- Apa itu kerja mekanik?
- Karakteristik pekerjaan mekanik
- Rumus kerja mekanik
- Jenis pekerjaan mekanik
- Contoh pekerjaan mekanik
Kami menjelaskan apa itu kerja mekanik dalam fisika, karakteristiknya, dan rumus untuk menghitungnya. Juga, jenis apa yang ada dan contohnya.
Apa itu kerja mekanik?
Di fisik, dan lebih khusus lagi di cabang dari mekanika, yang dimaksud dengan kerja mekanis (atau sederhananya bekerja) untuk aksi a kekuatan pada tubuh saat istirahat pergerakan, sehingga menghasilkan pemindahan dalam tubuh sebanding dengan Energi diinvestasikan dalam kekuatan yang menggerakkannya. Dengan kata lain, kerja mekanik adalah jumlah energi yang ditransfer ke tubuh oleh gaya yang bekerja padanya.
Kerja mekanik adalah besarnya skalar, yang biasanya diukur dalam sistem internasional (SI) melalui joule atau joule (J) dan dilambangkan dengan huruf W (dari bahasa Inggris kerja, "Bekerja"). Selain itu, kita sering berbicara tentang pekerjaan positif atau negatif tergantung pada apakah gaya mentransfer energi ke benda (usaha positif) atau menguranginya (usaha negatif). Jadi, misalnya, siapa pun yang melempar bola melakukan pekerjaan positif, sementara siapa pun yang menangkapnya melakukan pekerjaan negatif.
Karakteristik pekerjaan mekanik
Pekerjaan mekanik dicirikan oleh:
- Ini adalah besaran skalar, yang diukur melalui joule (yaitu, kilogram per meter persegi dibagi dengan kuadrat kedua) dan diwakili oleh huruf W.
- Itu tergantung langsung pada gaya yang menyebabkannya, sehingga agar ada kerja mekanis pada benda, harus ada gaya mekanis yang diterapkan padanya di sepanjang jalur yang ditentukan.
- Dalam bahasa saat ini, istilah "usaha" digunakan untuk mendefinisikan aktivitas mekanis yang kinerjanya menghabiskan sejumlah energi.
- pemindahan dari panas (energi kalori) tidak dianggap sebagai bentuk kerja, meskipun terdiri dari transfer energi.
Rumus kerja mekanik
Rumus paling sederhana untuk menghitung kerja suatu benda yang digerakkan oleh suatu gaya biasanya adalah sebagai berikut:
W = F x d
di mana W adalah usaha yang dilakukan, F adalah gaya yang bekerja pada tubuh, dan D adalah jarak perpindahan yang dialami oleh tubuh.
Namun, gaya dan jarak biasanya dianggap sebagai besaran vektor, yang memerlukan orientasi tertentu dalam ruang. Dengan demikian, rumus di atas dapat dirumuskan kembali untuk memasukkan orientasi tersebut, sebagai berikut:
W = F x d x cos𝛂
di mana kosinus alfa (cos𝛂) menentukan sudut antara arah di mana gaya diterapkan dan arah di mana objek bergerak sebagai hasilnya.
Jenis pekerjaan mekanik
Kerja mekanis dapat terdiri dari tiga jenis, tergantung pada apakah itu menambah, mengurangi, atau mempertahankan tingkat energi dalam benda yang bergerak. Dengan demikian, kita dapat berbicara tentang:
- Usaha positif (W > 0). Itu terjadi ketika gaya menyumbangkan energi ke objek yang bersangkutan, menghasilkan perpindahan ke arah yang sama di mana gaya itu diterapkan. Contohnya adalah pemain golf yang memukul bola dengan tongkat dan membuatnya terbang beberapa meter, atau pemain bisbol yang memukul bola dalam gerakan, memodifikasi lintasan yang dimilikinya.
- Kerja nol (W = 0). Itu terjadi ketika gaya yang diterapkan tidak menghasilkan perpindahan apa pun pada objek, meskipun itu mengkonsumsi energi dalam prosesnya. Contohnya adalah seseorang yang mendorong perabot yang sangat berat tanpa membuatnya bergerak satu inci pun.
- Usaha negatif (W < 0).Itu terjadi ketika gaya yang diterapkan mengurangi energi dari objek yang bersangkutan, menahan gerakan yang telah dibawa objek atau mengurangi perpindahannya. Contohnya adalah pemain bisbol yang menangkap bola yang dilempar oleh orang lain, mencegahnya melanjutkan lintasannya; atau seseorang yang berdiri di depan sebuah benda yang jatuh dari bukit dan, meskipun tidak dapat menghentikannya sepenuhnya, berhasil memperlambat jatuhnya.
Contoh pekerjaan mekanik
Beberapa contoh pekerjaan mekanik adalah:
- Dalam permainan sepak bola, wasit mengambil penalti dan Lionel Messi menendang bola ke arah gawang, dengan kekuatan 500N, membuatnya bergerak sejauh 15 meter tanpa menyentuh tanah. Berapa banyak usaha yang Anda lakukan untuk mencetak gol itu?
Jawaban: dengan menerapkan rumus W = F x d, kita mendapatkan bahwa Messi melakukan usaha sebesar 500N x 15m, yaitu usaha yang setara dengan 7500 J.
- Sebuah kereta api menuju selatan dengan kecepatan penuh, menuju sebuah mobil yang terjebak di rel. Seorang superhero, menyadari bahaya, memutuskan untuk berdiri di depan lokomotif dan menghentikan kemajuannya. Mengingat kereta api membawa gaya 20.000 N, pahlawan super itu kebal, dan lokomotif berjarak 700 meter dari mobil yang terjebak, berapa banyak usaha yang harus dilakukan pahlawan super untuk menghentikannya?
Jawaban: Karena pengereman lokomotif membutuhkan setidaknya 20.000 N ke arah yang berlawanan, dan pahlawan super ingin meninggalkan jarak minimal 2 meter antara lokomotif dan mobil yang terjebak, kita tahu bahwa dia harus melakukan pekerjaan yang sama dengan 20.000 N x 698 m, yaitu, pekerjaan negatif 13.960.000 J.