Usaha dan Gaya

---

Usaha adalah energi yang disalurkan oleh gaya dan dapat membuat benda bergerak. Sedangkan gaya adalah tarikan atau dorongan yang terjadi pada suatu benda. Gaya ini menimbulkan perubahan posisi, gerak atau perubahan bentuk benda. Gaya memiliki nilai dan arah, sehingga masuk ke dalam besaran vektor. Kedua aspek ini saling berkaitan dan dapat dijelaskan secara matematis melalui penjabaran rumus.

W = F x s

Keterangan:
W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
s = Perpindahan atau jarak benda (Meter)

Sumber: kompas.com

Hukum Newton

---

Gaya memiliki tiga rumus dasar untuk menjelaskan gerak benda. Tiga rumus tersebut adalah hukun Newton 1, 2, dan 3.

1. Hukum Newton 1

Jika penjumlahan atau pengurangan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, benda yang semula diam tetap diam. Serta benda yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan. Sehingga rumus hukum Newton 1 adalah

∑F = 0

Keterangan:
∑F = resultan gaya (kilogram m/s²)

2. Hukum Newton 2

Percepatan atau perubahan dari kecepatan gerak benda selalu berbanding lurus dengan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda dan selalu berbanding terbalik dengan massa benda. Hukum Newton 2 dapat dihitung dengan rumus:

∑F = m.a

Keterangan:
∑F = resultan gaya (kilogram m/s²)
m = massa benda (kilogram)
a = percepatan (m/s²)

3. Hukum Newton 3

Jika suatu benda memberikan gaya terhadap benda kedua, maka benda kedua akan membalas gaya dari benda pertama dengan arah berlawanan. Rumus Hukum Newton 3 adalah

∑F_aksi = -∑F_reaksi

Sumber: kompas.com

Energi

---

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan suatu perubahan. Ada beberapa jenis energi yang umum ditemukan di kehidupan sehari-hari, yaitu:

1. Energi Potensial

Energi Potensial adalah energi yang tersimpan pada benda karena kedudukan atau posisi benda terhadap titik acuannya (biasanya ketinggian benda diukur dari permukaan tanah). Dari pengertian tersebut, dapat kita ketahui bahwa benda yang diam namun berada di ketinggian tertentu maka akan memiliki energi potensial. Sedangkan, benda yang bergerak namun tidak memiliki ketinggian maka tidak memiliki energi potensial. Rumus menghitung energi potensial (Ep) sebagai berikut:

E_p = m x g x h

Keterangan:
E_p = Energi Potensial (Joule)
m = Massa (kilogram)
g = Percepatan Gravitasi (9,8 atau 10 m/s²)
h = Ketinggian (Meter)

2. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang disebabkan oleh gerak suatu benda yang memiliki massa/berat. Sehingga, semua benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu memiliki energi kinetik, sedangkan semua benda yang diam tidak memiliki Energi kinetik. Untuk menghitungnya, dapat menggunakan rumus ini:

E_k = 1/2 x m x v²

Keterangan:
E_k = Energi Kinetik (Joule)
m = Massa (kilogram)
v = Kecepatan (m/s²)

3. Energi Mekanik

Energi mekanik adalah energi total yang dimiliki oleh semua benda yang bergerak dengan kecepatan tertentu sekaligus berada pada kedudukan (posisi) tertentu terhadap titik acuannya. Energi Mekanik adalah penjumlahan energi potensial dan energi kinetik. Rumusnya adalah Energi Potensial + Energi Mekanik. Oleh karena itu, bisa dilihat jika energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki suatu benda bernilai besar, maka energi mekaniknya juga semakin besar.

Sumber: superprof.co.id

Tekanan dan Gaya Apung

---

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja tiap satuan luas permukaan atau bidang tekan. Tekanan timbul sebagai akibat dari gaya tekan yang bekerja pada benda per satuan luas permukaan dengan arah yang tegak lurus. Tekanan sangat bergantung pada besarnya gaya. Semakin besar gaya yang diberikan, maka semakin besar pula tekanan yang dihasilkan. Artinya, tekanan berbanding lurus dengan gaya. Namun, tekanan berbanding terbalik dengan luas permukaan. Hal ini berarti, jika luas permukaan bidang tekan diperbesar, maka tekanan akan mengecil. Tekanan dapat dihitung terhadap yang diberikan zat padat dan zat cari (hidrostatis)

1. Tekanan Zat Padat

Rumus:

P = F/A

Keterangan:
P = Tekanan (N/m²)
F = Gaya Tekan (Newton)
A = Luas Permukaan (m²)

2. Tekanan Zat Cari

Rumus:

P_h = ρ x g x h

Keterangan:
P_h = Tekanan Hidrostatis (N/m²)
ρ = Massa Jenis (Kg/m³)
g = Percepatan Gravitasi (9,8 atau 10 m/s²)
h = Kedalaman (Meter)

Sedangkan gaya apung atau yang biasa disebut hukum Archimedes adalah adalah hukum yang menyatakan setiap benda yang tercelup baik keseluruhan maupun sebagian dalam fluida akan menerima dorongan gaya ke atas (atau gaya apung). Besarnya gaya apung yang diterima, nilainya sama dengan berat air yang dipindahkan oleh benda tersebut dan memiliki arah gaya yang bertolak belakang (arah gaya berat ke bawah, arah gaya apung ke atas). Jika benda memiliki berat kurang dari berat air yang dipindahkannya, benda tersebut akan mengapung (berat benda < gaya apung atau ). Jika benda memiliki berat lebih dari berat air yang dipindahkannya, maka benda tersebut akan tenggelam (berat benda > gaya apung atau ). Dan benda akan melayang, jika beratnya sama dengan berat air yang dipindahkan (berat benda = gaya apung), yang berarti massa jenis benda sama dengan massa jenis air. (OL-1). Rumus:

F_a = ρ x g x V

Keterangan:
F_a = Gaya Apung (Newton)
ρ = Massa Jenis (Kg/m³)
g = Percepatan Gravitasi (9,8 atau 10 m/s²)
V = Volume (m³)

Sumber: fisika.co.id