Usaha Sistem pada Bidang Miring ǀ Persamaan Usaha, Analisis Gambar, dan Pendekatan
Wednesday, April 15, 2020
Saat
sebuah sistem berada pada permukaan bidang miring, baik licin atau kasar. Gaya
bekerja pada sistem tersebut dan mengalami perubahan posisi. Bagaimana dengan
usaha yang dilakukan sistem bidang miring, persamaan (rumus), analisis gambar, dan energi potensialnya?
Baca sebelumnya : Daya ǀ Pengertian, Persamaan Daya-Usaha, Contoh Perhitungan Daya, dan Analogi Daya
Konsep
penting yang harus tertanam adalah konsep hukum Newton 2, khususnya pada bidang
miring. Kita harus paham mencari jumlah gaya netto atau sigma F pada gerak
benda pada bidang miring. Bagaimana saat ada gaya gesek, gaya berat, gaya luar,
atau gaya normal.
 |
| Gambar 1.1. Persamaan Usaha Sistem pada Bidang Miring dengan Pendekatan Perubahan Posisi dan Perubahan Ketinggian (Perubahan Energi Potensial) -klik gambar untuk melihat lebih baik- |
Pada
bidang miring, sumbu x dan y juga berubah mengikuti permukaan bidang miring.
Sumbu x sejajar bidang miring dan sumbu y tegak lurus terhadapnya. Kini, kita menggunakan
acuan sudut sumbu yang baru. Perpindahan (perubahan posisi) sistem akan
mengikuti sumbu x baru.
Persamaan
usaha pada sistem adalah sama yaitu sigma W = sigma F. s. Kita menggunakan
hukum Newton 2 untuk mencari resultan gaya yang bekerja, jika ternyata gaya
yang bekerja pada sistem lebih dari satu selain gaya berat.
Ada hal
yang menarik dari simbol persamaan pada gambar 1.1. yaitu W untuk usaha dan W untuk gaya berat. W gaya berat
ditulis tebal atau bisa diberi tanda panah vektor di atasnya. Hal ini dilakukan
karena gaya berat adalah vektor sedangkan usaha bukan. Usaha adalah energi yang
bersatuan Joule.
Selain
menggunakan pendekatan persamaan W = F.r
atau W = F.s, kita juga bisa menggunakan pendekatan perubahan energi
potensial sistem W = ΔEp karena sistem memiliki ketinggian. Hal ini hanya
berlaku saat sistem terisolasi atau tidak ada gaya gesek pada permukaan atau
gaya hambat medium.
Usaha pada bidang miring memiliki persamaan (rumus) yang sama dengan bukan bidang miring karena kita membuat sumbu x sejajar dengan permukaan, kita hanya perlu menguraikan komponen beratnya terjadap sumbu x. Energi potensial bidang miring juga sama saja, karena energi potensial tidak bergantung dengan lintasan.
Baca selanjutnya : Cara Mengerjakan Soal Perhitungan yang Melibatkan Usaha dengan Berbagai Pendekatan
Usaha pada bidang miring memiliki persamaan (rumus) yang sama dengan bukan bidang miring karena kita membuat sumbu x sejajar dengan permukaan, kita hanya perlu menguraikan komponen beratnya terjadap sumbu x. Energi potensial bidang miring juga sama saja, karena energi potensial tidak bergantung dengan lintasan.