Dalam fisika, usaha (W) dihitung dengan menggunakan rumus:
W = F * d * cos(θ)
Di mana:
- W adalah usaha yang dihasilkan (dalam satuan joule, J).
- F adalah gaya yang diterapkan pada benda (dalam satuan newton, N).
- d adalah jarak yang ditempuh oleh benda sepanjang garis arah gaya (dalam satuan meter, m).
- θ (theta) adalah sudut antara arah gaya yang diterapkan dan arah perpindahan benda (dalam satuan derajat atau radian).
Berikut adalah langkah-langkah umum dalam menghitung usaha:
- Identifikasi gaya yang diterapkan pada benda. Misalnya, gaya tarik, gaya dorong, atau gaya gravitasi.
- Tentukan besar gaya yang diterapkan dalam satuan newton (N).
- Tentukan jarak yang ditempuh oleh benda sepanjang garis arah gaya dalam satuan meter (m).
- Tentukan sudut antara arah gaya yang diterapkan dan arah perpindahan benda. Jika gaya dan perpindahan berada dalam arah yang sama, sudutnya adalah 0°. Jika arah gaya tegak lurus terhadap arah perpindahan, sudutnya adalah 90°.
- Konversikan sudut ke radian jika rumus menggunakan satuan radian.
- Gunakan rumus usaha W = F * d * cos(θ) untuk menghitung nilai usaha dalam satuan joule (J).
Penting untuk memperhatikan bahwa nilai usaha dapat menjadi positif atau negatif tergantung pada sudut antara gaya dan perpindahan. Jika gaya dan perpindahan memiliki arah yang sama, usaha memiliki nilai positif. Jika gaya dan perpindahan memiliki arah yang berlawanan, usaha memiliki nilai negatif.
Dalam kasus gaya yang bervariasi atau arah yang berubah, usaha dapat dihitung menggunakan integral, yang merupakan konsep lebih lanjut dalam kalkulus. Namun, untuk kasus sederhana dengan gaya yang konstan, rumus di atas sudah cukup digunakan.