KOMPAS.com - Usaha dan energi potensial memiliki hubungan yang saling terkait. Bagaimanakah hubungan keduanya ditinjau dari suatu kasus?
Berikut merupakan soal dan pembahasan mengenai hubungan usaha dan energi potensial.
Soal dan Pembahasan
Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm dan tegak di atas permukaan tanah dijatuhi martil 10 kg dari ketinggian 50 cm di atas ujungnya. Apabila gaya tahan rata-rata tanah adalah 10³ N, tentukan banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah!
Kerja atau usaha secara fisika diartikan sebagai hasil perkalian antara gaya yang bekerja pada suatu benda dengan jarak perpindahan benda tersebut.
Sehingga persamaan dari usaha adalah:
W = Fs
Baca juga: Menentukan Besarnya Usaha dari Diam Hingga Mencapai Kecepatan Tertentu
Adapun energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu materi karena kedudukan atau tempatnya.
Secara matematis, energi potensial dapat ditulis sebagai berikut:
Ep = mgh
Sekarang mari kita selesaikan permasalahan pada soal di atas.
Kedalaman masuknya tongkat oleh sekali pukulan martil
W = Ep
W = mgΔh
Fs = mgΔh
(10³) (s) = (10) (10) (0,5)
10³s = 50
s = 50 / 10³
s = 0,05 m
Maka sekali jatuhnya martil akan menyebabkan tongkat masuk sedalam 0,05 m.
Jumlah jatuhnya martil
n = panjang tongkat : kedalaman masuknya tongkat oleh sekali pukulan martil
n = 40 : 5
n = 8 kali
Baca juga: Konsep Energi dan Kemampuan Melakukan Usaha
Sehingga banyaknya tumbukan martil yang perlu dilakukan terhadap tongkat agar menjadi rata dengan permukaan tanah adalah sebanyak 8 kali.
(Sumber: Kompas.com/[Silmi Nurul Utami] I Editor: [Rigel Raimarda])
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.