Usaha adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda yang dapat menyebabkan benda tersebut mengalami perpindahan. Usaha juga bisa didefinisikan sebagai besarnya perubahan energy yang digunakan. Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya merupakan hasil antara komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dengan besarnya perpindahan.
Jika pada suatu benda bekerja gaya yang sangat besar tetapi benda tersebut tidak mengalami perubahan, artinya tidak ada usaha yang terjadi pada benda tersebut. Jika suatu gaya bekerja pada benda diam, benda tersebut akan berubah posisinya. Dan jika gaya tersebut bekerja pada benda yang bergerak, benda tersebut bisa mengalami perubahan kecepatan, semakin meningkat atau semakin berkurang kecepatannya.
Gaya disimbolkan dengan “F” dan perpindahan disimbolkan dengan “s”. Dalam ilmu fisika usaha dapat ditulis sebagai :
dimana W adalah usaha (Joule), F adalah gaya (N), dan s adalah perpindahan (m).
Kata usaha sebenarnya sangat sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Tapi pengertian sebenarnya kata ‘usaha’ dalam ilmu fisika sangat berbeda dengan apa yang biasa kita gunakan sehari-hari.
Arti kata ‘usaha’ yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah kegiatan seseorang yang memiliki tujuan untuk mencukupi kebutuhan hidupnya. Sebab ketika seseorang melakukan usaha untuk memenuhi kebutuhan, secara tidak langsung orang tersebut juga membutuhkan energy untuk bergerak.
Energi adalah kemampuan yang dimiliki sebuah benda untuk melakukan kerja/usaha. Sebuah sistem memilik energi/tenaga jika sistem tersebut memiliki kemampuan untuk melakukan suatu usaha. Besaran energi yang dimiliki sebuah sistem sama nilainya dengan besarnya usaha yang mampu ditimbulkan oleh sistem itu sendiri. Sehingga besaran yang dimiliki oleh satuan energi dan satuan usaha adalah sama.
Dalam dunia nyata, energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.Yang dapat terjadi hanya perubahan suatu bentuk energi ke bentuk energy lainnya. Dalam dunia fisika, energi dibagi menjadi beberapa jenis, seperti :
Energi Mekanik adalah energi yang menimbulkan kemampuan untuk bergerak. Energi Mekanik terbagi menjadi Energi Kinetik dan Energi Potensial. Energi Kinetik adalah energi yang dimiliki setiap benda yang mampu bergerak, yang berbanding lurus dengan massa dan kecepatannya (kuadrat kecepatan). Sedangkan Energi Potensial adalah energy yang dimiliki oleh suatu benda karena factor kedudukan, dan disebut juga sebagai energi diam.
dengan Ek = ½ m v2 , dan Ep = w . h = m . g . h
Energi yang dihasilkan sebagai akibat dari pergerakan internal partikel-partikel dalam suatu zat disebut sebagai energi kalor. Umumnya energi kalor dihasilkan dari gesekan, yang dapat menyebabkan perubahan suhu dan perubahan wujud benda. Kalor adalah suatu bentuk energi dan besaran yang dilambangkan Q (Joule), sedang satuan lainnya adalah kalori (kal). Hubungan satuan joule dan kalori adalah:
1 kalori = 4,2 Joule
1 Joule = 0,24 kalori
Energi Cahaya
Energi cahaya adalah energi yang dihasilkan akibat adanya radiasi gelombang elektromagnetik.
Energi Listrik
Energi listrik adalah energi yang dihasil oleh muatan listrik yang bergerak dengan menggunakan media kabel. Secara umum, energi listrik dapat dituliskan sebagai :
W = v x I x t ;
dimana : W adalah Energi listrik (J), v adalah tegangan listrik (V), I adalah arus listik (A), dan t adalah waktu (s).
Energi Nuklir
Energi nuklir merupakan energi yang dihasilkan dari reaksi inti dari suatu bahan radioaktif. Energi nuklir ada dua, yaitu energi nuklir fisi dan energi nuklir fusi. Reaksi yang terjadi pada reaktor atom PLTN menghasilkan energi nuklir fisi (fisi = membelah). Ketika inti-inti ringan seperti hidrogen bertumbukan dengan kecepatan tinggi dan bergabung, saat itulah dihasilkan energi nuklir fusi (bergabung).
Energi yang ada dapat mengalami perubahan, antara lain :
- Energi listrik menjadi energi gerak pada mixer dan kipas angin
- Energi listrik menjadi energi panas pada setrika dan solder
- Energi potensial menjadi energi kinetik pada gerak jatuh bebas
- Energi kimia menjadi energi listrik pada baterai atau aki
