Bank Soal Fisika SMA Usaha, Energi, dan Daya

Diketahui:

Grafik hubungan gaya dengan perpindahan.

Ditanya:

Usaha $W=?$

Dijawab:

Usaha suatu benda merupakan hasil kali dari gaya dengan perpindahan yang ditempuh oleh benda tersebut. Usaha merupakan besaran skalar yang hanya memiliki nilai dan tidak memiliki arah. Namun usaha dapat bernilai positif maupun negatif. Usaha akan bernilai positif jika arah gaya searah dengan arah perpindahan. Sebaliknya, usaha akan bernilai negatif jika arah gaya berlawanan dengan arah perpindahan.

Jika diberikan grafik pengaruh gaya terhadap perpindahan, kita dapat menghitung besar usahanya dengan menghitung luasnya.

Pertama-tama kita hitung luas I.

$\text{Luas}_{\text{I}}=\text{Luas}\ \text{trapesium}\$

$\text{Luas}_{\text{I}}=\frac{1}{2}\times JSS\times t$

$\text{Luas}_{\text{I}}=\frac{1}{2}\left[\left(5-0\right)+\left(2-0\right)\right]\left(80-0\right)$

$\text{Luas}_{\text{I}}=\frac{1}{2}\left(7\right)\left(80\right)$

$\text{Luas}_{\text{I}}=280$

Kemudian hitung luas II.

$\text{Luas}_{\text{II}}=\text{Luas segitiga}$

$\text{Luas}_{\text{II}}=\frac{1}{2}at$

$\text{Luas}_{\text{II}}=\frac{1}{2}\left(8-5\right)\left(0-\left(-80\right)\right)$

$\text{Luas}_{\text{II}}=\frac{1}{2}\left(3\right)\left(80\right)$

$\text{Luas}_{\text{II}}=120$

Kemudian kita hitung usaha totalnya.

$W=\text{Luas}_{\text{I}}-\text{Luas}_{\text{II}}\$(tanda negatif karena luas_II berada di bawah sumbu-$X$)

$W=280-120$

$W=160$ J

Jadi, besar usaha total yang dikerjakan oleh gaya pendorong gerobak terhadap gerobak tersebut adalah $160$ J.