Membahas konsep usaha dan energi kinetik dalam konteks fisika,
mungkin kita bisa merasa sedikit bingung pada awalnya. Tetapi, jika kita mengeksplorasi konsep-konsep ini dalam konteks yang nyata, seperti yang ditanyakan oleh pertanyaan ini, “Sebuah mobil dengan massa 1 ton bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya 5 m s–1. Besar usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah?” maka akan menjadi lebih mudah dimengerti.
Pengertian Usaha dan Energi Kinetik
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, kita perlu memahami dua konsep utama: Usaha (W) dan Energi Kinetik (Ek).
- Usaha (W) dalam fisika didefinisikan sebagai hasil kali dari besar gaya (F) yang bekerja pada suatu benda dan besar perpindahan (s) benda itu dalam arah gaya. Dalam satuan SI (Sistem Internasional), diukur dalam joule (J).
- Energi Kinetik (Ek) adalah energi yang dimiliki oleh benda karena pergerakannya. Energi kinetik sebuah benda dapat dihitung dengan rumus
1/2*m*v^2dimana m adalah massa benda dan v adalah kecepatan benda.
Rumus dan Kalkulasi
Dalam konteks soal ini, kita diminta menghitung besarnya usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut. Menurut prinsip kerja mesin, usaha yang dilakukan mesin pada mobil itu sama dengan perubahan energi kinetik mobil tersebut. Sehingga,
W = ΔEk
Jika mobil bergerak dari keadaan diam, maka energi kinetik awal (Eka) adalah 0. Energi kinetik akhir (Eka) adalah energi kinetik saat mobil bergerak dengan kecepatan 5 m s–1. Dengan massa mobil 1 ton atau 1000 kg, maka
Eka = 1/2 * m * v^2
Eka = 1/2 * 1000 kg * (5 m s–1)^2
Eka = 12500 J
Jadi W = ΔEk = Eka – Eki = 12500 J – 0 J = 12500 J
Oleh karena itu, besar usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah 12500 J.
Jangan lupa bahwa konsep ini berguna tidak hanya untuk mobil, tetapi juga untuk semua benda yang bergerak dan diperlukan usaha untuk merubah keadaan gerakannya.
