Hey guys, pernah gak sih kalian bertanya-tanya, "Usaha itu sebenarnya turunan dari besaran apa ya?" Nah, kali ini kita bakal kupas tuntas pertanyaan ini biar kalian gak penasaran lagi. Fisika itu emang kadang bikin mumet, tapi tenang aja, kita bakal jelasin dengan bahasa yang santai dan mudah dimengerti. Jadi, simak terus ya!

Apa Itu Usaha dalam Fisika?

Sebelum kita masuk lebih dalam, mari kita pahami dulu apa itu usaha dalam konteks fisika. Dalam fisika, usaha (work) itu bukan cuma sekadar kegiatan yang bikin kita capek, lho! Usaha didefinisikan sebagai energi yang dipindahkan dari suatu sistem ke sistem lain akibat adanya gaya yang menyebabkan perpindahan. Jadi, kalau ada gaya yang bekerja pada suatu benda dan benda itu bergerak, berarti ada usaha yang dilakukan.

Secara matematis, usaha (W) dirumuskan sebagai berikut:

W = F * d * cos θ

Di mana:

• W = Usaha (Joule)
• F = Gaya (Newton)
• d = Perpindahan (meter)
• θ = Sudut antara gaya dan perpindahan

Dari rumus ini, kita bisa lihat bahwa usaha itu bergantung pada tiga faktor utama: gaya, perpindahan, dan sudut antara gaya dan perpindahan. Kalau salah satu dari faktor ini tidak ada (misalnya, tidak ada perpindahan), maka usahanya juga nol. Contohnya, kalau kamu dorong tembok sekuat tenaga tapi temboknya gak bergerak, berarti kamu gak melakukan usaha (dalam arti fisika, ya!).

Satuan Usaha

Satuan usaha dalam Sistem Internasional (SI) adalah Joule (J). Satu Joule didefinisikan sebagai usaha yang dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton untuk memindahkan benda sejauh satu meter searah dengan gaya tersebut. Jadi, 1 J = 1 N * m.

Selain Joule, ada juga satuan lain yang sering digunakan, yaitu erg (dalam sistem CGS). Satu erg sama dengan 10^-7 Joule.

Usaha Adalah Besaran Turunan dari Apa?

Oke, sekarang kita masuk ke pertanyaan utama: usaha adalah besaran turunan dari apa? Nah, jawabannya ada di dalam rumus usaha itu sendiri. Kita sudah tahu bahwa:

W = F * d * cos θ

Sekarang, mari kita bedah satu per satu:

1. Gaya (F): Gaya adalah besaran turunan. Gaya diturunkan dari Hukum Newton II, yaitu F = m * a (massa * percepatan). Massa adalah besaran pokok, sedangkan percepatan adalah besaran turunan yang diturunkan dari panjang (perpindahan) dan waktu.
2. Perpindahan (d): Perpindahan adalah besaran pokok, yaitu panjang.
3. Sudut (θ): Sudut adalah besaran tak berdimensi.

Dari sini, kita bisa simpulkan bahwa usaha adalah besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokok massa, panjang, dan waktu. Lebih tepatnya, usaha diturunkan dari gaya dan perpindahan, di mana gaya itu sendiri adalah turunan dari massa, panjang, dan waktu.

Penjelasan Lebih Rinci

Untuk lebih jelasnya, mari kita uraikan dimensi dari masing-masing besaran:

• Massa (m) memiliki dimensi [M]
• Panjang (d) memiliki dimensi [L]
• Waktu (t) memiliki dimensi [T]
• Gaya (F = m * a) memiliki dimensi [M][L][T]^-2 (karena percepatan a = [L][T]^-2)
• Usaha (W = F * d) memiliki dimensi [M][L]^2[T]-2

Jadi, dimensi usaha adalah [M][L]^2[T]-2, yang menunjukkan bahwa usaha diturunkan dari massa, panjang (kuadrat), dan waktu (pangkat negatif dua).

Contoh Soal dan Pembahasan

Biar makin paham, yuk kita lihat contoh soal berikut ini:

Soal:

Sebuah balok dengan massa 2 kg ditarik oleh gaya sebesar 10 N sehingga berpindah sejauh 5 meter. Jika gaya tersebut searah dengan perpindahan, hitunglah usaha yang dilakukan!

Pembahasan:

Diketahui:

• Massa (m) = 2 kg
• Gaya (F) = 10 N
• Perpindahan (d) = 5 m
• Sudut (θ) = 0° (karena gaya searah dengan perpindahan)

Ditanya: Usaha (W) = ?

Jawab:

W = F * d * cos θ W = 10 N * 5 m * cos 0° W = 10 N * 5 m * 1 W = 50 Joule

Jadi, usaha yang dilakukan adalah 50 Joule.

Soal Tambahan:

Seorang pekerja mendorong gerobak dengan gaya 50 N membentuk sudut 60° terhadap arah horizontal. Jika gerobak berpindah sejauh 10 meter, berapa usaha yang dilakukan oleh pekerja tersebut?

Pembahasan:

Diketahui:

• Gaya (F) = 50 N
• Perpindahan (d) = 10 m
• Sudut (θ) = 60°

Ditanya: Usaha (W) = ?

Jawab:

W = F * d * cos θ W = 50 N * 10 m * cos 60° W = 50 N * 10 m * 0.5 W = 250 Joule

Jadi, usaha yang dilakukan oleh pekerja tersebut adalah 250 Joule.

Penerapan Konsep Usaha dalam Kehidupan Sehari-hari

Konsep usaha ini sebenarnya sering banget kita temui dalam kehidupan sehari-hari, lho! Berikut beberapa contohnya:

1. Mendorong Mobil Mogok: Ketika kita mendorong mobil yang mogok, kita memberikan gaya pada mobil tersebut dan membuatnya berpindah. Nah, di situ kita melakukan usaha.
2. Mengangkat Beban: Saat kita mengangkat beban dari lantai ke atas meja, kita juga melakukan usaha. Gaya yang kita berikan untuk mengangkat beban tersebut menyebabkan beban berpindah.
3. Menarik Gerobak: Sama seperti mendorong, saat kita menarik gerobak, kita memberikan gaya dan menyebabkan gerobak berpindah, sehingga kita melakukan usaha.
4. Berjalan atau Berlari: Meskipun kita gak sadar, saat kita berjalan atau berlari, otot-otot kita bekerja untuk memberikan gaya yang menyebabkan tubuh kita berpindah. Jadi, kita juga melakukan usaha.

Kesimpulan

Jadi, kesimpulannya, usaha adalah besaran turunan yang diturunkan dari besaran pokok massa, panjang, dan waktu. Usaha merupakan hasil dari gaya yang menyebabkan perpindahan. Rumus usaha adalah W = F * d * cos θ, di mana F adalah gaya, d adalah perpindahan, dan θ adalah sudut antara gaya dan perpindahan. Satuan usaha dalam SI adalah Joule (J).

Semoga penjelasan ini bisa membantu kalian memahami konsep usaha dengan lebih baik ya! Kalau ada pertanyaan, jangan ragu untuk bertanya di kolom komentar. Sampai jumpa di artikel selanjutnya!