Usaha dan Daya

Sabtu, 19 Juni 2021 ~ Oleh Admin ~ Dilihat 4054 Kali

USAHA DAN DAYA

KOMPETENSI DASAR

3.3 Menjelaskan konsep usaha, pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia.

4.3 Menyajikan hasil penyelidikan atau pemecahan masalah tentang manfaat penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari.

 

PETA KONSEP

Sumber : E-Book IPA kelas 8

 

 

A. USAHA

Pada materi sebelumnya kita telah belajar tentang gaya.

Suatu gaya yang dilakukan pada sebuah benda dan menyebabkan benda itu bergerak disebut usaha.

Materi tentang usaha inilah yang akan kita pelajari sekarang.

 

Perhatikan vidio 1 berikut ! ( klik 2 kali, open)

 

Berdasarkan pengamatan vidio 1,jawablah pertanyaan berikut :

1. Bagaimana keadaan kursi setelah didorong ?
2. Apakah kursi berpindah tempat ?
3. Adakah gaya yang bekerja pada kursi ?
4. Apakah kegiatan tersebut termasuk usaha?
5. Berapakah besar usaha yang dilakukan ?

 

Perhatikan vidio 2 berikut! ( klik 2 kali, open)

 

Dari vidio 2 :

1. Bagaimana keadaan tembok setelah didorong ?
2. Apakah tembok berpindah tempat ?
3. Adakah gaya yang bekerja pada tembok ?
4. Apakah kegiatan tersebut termasuk usaha ?
5. Berapa besar usaha yang dilakukan ?
6. Apakah jarak mempengaruhi besarnya usaha ?

 

Kalian bisa mencari informasi dengan melakukan praktikum sebagai berikut  :

A. Tujuan Praktikum : Menjelaskan pengaruh jarak terhadap usaha.

B. Alat dan bahan :

1. Neraca pegas : 1 buah
2. Penggaris : 1 buah
3. Beban : 1 buah

C. Langkah Kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum.
2. Letakkan beban pada pemukaan meja/lantai.
3. Hubungkan neraca pegas pada beban yang terletak pada permukaan meja/lantai.
4. Ukur panjanglintasan pada permukaan meja/lantai dengan panjang lintasan 5 cm.
5. Tariklah beban menggunakan neraca pegas.
6. Catat berapa gaya yang dihasilkan pada saat beban ditarik sepanjang lintasan.
7. Ulangi langkah no 1 – no 6 untuk panjang lintasan 10 cm, 20cm, 30cm dan 40cm.

D. Isikan data praktikum dalam tabel seperti berikut :

E. Analisis Hasil Percobaan

1. Apakah ada pengaruh jarak terhadap usaha pada saat melakukan percobaan ?
2. Bagaimana pengaruh jarak terhadap usaha saat melakukan percobaan ?

F. Kesimpulan

Tuliskan kesimpulan praktikum yang telah kalian lakukan.

 

Untuk mengkonfirmasi analisis data kalian, silahkan simak studi pustaka berikut !

Usaha yang dilakukan sebanding dengan besarnya gaya dan perpindahan.

Semakin besar gaya yang diberikan pada benda, semakin besar pula usaha yang dihasilkan. Semakin besar perpindahan benda, semakin besar pula gaya yang dihasilkan.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita tentu membutuhkan tenaga yang cukup besar untuk melakukan kegiatan. Kegiatan semacam ini disebut usaha. 

Contoh usaha : mendorong meja dan lemari agar berpindah tempat.

 

Rumus Usaha

usaha didefinisikan hasil kali antara gaya dan perpindahan benda.

Satuan usaha dalam SI adalah Joule (J).

dengan:

Jika gaya membentuk sudut :

 

Satuan usaha adalah Joule atau erg.

Usaha sebesar 1 joule dilakukan apabila gaya sebesar 1 newton memindahkan benda sejauh 1 meter.

Jadi, 1 J = 1 N * 1 m = 1 Nm.

Satu erg adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 dyne untuk menimbulkan perpindahan 1 cm.

Jadi, 1 erg = 1 dyne * 1 cm = 1 dn cm.

Berapa ergkah 1 Joule itu?

Untuk lebih memahami, silahkan simak vidio pembelajaran di link berikut :

https://youtu.be/JYf7H1n_RQ0

 

B. DAYA

Daya (P)  atau Laju energi adalah besar energi yang digunakan pada setiap detik, sehingga dapat ditentukan dengan membagi besar usaha (W) dengan selang waktunya (t). 

Daya dapat dirumuskan sebagai : 

 

Satuan daya  lain adalah : 1 HP = 1 DK = 1 PK = 746 watt

HP = Horse power    

DK = Daya kuda    

PK = Paarden Kracht

1 Kwh adalah satuan energi besarnya = 3.600.000 watt.detik = 3.600.000 joule

 

CONTOH SOAL

1. Akmal mendorong meja dengan gaya 100 N sehingga meja berpindah sejauh 1,5 m. Berapa usaha yang dilakukan Akmal?

Diketahui: F = 100 N; s = 1,5 m

Ditanya: W = …?

Jawab:

W = F s

= 100 N × 1,5 m

= 150 Nm

= 150 joule

Jadi, usaha yang dilakukan Akmal sebesar 150 joule.

2. Sebuah truk yang mogok didorong oleh beberapa orang dengan gaya sebesar 200 N. Jika truk tersebut berpindah sejauh 5 meter dalam waktu 25 detik, berapakah daya dari pendorong tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui: F = 200 N ; t =25 s ; s = 5 m

Ditanya: P ?

Jawab:

W = Fs = 200 N ×5 m = 1000 J

P = W/t

= 1000/25

= 40 J/s

= 40 watt

Jadi, daya pendorong itu adalah 40 watt.

 

RANGKUMAN

1. Usaha adalah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sepanjang garis lurus dan searah dengan arah gaya. 
2. Usaha dapat dirumuskan sebagai : W = F x S
3. Laju energi atau daya (P) adalah besar energi yang digunakan pada setiap detik, sehingga dapat ditentukan dengan membagi besar usaha (W) dengan selang waktunya (t).
4. Daya dapat dirumuskan sebaga : P = W/t

 

LATIHAN SOAL

1. Amati kegiatan dari vidio berikut !

 Vidio 1 ( klik 2 kali, open )

 Vidio 2 ( klik 2 kali, open )

       Vidio manakah yang melakukan kegiatan usaha?

2. Pada kegiatan kebersihan kelas, Febri telah berhasil menggeser sebuah lemari sejauh 4 m dibantu dua orang temannya, Ilham dan Angga. Jika gaya yang diberikan Febri adalah 20 N, Ilham sebesar 20 N, dan Angga sebesar 5N, berapakah besar usaha yang telah mereka lakukan? Jika waktu yang diperlukan untuk menggeser lemari 5 menit berapakah daya yang dihasilkan ?