Usaha yang Dikerjakan Gaya Miring: Sebuah benda bermassa 4 kg ditarik gaya 50 N yang membentuk sudut 60° terhadap bidang horizontal. Jika benda berpindah sejauh 4 m, berapakah usaha yang dilakukan gaya tersebut?

Penyelesaian: Gunakan rumus usaha W = F cos α ⋅ s, di mana W adalah usaha, F adalah gaya, α adalah sudut, dan s adalah perpindahan. Jadi, W = 50 N ⋅ cos 60° ⋅ 4 m = 100 J.

Usaha dari Grafik F-s: Sebuah grafik menunjukkan gaya (F) yang bekerja pada benda terhadap perpindahan (s). Untuk mencari besarnya usaha, hitunglah luas daerah di bawah grafik tersebut.

Soal Energi Kinetik

Energi Kinetik Benda Bergerak: Sebuah mobil bermassa 20.000 kg melaju dengan kecepatan 20 m/s. Berapa energi kinetik mobil tersebut?

Penyelesaian: Gunakan rumus energi kinetik Ek = ½ m v², di mana Ek adalah energi kinetik, m adalah massa, dan v adalah kecepatan. Jadi, Ek = ½ ⋅ 20.000 kg ⋅ (20 m/s)² = 4.000.000 J.

Mencari Massa dari Energi Kinetik: Diketahui energi kinetik sebuah benda adalah 625 Joule dan massanya 50 kg, berapa kecepatan benda tersebut?

Penyelesaian: Dengan rumus yang sama, 625 J = ½ ⋅ 50 kg ⋅ v², maka v² = 625 J / (½ ⋅ 50 kg) = 25 m²/s², sehingga v = 5 m/s.

Soal Energi Potensial

Energi Potensial Buah Kelapa: Sebuah buah kelapa bermassa 1,5 kg menggantung di pohon setinggi 10 meter. Berapa energi potensial buah kelapa tersebut?

Penyelesaian: Gunakan rumus energi potensial Ep = mgh, di mana Ep adalah energi potensial, m adalah massa, g adalah percepatan gravitasi (sekitar 10 m/s²), dan h adalah ketinggian. Jadi, Ep = 1,5 kg ⋅ 10 m/s² ⋅ 10 m = 150 J.

Soal Usaha dan Energi yang Saling Terkait

Perubahan Energi Kinetik: Sebuah balok bermassa 4 kg bergerak dengan kecepatan awal 10 m/s. Karena gesekan, kecepatannya turun menjadi 5 m/s setelah menempuh jarak tertentu. Berapa perubahan energi kinetik balok tersebut?

Penyelesaian: Perubahan energi kinetik adalah selisih energi kinetik akhir dan awal. ΔEk = ½ m (v_akhir² - v_awal²) = ½ ⋅ 4 kg ⋅ (5² - 10²) = 2 kg ⋅ (25 - 100) = -150 J. Jadi, energi kinetiknya turun 150 Joule.