Usaha adalah perpindahan energi ke suatu benda atau sistem benda karena penerapan gaya. Usaha yang dilakukan pada sebuah benda menghasilkan variasi energi kinetik.
Melalui ini besaran penting dari dinamika, adalah mungkin untuk mempelajari transfer dan transformasi energi dalam sistem fisik yang paling beragam.
Baca juga: Apa itu kekuatan?
Apa itu kerja?
pekerjaan adalah kuantitas fisik yang mengukur transfer atau transformasi energi. Satuan besaran skalar ini adalah Joule. Selanjutnya, usaha yang dilakukan oleh suatu gaya ekuivalen dengan variasi energi kinetik, serta energi potensial dikaitkan dengan tubuh atau sistem tubuh.
Ketika usaha dilakukan pada suatu benda, sebagian energi yang tersimpan di dalam benda tersebut diubah menjadi bentuk energi lain. Ketika kita menaikkan sebuah benda dari tanah ke ketinggian h, misalnya, kita mengubah energi yang energy dari otot kita ke tubuh ini, yang, setelah diangkat, mulai menunjukkan jumlah tertentu di danenergi potensial gravitasi.
Patut dicatat bahwa pekerjaan itu adalah dihitung berdasarkan jarak yang ditempuh oleh tubuh. Namun, untuk perhitungan ini, hanya jarak yang ditempuh dalam arah gaya yang melakukan kerja yang diperhitungkan — dengan kata lain, usaha sama dengan proyeksi vektor kekuatan tentang arah jarak yang ditempuh oleh tubuh.
Bagaimana cara kerja gaya dihitung?
Untuk menghitung usaha yang dilakukan oleh kekuatan konstan, perlu untuk mengalikan modul gaya ini dengan jarak bepergian dan oleh kosinus sudut yang terbentuk antara gaya (F) dan jarak (d). Rumus yang kita gunakan untuk menghitung usaha adalah sebagai berikut:
Dari rumus yang ditampilkan, Anda dapat melihat bahwa tidak ada usaha yang dilakukan jika sudut antara gaya dan jarak sama dengan 90º, karena cosinus sudut ini sama dengan nol. Ini karena ketika gaya diterapkan dalam arah tegak lurus terhadap perpindahan, ini gaya tidak meningkatkan variasi energi kinetik tubuh, tetapi hanya mengubah arahnya gerakan.
Kerja motor dan kerja keras
kerja motorik adalah nama yang diberikan untuk pekerjaan yang dilakukan untuk mendukung gerakan tubuh, memberinya energi kinetik. Di sisi lain, kerjatahan adalah salah satu di mana kekuatankebalikankegerakan, menyebabkan tubuh mengalami pengurangan energi kinetik dan/atau diubah menjadi energi jenis lain, seperti energi potensial gravitasi atau Energi termal, dalam hal kekuatan disipatif.
Dalam kerja motorik, vektor gaya dan perpindahan sejajar (sudut 0°). Dalam pekerjaan resisten, vektor-vektor ini berlawanan (sudut 180º). Lihat contoh situasi di mana kerja motor dan kerja resisten dilakukan.
Saat kita mendorong kereta belanja, kita melakukan kerja motor.
Ketika bantalan rem sepeda menekan pelek, gaya gesekan melakukan pekerjaan yang sulit.
Ketika kita menuruni tangga, gaya berat melakukan kerja motorik.
Saat kita menaiki tangga, gaya berat melakukan pekerjaan yang berat.
Baca juga: Traksi - gaya yang diberikan pada tubuh melalui tali, kabel atau kawat
kekuatan kerja berat
Pekerjaan yang dilakukan oleh gaya berat sesuai dengan jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengangkat benda bermassa m ke ketinggian h dalam kaitannya dengan tanah, di daerah di mana gravitasi senilai g. Lihat rumus yang digunakan untuk menghitung usaha kekuatan berat:
saya - massa tubuh (kg)
g – gravitasi (m/s²)
H – tinggi (m)
Kerja tenaga listrik
Perhitungan kerja tenaga listrik dapat dibuat dari produk antara modulus beban dan perbedaan potensial listrik, dalam volt, yang dikenakan beban ini.
τ - kerja (J)
apa – muatan listrik (C)
kamu – beda potensial (V)
Kerja kekuatan variabel variable
Kerja gaya variabel dapat dihitung dari grafik yang menghubungkan gaya dengan perpindahan yang dialami benda. Dalam hal ini, modulus kerja yang dilakukan secara numerik sama dengan daerah di bawah kurva. Menonton:
Teorema usaha dan energi kinetik
Teorema usaha dan energi kinetik menghubungkan jumlah kerja yang dilakukan pada suatu benda atau pada suatu sistem benda menurut variasi energi kinetiknya. Dengan kata lain, setiap kinerja kerja disertai dengan variasi energi kinetik.
Singkatnya, kami mengatakan bahwa pekerjaan yang dilakukan sama dengan variasi energi kinetik:
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang definisi kerja, perlu untuk menyelesaikan beberapa latihan tentang masalah ini. Ayolah?
Lihat juga: Cara Menyelesaikan Latihan Hukum Newton
Menyelesaikan latihan tentang kerja gaya
Pertanyaan 1 — (Espex) Sebuah balok, ditarik dengan tali yang tidak dapat diperpanjang dan massa yang dapat diabaikan, meluncur di atas permukaan horizontal dengan gesekan, menggambarkan gerakan lurus dan seragam. Tali membentuk sudut 53° dengan horizontal dan gaya traksi yang diteruskan ke balok adalah 80 N. Jika balok dipindahkan sejauh 20 m di sepanjang permukaan, pekerjaan yang dilakukan oleh traksi pada balok adalah:
(Data: sin 53° = 0.8 dan cos 53° = 0.6)
a) 480 J
b) 640 J
c) 960 J
d) 1280 J
e) 1600 J
Resolusi:
Untuk menjawab pertanyaan ini, perlu menggunakan rumus usaha, tetapi juga mengidentifikasi data terkait dalam pernyataan, yaitu gaya, jarak, dan kosinus sudut. Maka Anda perlu melakukan perhitungan berikut:
Berdasarkan hasil yang diperoleh, kami menyimpulkan bahwa alternatif yang benar adalah huruf C.
Pertanyaan 2 — (CPS) Untuk mengangkut tanah yang telah dibuahi yang dikeluarkan dari kompos, seorang petani mengisi gerobak dorong dan membawanya ke lokasi penanaman dengan menerapkan gaya horizontal konstan dengan intensitas sama dengan 200 N. Jika selama pengangkutan ini gaya yang dihasilkan mampu melakukan kerja 1800 J, maka jarak antara timbunan kompos dengan tempat penanaman adalah, dalam meter:
a) 6
b) 9
c) 12
d) 16
e) 18
Resolusi:
Pertanyaannya meminta kami untuk menghitung jarak dan, untuk itu, kami diberi tahu modul tentang jumlah pekerjaan, serta gaya. Dengan cara ini, kita harus membuat perhitungan berikut:
Berdasarkan perhitungan, alternatif yang benar adalah huruf b.
Pertanyaan 3 — (Mackenzie) Di Olimpiade Rio 2016, peraih medali emas lompat galah kami, Thiago Braz, dengan berat 75,0 kg, mencapai ketinggian 6,03 m, rekor dunia, jatuh 2,80 m dari titik penyangga tiang. Mengingat modul percepatan gravitasi g = 10 m/s², kerja yang dilakukan oleh gaya berat selama penurunan kira-kira:
a) 2.10 kJ
b) 2,84 kJ
c) 4,52 kJ
d) 4,97 kJ
e) 5,10 kJ
Resolusi:
Jawaban atas pertanyaan ini mengharuskan kita untuk menghitung jumlah pekerjaan. Untuk melakukan ini, kita perlu mengetahui nilai massa, gravitasi, dan tinggi. Dalam kepemilikan nilai-nilai ini, lakukan saja perhitungan:
Hasil kami menunjukkan bahwa alternatif yang benar adalah huruf C.
Oleh Rafael Hellerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/trabalho-uma-forca.htm