Konsep Usaha

Usaha (work) mengukur energi yang dipindahkan atau diubah saat gaya bekerja pada benda dan menyebabkan perpindahan. Usaha dihitung dengan rumus W = F × s, di mana usaha (W) dalam Joule (J), gaya (F) dalam Newton (N), dan perpindahan (s) dalam meter (m). Jika gaya membentuk sudut θ terhadap arah perpindahan, rumusnya menjadi W = F × s × cos θ.

• Mendorong mobil mogok dengan gaya 100 N sejauh 5 m: usaha = 100 × 5 = 500 J.
• Mengangkat kotak seberat 50 N sejauh 2 m ke atas: usaha = 50 × 2 = 100 J.
• Menarik troli dengan gaya 30 N pada sudut 45° sejauh 5 m: usaha = 30 × 5 × cos45° ≈ 106 J — usaha lebih kecil dibanding gaya sejajar arah perpindahan.

Hubungan Antara Usaha, Gaya, dan Perpindahan

Gaya adalah tarikan atau dorongan yang dapat menggerakkan, menghentikan, atau mengubah bentuk benda, terdiri dari gaya kontak (dorongan/tarikan langsung) dan gaya jarak (seperti gravitasi atau magnet, tanpa kontak fisik). Perpindahan adalah besaran vektor yang menyatakan jarak tempuh dalam arah tertentu; hanya komponen gaya yang searah perpindahan yang menghasilkan usaha.

Hubungan Antara Daya dengan Usaha

Daya adalah ukuran seberapa cepat usaha dilakukan atau energi dipindahkan, dihitung dengan rumus P = W ÷ t, di mana daya (P) dalam Watt (W), usaha (W) dalam Joule (J), dan waktu (t) dalam detik (s). 1 Watt sama dengan 1 Joule per detik. Semakin besar usaha dilakukan dalam waktu singkat, semakin besar daya yang digunakan — misalnya mobil sport dengan daya besar dapat berakselerasi lebih cepat dibanding mobil ekonomis.