Contoh Soal Usaha Dan Energi dan Pembahasan Terlengkap

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.

Sedangkan energi diartikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja. Dalam kehidupan sehari-hari energi sering diartikan sebagai tenaga. Tetapi dalam fisika energi diarikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha atau kemapuan untuk melakukan kerja. Benda dikatakan memiliki energi jika benda tersebut mempunyai kemampuan untuk melakukan usaha.

Adapun bunyi hukum kekekalan energi “energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan”, tetapi dapat berubah daribentuk yang satu ke bentuk yang lain".

Berikut ini beberapa contoh soal dan pembahasan mengenai usaha, energi kinetik, energi potensial, hubungan antara usaha dan energi kinetik, hubungan usaha dan energi potensial, dan energi mekanik.






Contoh 1

Perhatikan gambar dibawah ini!

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

Sebuah balok dengan massa M berada pada bidang datar, balok tersebut ditarik oleh gaya sebesar 30 N ke kanan. Jika balok berpindah sejauh 50 cm maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:
F = 30 N
s = 50 cm = 0,5 m
Ditanya: Usaha ( W )
Jawab:
W = F.s
W = 30 (0,5) = 15 Joule


Contoh 2

Perhatikan gambar dibawah!

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

Sebuah benda dengan massa 4 kg berada pada bidang datar. Benda tersebut ditarik oleh gaya 50 N yang membentuk sudut 60˚ terhadap bidang horizontal (perhatikan gambar). Jika benda berpindah sejauh 4 m maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut!

Pembahasan:

Diketahui:
m = 4 kg
F = 50 N
s = 4 m
Ditanya: Usaha (W)

Jawab:

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

Perhatikan gambar diatas, untuk gaya (F) yang membentuk sudut θ terhadap perpindahan (s), maka gaya (F) harus diuraikan terhadap bidang mendatar (searah dengan perpindahan). Sehingga rumus usaha menjadi:

W = F cos α.s
Atau
W = F . s cos α
W = 50 . 4 cos 60˚
W = 200 (½) = 100 N

Contoh 3

Sebuah gaya F = (2i + 4j) N melakukan usaha dengan titik tangkapnya berpindah menurut r = (5i + aj) m, vektor i dan j berturut-turut adalah vektor satuan yang searah dengan sumbu X dan sumbu Y pada koordinat Cartesius.bila usaha itu bernilai 30 Joule, maka hitunglah nilai a!

Pembahasan:

Diketahui:
 F = (2i +4j) N
 r = (5i +aj) m
Ditanya: a = ...?
Jawab:
Usaha adalah perkalian titik (dot product) antara vektor gaya dengan vektor perpindahan.
 W = F .r 
 30 = (2i + 4j) . (5i + aj)
30 = 10 + 4a
30 – 10 = 4a
4a = 20
a = 5


Contoh 4

Perhatikan gambar berikut!

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

Sebuah balok bermassa 50 gr bergerak sepanjang garis lurus pada permukaan mendatar akibat pengaruh gaya yang berubah-ubah terhadap kedudukan seperti ditunjukkan pada gambar. Hitunglah usaha yang dilakukan gaya tersebut untuk memindahkan balok sejauh 14 m!

Pembahasan:

Usaha adalah luas daerah dibawah grafik F-s (luas daerah yang diarsir)

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

      W = luas trapesium ABCD

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi


Contoh 5

Perhatikan gambar berikut!

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

Sebuah benda dengan massa 20 kg meluncur ke bawah sepanjang bidang miring licin yang membentuk sudut 30˚terhadap bidang horizontal. Jika benda bergeser sejauh 2 m, maka hitunglah usaha yang dilakukan oleh gaya berat!

Pembahasan:

Diketahui:
m = 20 kg
s = 2 m
α = 30˚
Ditanya: usaha yang dilakukan oleh gaya berat!
Jawab:

Contoh Soal dan Pembahasan Usaha dan Energi

Benda meluncur ke bawah pada bidang miring, sehingga gaya yang melakukan usaha adalah m.g sin 30˚

W = F.s
W = m.g sin 30˚.s
W = 20 . 10. (½). 2
W = 200 Joule


( sumber : http://www.jendelailmu.net/2016/11/contoh-soal-dan-pembahasan-usaha-dan.html )






Demikian beberapa contoh soal mengenai usaha dan energi. Anda dapat menjadikan contoh soal di atas sebagai bahan belajar atau pun tambahan referensi untuk anda. Anda juga bisa mencoba mengerjakan ulang soal di atas dan kemudian dicocokkan dengan jawaban yang sudah ada di atas. Semangat belajar !!

0 Response to "Contoh Soal Usaha Dan Energi dan Pembahasan Terlengkap"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel