sebuah benda memiliki massa 10 gram mula-mula dalam keadaan diam pada sebuah bidang datar yang licin. kemudian pada tersebut berkerja sebuah gaya sehingga Kecepatannya menjadi 20m/s. tentukan usaha yang dilakukan gaya tersebut?
Jawaban:
2 Joule.
Penjelasan:
Untuk menghitung usaha yang dilakukan oleh gaya terhadap benda, kita dapat menggunakan rumus usaha yang didefinisikan sebagai perubahan energi kinetik.
Energi kinetik awal (\(E_k\)) pada saat benda diam adalah 0 karena kecepatannya adalah 0 m/s.
Energi kinetik akhir (\(E_k\)) pada saat kecepatannya menjadi 20 m/s adalah:
\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]
Dimana:
\(m = 10 \, \text{gram} = 0.01 \, \text{kg}\) (karena 1 kg = 1000 gram)
\(v = 20 \, \text{m/s}\)
\[ E_k = \frac{1}{2} \times 0.01 \times (20)^2 = \frac{1}{2} \times 0.01 \times 400 = 2 \, \text{Joule}\]
Perubahan energi kinetik (\(\Delta E_k\)) dapat dihitung sebagai selisih antara energi kinetik akhir dan awal:
\[ \Delta E_k = E_k \, \text{(akhir)} - E_k \, \text{(awal)} = 2 - 0 = 2 \, \text{Joule}\]
Jadi, usaha yang dilakukan oleh gaya untuk mengubah kecepatan benda dari keadaan diam menjadi 20 m/s adalah 2 Joule.
Penyelesaian
[tex]W = \Delta E_k[/tex]
[tex]E_k = \frac{1}{2}mv^2[/tex]
[tex]m = 10 \text{ gram} \times 0.001 \frac{\text{kg}}{\text{gram}}[/tex]
[tex]= 0.01[/tex]
[tex]\Delta E_k = E_{k,akhir} - E_{k,awal}[/tex]
[tex]= \frac{1}{2}m(v_{akhir})^2 - \frac{1}{2}m(v_{awal})^2[/tex]
[tex]= \frac{1}{2}(0.01)(20)^2 - \frac{1}{2}(0.01)(0)^2[/tex]
[tex]= 0.005(400) - 0[/tex]
[tex]=2[/tex]
usaha = 2 J