Materi Pembelajaran FISIKA SMP – KELAS VIII
BAB: Usaha dan Energi
Sub-bab: Usaha (Work)
Alokasi waktu: 2 × 40 menit
A. Tujuan Pembelajaran
1. Menjelaskan pengertian usaha secara fisik.
2. Menyebutkan syarat suatu gaya melakukan usaha.
3. Menghitung besar usaha dengan rumus W = F · s · cos θ.
B. Kompetensi Awal
– Siswa sudah memahami gaya, perpindahan, dan sudut.
C. Pengertian & Rumusan Inti
1. Definisi Fisik
Usaha (work) adalah besarnya gaya yang menyebabkan suatu benda mengalami perpindahan sejauh s dalam arah gaya.
2. Syarat Melakukan Usaha
a. Ada gaya (F) yang bekerja pada benda.
b. Benda mengalami perpindahan (s).
c. Gaya memiliki komponen searah perpindahan (θ ≠ 90°).
3. Rumus Umum
W = F · s · cos θ
– W : usaha (joule, J)
– F : besar gaya (N)
– s : perpindahan (m)
– θ : sudut antara arah gaya dan arah perpindahan
Kasus khusus:
– Gaya searah (θ = 0°) → cos 0° = 1 → W = F · s
– Gaya tegak lurus (θ = 90°) → cos 90° = 0 → W = 0 (tidak ada usaha)
4. Satuan
1 joule = 1 newton × 1 meter
1 kJ = 1000 J
D. Contoh Fenomena Sehari-hari
Aktivitas Usaha dilakukan? Penjelasan
Mendorong dinding yang diam Tidak Dinding tidak berpindah (s = 0)
Mengangkat tas 1 m ke atas Ya F ke atas, s ke atas (θ = 0°)
Menarik koper miring 30° sejauh 5 m Ya Komponen F searah perpindahan
Memegang benda diam di tangan Tidak Tidak ada perpindahan (s = 0)
E. Contoh Soal & Pembahasan
1. Soal Konsep
Seorang anak menarik mainan dengan gaya 20 N sejauh 4 m searah lantai. Berapa usaha yang dilakukan?
Jawab:
F = 20 N, s = 4 m, θ = 0°
W = F · s = 20 × 4 = 80 J
2. Soal Kontekstual
Ibu mendorong gerobak belanja dengan gaya 60 N pada sudut 30° terhadap lantai. Jika gerobak bergerak 5 m, hitung usaha ibu!
Jawab:
W = F · s · cos θ
= 60 · 5 · cos 30°
= 300 · 0,866 ≈ 259,8 J
F. Latihan Mandiri
1. Tono mendorong peti dengan gaya 100 N pada sudut 0° sejauh 2 m. Usaha yang dilakukan adalah … J.
2. Sebuah tas seberat 40 N diangkat setinggi 1,5 m. Usaha yang dilakukan adalah … J.
3. Gaya 25 N bekerja tegak lurus terhadap arah perpindahan benda 10 m. Usaha yang dilakukan adalah … J.
G. Ringkasan Cepat
“Usaha hanya terjadi jika gaya menyebabkan perpindahan dan memiliki komponen searah perpindahan. Rumusnya W = F · s · cos θ.”
0 komentar:
Post a Comment