Usaha

Seorang anak mendorong lemari yang sangat berat. Sekuat apapun dorongan anak itu, ternyata lemari tidak bergeser. Apakah anak tersebut dikatakan telah berusaha atau melakukan usaha?
Dalam kehidupan sehari-hari anak tersebut dikatakan telah melakukan usaha, artinya anak tersebut telah melakukan suatu tugas atau pekerjaan.

Pengertian usaha berbeda dalam kehidupan sehari-hari berbeda dengan pengertian usaha dalam fisika.
Dalam Fisika, usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan perpindahan. Jadi, misalkan ada seseorang yang mendorong meja tapi meja tersebut belum bergeser, dikatakan orang tersebut belum melakukan usaha.

Secara matematis, hubungan antara usaha, gaya, dan perpindahan dapat dirumuskan

W = F s

W = usaha (Joule atau kg m²/s²)
F = gaya (Newton)
s = perpindahan (m)

Yang perlu diperhatikan di sini adalah perpindahan benda haruslah searah dengan gaya yang diberikan pada benda.

Seorang anak membawa kotak mainan

Contoh seorang anak kecil yang membawa kotak mainannya seperti pada gambar dikatakan tidak melakukan usaha. Karena arah gaya otot tangannya tegak lurus dengan arah perpindahannya. Arah otot arahnya ke atas, sedangkan perpindahan bebannya ke depan.
Anak tersebut baru dikatakan melakukan usaha ketika dia menurunkan beban tersebut atau saat mengangkat beban. Pada saat mengangkat atau menurunkan bebannya, arah gaya searah dengan arah perpindahannya (vertikal).



Contoh :
1.Sebuah kotak kayu yang terletak di lantai datar didorong dengan gaya 20 N sehingga kotak bergeser sejauh 5 m.
Berapa usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?

Penyelesaian :
Diketahui :
F = 20 N
s = 5 m
Ditanya    :
W = ?
Jawab :
W  = F s
W  = 20 . 5 = 100 J

2. Andi dan Budi mendorong sebuah meja. Andi mendororong  ke kanan dengan gaya 400 N dan Budi mendorong ke kiri dengan
gaya 300 N sehingga meja bergeser ke kanan sejauh 2 m. Berapa usaha yang dilakukan?

Penyelesaian :
Diketahui :
F_A = 400 N ke kanan
F_B = 300 N ke kiri
s  = 2 m
Ditanya     : W = ?
Jawab :
W = (F_A - F_B) . s
  = (400 - 300). 2
  = 100 . 2 = 200 J

Referensi 

Purwanto, Budi. 2007. Sains Fisika 2 Konsep dan Penerapannya untuk Kelas VIII SMP dan Mts. Solo : Tiga Serangkai
Kanginan, Marthen. Sains Fisika 1 B untuk Siswa Kelas VII. Jakarta : Erlangga
http://farm4.static.flickr.com/3018/2614545256_0d98505b8c_m.jpg