Rumus Usaha dan Energi dalam Fisika beserta Contoh Soal

Rumus usaha dan energi dalam fisika berhubungan erat dengan berbagai aktivitas dalam kehidupan sehari-hari.

Contohnya menarik benda, mendorong, berlari, menekan, hingga mengayuh sepeda. Semua aktivitas tersebut melibatkan usaha dan energi yang menyebabkan benda atau sesuatu menjadi bergerak.

Lihat Juga : Pengertian dan Macam-Macam Besaran Pokok dalam Fisika

Berikut dijelaskan lebih lanjut tentang rumus usaha dan energi, contoh soal, beserta penyelesaiannya.

Rumus Usaha

Dikutip dari buku Kumpulan Lengkap Rumus Fisika SMP (2007), rumus usaha adalah rumus yang menentukan hasil gaya dan perpindahan yang terjadi pada suatu benda.

Secara matematis, rumus usaha ditulis dalam persamaan dan keterangan seperti berikut:

• W= Usaha (satuan Joule atau J)
• F= Gaya (satuan Newton atau N)
• s= Perpindahan (satuan Meter atau M)

Contoh soal fisika yang menggunakan rumus usaha dan cara penyelesaiannya:

Sebuah lokomotif menarik gerbong kereta api dengan gaya 5.000 N sejauh 100 M. Berapakah usaha yang dilakukannya?

Jawab:
W = F x s
W =5.000 N x 100 M
W = 500.000 J

Lihat Juga : Mengenal Pengertian serta Macam-Macam Satuan Waktu dan Panjang

Rumus Energi

Masih mengenai rumus usaha dan energi, selanjutnya adalah rumus energi yang berguna untuk mengukur kemampuan suatu benda dalam melakukan usaha.

Berdasarkan hukum kekekalan energi, energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Energi hanya dapat berubah dari suatu bentuk ke bentuk lain.

Jenis energi terbagi menjadi dua, yaitu energi potensial dan kinetik. Berikut penjelasan, rumus, contoh soal, beserta cara mengerjakannya.

1. Energi potensial

Energi potensial gravitasi adalah energi yang ada pada benda karena kedudukan atau posisi benda terhadap titik acuannya.

• m = massa benda (kg)
• g = gravitasi (N/kg)
• h = ketinggian letak benda dari bumi (m)

Contoh soal yang menggunakan rumus energi potensial:

Sebuah bola voli mempunyai massa 2,5 kg dan diletakkan di atas lemari. Apabila bola itu memiliki energi kinet 100 Joule, berapa ketinggian lemari dengan gravitasi sebesar g=10 m/s2

Jawab:
Diketahui g=10 m/s2
m=2,5 kg
Ep=100 Joule

Ditanyakan:
Ketinggian lemari atau mencari nilai h.

Ep = m.g.h
h = Ep : (m x g)
h= 100 : (2,5 kg x 10 m/s2)
h= 100 : 25
h= 4 meter.

2. Energi kinetik

Energi kinetik adalah energi gerak yang dimiliki oleh benda saat bergerak. Besaran energi kinetik dipengaruhi massa benda dan kecepatan gerak benda tersebut.

• Ek= Energi kinetik (satuan Joule atau J)
• m= Massa (satuan Kg)
• v= Kecepatan m/s

Contoh soal yang menggunakan rumus energi kinetik:

Sebuah mobil dengan massa 500 kg melaju dengan kecepatan 25 m/s. Hitunglah energi kinetik mobil saat melaju, dan apa yang akan terjadi ketika mobil tersebut direm mendadak?

Jawab:
Diketahui m = 500 kg
v = 25 m/s.

Ditanyakan:
Energi kinetik mobil atau mencari nilai Ek.

Ek=1/2m x v2
Ek=1/2 x 500 x 252
Ek= 156.250 Joule

Jadi ketika mobil direm mendadak, energi kinetik yang dihasilkan berupa energi panas dan bunyi dengan nilai 156.250 Joule.

Lihat Juga : Pengertian, Contoh, dan Sifat Gelombang Cahaya

Itulah penjelasan tentang rumus usaha dan energi dalam fisika, sekaligus contoh soal dan cara mengerjakannya.