Cara Menghitung Usaha, Daya, dan Energi
Dalam fisika, usaha memiliki definisi yang tepat: energi yang ditransfer ketika suatu gaya menggerakkan suatu benda melalui suatu perpindahan. Daya adalah kecepatan di mana usaha dilakukan. Konsep-konsep ini merupakan dasar teknik mesin dan penggunaan energi sehari-hari.
Rumus Kunci
Bekerja:
W = F × d × cos(θ)
Dimana F adalah gaya (N), d adalah perpindahan (m), dan θ adalah sudut antara gaya dan perpindahan.
Kekuatan:
P = W / t = F × v
Energi Kinetik:
KE = ½ × m × v²
Energi Potensial:
PE = m × g × h
Contoh Langkah demi Langkah
Contoh Pekerjaan: Anda mendorong sebuah kotak sejauh 5 meter melintasi lantai dengan gaya horizontal sebesar 40 N. W = 40 × 5 × cos(0°) = 40 × 5 × 1 = 200 joule
Contoh Daya: Anda menyelesaikan usaha sebesar 200 J dalam waktu 4 detik. P = 200 / 4 = 50 watt
Masalah Jalan: Berapa usaha yang dilakukan untuk mendorong peti bermassa 100 kg sejauh 10 m ke atas jalan tanpa gesekan 30°? Pertambahan tinggi badan: h = 10 × sin(30°) = 5 m Usaha = perubahan PE = m × g × h = 100 × 9,81 × 5 = 4,905 J
Satuan
| Kuantitas | Satuan SI | Setara Umum |
|---|---|---|
| Memaksa | Newton (N) | 1kg·m/s² |
| Kerja/Energi | Joule (J) | 1 N·m |
| Kekuatan | watt (W) | 1 J/dtk |
| 1 tenaga kuda | 746 watt | 550 kaki·lb/dtk |
Konservasi Energi
Dalam sistem ideal: KE + PE = konstan (energi mekanik total kekal). Sistem nyata kehilangan energi karena gesekan dan panas, tetapi energi total (termasuk panas) selalu kekal.
Gunakan kalkulator kerja dan daya kami untuk gaya, jarak, dan waktu apa pun.