = 1/2 (21)(6) W = 63 joule

   

Sebuah balok ditarik gaya F = 120 N yang membentuk sudut 37o terhadap arah horizontal seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.  Jika balok bergeser sejauh 10 m, tentukan usaha yang dilakukan pada balok! Pembahasan: Diketahui: F = 120 N θ = 37o (cos 37o = 4/5) s = 10 m Ditanyakan: W = ...? Penyelesaian: W = F.s.cos θ W = (120N)(10m)(cos 37o) W = (120)(10)(4/5) W = 960 Joule Usaha untuk memindahkan balok adalah 960 J