Usaha (W) dalam fisika adalah ukuran dari energi yang dipindahkan dari satu sistem ke sistem lainnya. Dalam bahasan ini kita akan membahas tentang usaha dalam memindahkan sebuah benda secara mendatar sejauh 13 m dengan energi kerja sebesar 15,6 joule dan yang akan kita ketahui adalah berapa besar gaya yang harus diberikan pada benda tersebut.
Sebelum kita mulai, mari kita pahami beberapa konsep yang relevan.
- Energi Kerja (W), dalam fisika, adalah usaha yang dilakukan oleh gaya (F) pada sebuah benda yang bergerak sejauh (s) sejajar dengan arah dari gaya. Dalam satuan SI, energi kerja diukur dalam Joule (J).
- Gaya (F) adalah dorongan atau tarikan terhadap suatu benda yang menyebabkan benda tersebut bergerak atau berubah bentuk.
- Jarak (s) adalah seberapa jauh suatu benda berpindah tempat.
Formula usaha dalam fisika didefinisikan sebagai:
W = F * s * cos α
dengan α adalah sudut antara vektor gaya dan vektor perpindahan. Namun, dalam kasus ini, gaya dan pergerakan berlangsung dalam garis lurus (lintasan mendatar atau sudut 0 derajat), maka nilai cos α = 1. Oleh karena itu, formula yang relevan menjadi:
W = F * s
Di situasi ini, kita mengetahui nilai energi kerja (W) dan jarak (s), dan ingin mengetahui gaya (F) yang diperlukan. Oleh karena itu, kita bisa mengatur ulang rumus tersebut untuk mendapatkan nilai gaya:
F = W / s
Dengan memasukkan nilai-nilai yang diketahui:
F = 15,6 Joule / 13 mF ≈ 1,2 N
Jadi, gaya yang harus diberikan pada benda untuk bisa memindahkan benda tersebut dalam lintasan mendatar sejauh 13 m dengan energi kerja sebesar 15,6 joule adalah sebesar 1,2 Newton.
Perlu diingat bahwa gaya ini asumsi paling sederhana dan tidak mempertimbangkan faktor-faktor lain seperti gesekan dan gravitasi yang mungkin mempengaruhi besarnya gaya yang diperlukan dalam situasi nyata.
