Usaha dan Daya

USAHA DAN PESAWAT SEDERHANA oleh: Oty Damitri 1

KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR A. Kompetensi Inti 1. Menghargai dan menghayati ajaran agama yang dianutnya. 2. Menghargai dan menghayati perilaku jujur, disiplin, tanggungjawab, peduli, (toleransi, gotongroyong), santun, percaya diri, dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam jangkauan dan keberadaannya 3. Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural) berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata 4. Mengolah, menyaji, dan menalar dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai, merangkai, memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca, menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi Kompetensi Dasar Indikator Pencapaian Kompetensi 3.3 Menjelaskan konsep usaha, 3.3.1 Menuliskan contoh usaha dalam pesawat sederhana, dan kehidupan sehari-hari. penerapannya dalam kehidupan 3.3.2 Menjelaskan konsep usaha. sehari-hari termasuk kerja otot 3.3.3 Menghitung besar usaha. pada struktur rangka manusia. 3.3.4 Menghitung besar daya. 4.3. Menyajikan hasil penyelidikan atau 4.3.1 Merangkai alat dan bahan percobaan pemecahan masalah tentang 4.3.2 usaha dan daya manfaat penggunaan pesawat 4.3.3 Melakukan percobaan usaha dan sederhana dalam kehidupan sehari- daya hari. Menyajikan hasil percobaan 2

PETA KONSEP 3

Setiap hari Senin kalian pasti sering melaksanakan upacara bendera. Apa yang menarik dari upacara bendera? Pasti sebagian besar dari kalian menyebut tentang pengibaran bendera. Tapi apakah pernah terpikirkan oleh kita, mengapa pengibaran bendera dilakukan dengan mengerek bendera? Mengapa tidak dengan memanjat tiang bendera seperti pada gambar 1? Hal tersebut dilakukan untuk memudahkan dalam mengibarkannya. Agar lebih memahaminya mari kita belajar lebih dalam lagi tentang usaha dan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari. A. USAHA Pernahkah kalian mengikuti lomba tarik tambang? Siapakah yang menang diantara kalian? Jika ada yang menang maka usaha Gambar 1. Orang yang memanjat tiang yang dilakukan berhasil. Namun bagaimana bila tidak ada yang bendera menang diantara kedua belah pihak? Itu berarti usaha yang kalian Sumber: http://www.poskobatulicin.com lakukan sia-sia. Usaha yang kalian lakukan bernilai nol. Mengapa demikian? Sebuah benda dikatakan melakukan usaha jika ada gaya yang dilakukan pada benda tersebut atau benda tersebut memberikan gaya yang menyebabkan benda berubah posisinya. Semakin besar usaha (W) dipengaruhi oleh semakin besarnya gaya yang bekerja (F) dan Gambar 3. Orang menggendong perpindahan yang terjadi (s). Dalam bentuk matematis, rumus usaha anak sambil berjalan dituliskan sebagai berikut: Gambar 2. (a) BSeunmdbaeyra:ng dikenai satu W = F .s gaya h(btt)pBse:/n/dwawywan.kgadpiaknelnaagii.bceobmerapa dengan : gaya Sumber: dokumen pribadi W = usaha....joule (J) F = gaya....newton (N) s = perpindahan....meter (m) Harus diingat, bahwa usaha terjadi jika gaya yang bekerja searah dengan perpindahannya. 4

Jika gaya yang bekerja pada benda lebih dari satu, usaha yang dikerjakan benda merupakan hasil resultan gaya-gaya itu. Pembahasan tentang resultan gaya sudah ada pada bab sebelumnya tentang gaya. Perhatikan gambar 2b. Benda bermassa m didorong oleh gaya F2 dan ditarik oleh gaya F1 dengan arah yang sama, kemudian ditarik dengan arah berlawanan oleh gaya F3 . Akibat dari bekerjanya gaya itu adalah benda bergerak sejauh s .besar usaha yang dikerjakan pada benda adalah W = W 1 +W 2 +W 3 W = F 1 .s+F 2 .s+( - F 3 ).s W = (F 1 +F 2 - F 3 )s W = R.s (R = resultan gaya yang bekerja pada benda) Saat kamu memberikan gaya tertentu pada sebuah benda hingga dapat berpindah, ada energi yang dipergunakan dalam waktu tertentu tersebut. Sehingga kamu bisa melakukan usaha tersebut untuk memindahkan benda. Besar energi yang dipergunakan dalam waktu tertentu disebut laju energi atau daya (P). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. P= dengan: P = daya (watt) W = usaha (joule) t = waktu (sekon) Bagaimana usaha yang terjadi jika arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan? Sebagai contoh seorang bapak yang berjalan sambil menggendong anaknya pada gambar 3. Pada peristiwa tersebut usaha yang terjadi adalah nol. Karena tidak ada gaya yang segaris dengan perpindahan. 5

AYO PAHAMI 1. Seorang pria mendorong peti besi seberat 600 N. peti tersebut bergeser sejauh 2 m. hitunglah usaha yang dilakukan pria tersebut! Jawab: F = 600 N s=2m W=…? W=Fxs W = 600 N x 2 m W = 1.200 Nm = 1.200 joule 2. Ita memindahkan meja dengan gaya sebesar 10 N pada jarak 100 m. Ita dapat memindahkan meja tersebut dalam waktu 20 detik. Berapa daya yang dikeluarkan Ita hingga akhirnya dapat memindahkan meja? Jawab: Jawab: F = 10 N s = 100 m t = 20 detik P=…? P=W t P = Fxs t P= 10 N x 100 m 20 s P= 1000 Nm 20 s P= 50 Watt Jadi, daya yang dikeluarkan Ita sebesar 50 W latihan Balok bermassa 10 kg ditarik dengan gaya mendatar sebesar 10 N sehingga bergeser sejauh 4 m. Berapa besar usaha yang dilakukan balok? DAFTAR PUSTAKA 6

DAFTAR PUSTAKA Moch. Agus Krisno, dkk. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam: SMP/MTs Kelas VIII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Rinie Pratiwi P, dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan Alam: Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah Kelas VIII Edisi 4/. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional Saeful Karim, dkk. 2008. Belajar IPA: membuka cakrawala alam sekitar 2 untuk kelas VIII/ SMP/MTs. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. 7