Sonora.ID - Simak contoh soal usaha dan energi lengkap dengan jawaban serta pembahasannya berikut ini.

Usaha dan energi adalah salah satu materi fisika yang harus dikuasai oleh siswa yang duduk di bangku SMA.

Dilansir dari buku New Edition Big Book Fisika SMA Kelas X, XI, & XII, dalam fisika, usaha (W) adalah energi yang dipindahkan dari atau ke benda.

Sementara itu, energi secara definitif berarti kemampuan untuk melakukan suatu usaha.

Baca Juga: Contoh Soal Hukum Pascal Lengkap dengan Rumus dan Pembahasan

Adapun beberapa contoh soal usaha dan energi dirangkum dari Grid.ID dan Ring & Kump Soal Fisika yakni sebagai berikut.

1. Rini mendorong sebuah meja dengan gaya sebesar 150 N sehingga meja tersebut bisa berpindah sejauh 15 m.

Sementara Biru mendorong meja yang memiliki massa dan ukuran yang sama dengan gaya 300 N dan meja tersebut berpindah sejauh 30 m.

Berapakah besar usaha yang dilakukan oleh Rini dan Biru?

Diketahui:

F Rini = 150 N dan Δs Rini = 15 m, sementara F Biru = 300 N dan Δs Biru = 30 m

Jawab:

W = F x Δs
W Rini = 150 N x 15 m = 2.259 J
W Biru = 300 N x 30 m = 9.000 J

Jadi, besar usaha yang dilakukan oleh gaya dorong Rini adalah 2.259 J dan besar usaha yang dilakukan oleh gaya dorong Biru adalah 9.000 J.

2. Sebuah balok kayu didorong dengan gaya sebesar 120 N yang membuat balok tersebut berpindah sejauh 4 m.

Berapakah usaha yang dikerjakan untuk membuat balok kayu tersebut bergerak?

Diketahui:

F balok = 120 N dan Δs balok = 4 m.

Jawab:

W = F x Δs
W = 120 N x 4 m = 480 J

Jadi, besar usaha yang dilakukan untuk membuat balok berpindah yaitu 480 J.

Baca Juga: Contoh Soal Hukum Pascal Lengkap dengan Rumus dan Pembahasan

3. Ilyas mendorong sebuah rak buku dengan gaya sebesar 600 N sehingga rak tersebut berpindah sejauh 60 m. Berapakah besar usaha yang dilakukan Ilyas untuk mendorong rak tersebut?

Diketahui:

F Ilyas = 600 N dan Δs Ilyas = 60 m.

Jawab:

W = F x Δs
W = 600 N x 60 m = 36.000 J

Jadi, besar usaha yang dilakukan Ilyas yaitu 36.000 J.

4. Adi mendorong sebuah kursi dengan gaya sebesar 350 N sehingga kursi tersebut berpindah sejauh 20 m.

Berapakah usaha yang dilakukan oleh Adi untuk mendorong kursi tersebut?

Diketahui:

F Adi = 350 N dan Δs Adi = 20 m.

Jawab:

W = F x Δs
W = 350 N x 20 m = 7.000 J

Jadi, besar usaha yang dilakukan Adi untuk mendorong kursi yaitu 7.000 J.

5. Berapakah energi potensial sebuah benda yang memiliki massa sebesar 10 kg yang berada pada ketinggian 1,2 m, jika percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s²?

Diketahui:

m = 10 kg
h = 1,2 m
g = 10 m/s²

Jawab:

Ep = m . g . h = 10 . 10 . 1,2 = 120 J

Jadi besar energi potensialnya adalah 120 J.

Baca Juga: 11 Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Jawabannya, Materi Fisika

6. Sebuah benda bermassa 5 kg dalam keadaan diam berada pada ketinggian 40 cm dari permukaan tanah. Jika percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2, tentukan besarnya energi mekanik benda tersebut!

Diketahui:

m = 5 kg
v = 0
h = 40 cm = 0,4 m
g = 10 m/s2

Jawab:

Em = Ep + Ek = mgh + ½ mv2
= (5 . 10 . 0,4) + 0 = 20 J

Jadi besar energi mekaniknya 20 J.

7. Sebuah benda berada pada bidang datar. Pada benda tersebut bekerja sebuah gaya mendatar sebesar 20 N sehingga benda mengalami perpindahan sejauh 2 m. Berapa usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut?

Diketahui:

F = 20 N
s = 2 m

Jawab:

W = F . s = 20 . 2 = 40 J

Jadi besar usaha yang dilakukan gaya tersebut adalah 400 J.

8. Sebuah peluru memiliki massa 20 gram bergerak dengan kecepatan 50 m/s. Tentukan energi kinetik peluru pada waktu itu!

Diketahui:

m = 20 g = 2 . 10-2 kg
v = 50 m/s

Jawab:
Ek = ½ mv2 = ½ . 2 . 10-2 . 502 = 25 J

Jadi besarnya energi kinetik peluru tersebut adalah 25 J

Baca Juga: 11 Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Jawabannya, Materi Fisika

9. Sebuah benda memiliki massa 4 kg mula-mula dalam keadaan diam pada sebuah bidang datar yang licin. Kemudian pada benda tersebut bekerja sebuah gaya sehingga kecepatannya menjadi 8 m/s. Tentukan usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut!

Diketahui:

m = 4 kg
vo = 0
vt = 8 m/s

Jawab:

W = ΔEk = ½ m (v22 – v12) = ½ . 4 . (82 - 02) = 128 J

Jadi usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut adalah 128 J.

10. Sebuah benda dilemparkan ke atas secara vertikal dengan kecepatan awal 10 m/s. Tentukan tinggi maksimum benda jika percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2!

Diketahui:

h1 = 0
v1 = 10 m/s
g = 10 m/s2
v2 = 0 (di titik tertinggi)

Jawab:

Em1 = Em2
Ep1 + Ek1 = Ep2+ Ek2
mgh1 + ½ mv12 = mgh2 + ½ mv22
0 + ½ . m . 102 = m . 10 . h2 + 0
50 = 10 h2
h2 = 5 m

Baca Juga: 22 Contoh Perubahan Fisika dalam Kehidupan Sehari-hari, Apa Saja?

Demikian tadi contoh soal usaha dan energi lengkap beserta jawaban dan pembahasan. Semoga bermanfaat!

Baca berita update lainnya dari Sonora.id di Google News