7. USAHA DAN KONSERVASI ENERGI
7. USAHA DAN KONSERVASI ENERGI
USAHA
Usaha dalam fisika merupakan sebuah konsep tentang
bagaimana energi dan gaya diberikan untuk menggerakkan atau memindahkan suatu
benda.
Secara
matematis, usaha dapat dihitung sebagai hasil dari perkalian skalar antara gaya
yang diberikan dengan perpindahan benda tersebut.
W = F . s
Sekarang mari kita masukkan konsep energi dalam kaitan antara energi dan usaha.
Usaha merupakan energi yang dialirkan untuk menghasilkan perpindahan atau
perubahan posisi benda. Terdapat dua jenis usaha, yaitu usaha positif
dan usaha negatif.
Usaha positif terjadi ketika gaya dan perpindahan benda memiliki
arah yang sama, sedangkan usaha negatif terjadi ketika gaya dan
perpindahan benda memiliki arah yang berlawanan. Perlu dicatat bahwa usaha
tidak selalu dilakukan pada bidang datar, tetapi juga dapat terjadi pada
bidang miring.
Pada
gambar di atas, terlihat bahwa untuk menggeser suatu benda sejauh s,
diperlukan adanya gaya yang membentuk sudut θ terhadap perpindahan.
Dalam hal ini, rumus yang digunakan untuk menghitung usaha pada bidang datar
adalah sebagai berikut :
Meskipun
berada pada bidang datar, gaya yang kita berikan tidak selalu sejajar dengan
perpindahan. Dalam beberapa kasus, gaya akan membentuk sudut tertentu, seperti
yang ditunjukkan pada gambar di atas. Oleh karena itu, rumus usaha dalam fisika
di atas digunakan dalam kondisi tersebut.
Usaha
pada Bidang Miring
Tidak
hanya pada bidang datar, usaha juga dapat dilakukan pada bidang miring. Dalam
kaitan antara energi dan usaha ini, salah satu contoh adalah saat melihat kurir
memindahkan barang ke dalam truk menggunakan bantuan pesawat sederhana berupa
bidang miring.
Apabila
usaha dilakukan oleh benda yang berada di atas bidang miring, kita harus mampu
menguraikan komponen-komponen gaya yang terlibat, sebagaimana ditunjukkan pada
gambar diatas.
Rumus
usaha dalam fisika yang digunakan pada bidang miring adalah sebagai berikut:
Konservasi Energi
Prinsip kekekalan
energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkan.
Energi dapat berubah dari satu jenis ke jenis lainnya. Seperti prinsip
kekekalan massa, validitas kekekalan energi bergantung pada
pengamatan eksperimental; dengan demikian, prinsip ini merupakan hukum empiris.
Belum ada eksperimen yang melanggar prinsip kekekalan energi. Bentuk-bentuk
energi yang umum meliputi termal, listrik, kimia, mekanik, kinetik, dan
potensial. Dapat juga dinyatakan bahwa jumlah semua jenis energi adalah
konstan.
∑k Ek
= constant
di mana E
menunjukkan energi dan subskrip k merujuk pada berbagai jenis energi.
Usaha
pada Bidang Datar


