Usaha ( FISIKA )

Secara matematis  dirumuskan :

W = F · s

Keterangan:

W : usaha (J)

F   : gaya yang beraksi pada benda (N)

s   : jarak pergeseran (m)

—

Usaha

•  —Pengertian usaha dalam kehidupan sehari-hari adalah mengerahkan kemampuan yang dimilikinya untuk mencapai tujuan atau kerja yang dilakukan orang atau mesin.
•  —Pengertian usaha dalam fisika didefinisikan sebagai perkalian antara besar gaya yang menyebabkan benda berpindah dengan besar perpindahan benda yang searah dengan arah gaya tersebut.

1. Usaha yang Dilakukan Gaya Membentuk Sudut Sembarang

Berdasarkan definisi usaha maka dapat dirumuskan :

dengan a merupakan sudut apit antara arah gaya dan bidang horizontal

2. Usaha yang Bernilai Negatif

Berdasarkan persamaan

W =  F.s cos a , ketika a berada pada rentang 90° < a < 270°, usaha bernilai negatif.

Hal ini disebabkan cos  a bernilai negatif.

3. Usaha yang dilakukan gaya membentuk sudut 90o

Berdasarkan persamaan  W =  F.s cos a, jika a = 90°, maka perpindahan benda tegak lurus terhadap gaya yang bekerja pada benda. Karena nilai  cos 90° = 0, maka diperoleh W = 0. Ketika W = 0, dikatakan gaya tersebut tidak melakukan usaha. Pada kasus ini dapat diartikan bahwa

perpindahan benda bukan disebabkan oleh gaya tersebut.

4. Gaya Tidak Melakukan Usaha Jika Benda Tidak Berpindah

Orang yang mendorong tembok tidak melakukan usaha karena tembok tidak bergerak.

5. Usaha oleh Berbagai Gaya

Pada kehidupan nyata, jarang dijumpai adanya gaya tunggal yang bekerja pada benda. Misalnya,  saat  Anda berjalan. Gaya-gaya yang bekerja pada saat Anda berjalan adalah gaya berat, gaya normal, dan gaya gesekan. Bagaimanakah cara menentukan usaha yang dilakukan oleh berbagai gaya?

Untuk dapat menentukan usahanya, kita harus mengetahui besar gaya dan arahnya.

a. Masing-Masing Gaya Bekerja Serentak pada Perpindahan yang Sama

Usaha total yang dilakukan oleh beberapa gaya yang bekerja serentak dapat dihitung sebagai hasil kali resultan komponen gaya yang segaris dengan perpindahan dan besarnya perpindahan.

b. Masing-Masing Gaya Bekerja pada Perpindahan yang Berbeda

Mengingat bahwa usaha adalah besaran skalar, maka usaha yang

dilakukan oleh beberapa gaya pada perpindahan yang berbeda dapat dihitung sebagai hasil penjumlahan aljabar dari usaha yang dilakukan oleh masing-masing gaya secara individual. Secara matematis dapat dirumuskan :

Perhatikan usaha yang dilakukan oleh beberapa gaya seperti terlihat

pada Gambar berikut!

Berdasarkan Gambar di atas, diperoleh besarnya usaha yang dilakukan

adalah:

W = W1 + W2 + W3

      =  F1.S1 cos 0o + F2.S2 cos 180o + F3.S3 cos 90o

      =   F1.S1 + (-F2.S2) + 0

      =  F1.S1 – F2.S2

6. Menghitung Usaha dengan Grafik

Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya sama dengan luas daerah di bawah grafik gaya terhadap

perpindahan.

7. Usaha yang Dilakukan Oleh Gaya Berat

Anggap sebuah benda bermassa m dilepaskan dari ketinggian  h di atas permukaan bumi. Benda akan jatuh karena pengaruh gaya gravitasi. Besarnya usaha yang dilakukan oleh gaya gravitasi adalah:

Usaha ini positif karena arah gaya dan perpindahan sama-sama ke bawah.

Sekarang kita lihat kasus di mana benda dinaikkan perlahan – lahan hingga ketinggian h. Disini arah perpindahan ke atas berlawanan dengan arah gaya berat (ke bawah) sehingga usahanya negatif W = -  (m g h). Ketika benda berpindah secara horizontal gaya gravitasi tidak melakukan usaha karena arah perpindahan tegak lurus arah gaya.

Berdasarkan ketiga hal tersebut, dapat disimpulkan sebagai berikut :

ØJika benda berpindah sejauh h vertikal ke atas, maka besarnya usaha  gaya gravitasi adalah W = -  (m g h).

ØJika benda berpindah sejauh h vertikal ke bawah, maka besarnya usaha gaya gravitasi adalah W = m g h.

ØJika benda berpindah sejauh  h mendatar, maka besarnya usaha gravitasi adalah W = 0.

Pembuatan Koloid

Cara Kondensasi

Kondensasi adalah penggabungan partikel-partikal halus menjadi partikel yang lebih kasar atau menjadi partikel koloid. Proses kondensasi ini didasarkan atas reaksi kimia; yaitu melalui reaksi redoks, reaksi hidrolisis, dekomposisi rangkap, dan pergantian pelarut. 

ü REAKSI REDOKS

Reaksi Redoks adalah reaksi yang disertai dengan perubahan bilangan oksidasi.

Contoh 1 :

Reaksi redoks digunakan pada pembuatan sol sulfur yaitu dengan mengalirkan hidrogen sulfida (H2S) ke dalam sulfur dioksida (SO2) Reaksi yang terjadi adalah sebagaiberikut.

2H2S(g) + SO2(g) " 2H2O(l) + 3S(s) KOLOID

Contoh 2 :

HCl yang sangat encer direaksikan dengan larutan Na2S2O3 sangat encer akan terjadi reaksi oksidasi reduksi dan terbentuk sol belerang
2 HCl(aq) + Na2S2O3 " 2 NaCl(aq) + SO2(g) + S(s)+ H2O(l)

ü HIDROLISIS

Hidrolis adalah mereaksikan suatu zat dengan H2O. Cara ini dapat dicapai dengan jalan melarutkan garam yang menghasilkan senyawa hidroksida sedikit larut dalam air (H2O), dan kadang-kadang memerlukan pemanasan.

Contoh:

Sol Fe(OH)3 dapat diperoleh dengan meneteskan sedikit demi sedikit larutan jenuh FeCl3 ke dalam air panas.
FeCl3(aq) + 3H2O(l) " Fe(OH)3(s) + 3HCl(aq)
contoh lain:

CuSO4(aq) + 2H2O(l) " Cu(OH)2(s) + 2H2SO4(aq)
Al2(SO4)3(aq) + 6H2O(l) " 2Al(OH)3(s) + 3H2SO4(aq)

üDEKOMPOSISI RANGKAP

Contohnya :

-Sol As2S3 dibuat dengan gaya mengalirkan H2S dengan perlahan-lahan melalui larutan As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang. Reaksi yang terjadi sebagai berikut.

As2O3 (aq) + 3H2S(g) " As2O3 (koloid) + 3H2O(l)
(Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2-)

-Sol AgCl dibuat dengan mencampurkan larutan AgNO3 encer dan larutan HCl encer. Reaksi yang terjadi sebagai berikut.

AgNO3 (ag) + HCl(aq) " AgCl (koloid) + HNO3 (aq)

üPERGANTIAN PELARUT.

Cara ini dilakukan dengan mengganti medium pendispersi sehingga fasa terdispersi yang semula larut setelah diganti pelarutanya menjadi berukuran koloid. Misalnya :

- Untuk membuat sol belerang yang sukar larut dalam air tetapi mudah larut dalam alkohol seperti etanol dengan medium pendispersi air, belarang harus terlebih dahulu dilarutkan dalam etanol sampai jenuh. Baru kemudian larutan belerang dalam etanol tersebut ditambahkan sedikit demi sedikit ke dalam air sambil diaduk. Sehingga belerang akan menggumpal menjadi pertikel koloid dikarenakan penurunan kelarutan belerang dalam air.
- Sebaliknya, kalsium asetat yang sukar larut dalam etanol, mula-mula dilarutkan terlebih dahulu dalam air, kemudianbaru dalam larutan tersebut ditambahkan etanol maka terjadi kondensasi dan terbentuklah koloid kalsium asetat.

Cara Dispersi

Pembuatan koloid dengan cara dispersi merupakan pemecahan partikel-partikel kasar menjadi partikel yang lebih halus/ lebih kecil; dapat dilakukan secara mekanik, peptisasi, atau dengan cara busur Bredig.

üProses Mekanik

Proses mekanik adalah proses pembuatan koloid melalui penggerusan atau penggilingan (untuk zat padat) serta dengan pengadukan atau pengocokan (untuk zat cair). Setelah diperoleh partikel yang ukurannya sesuai dengan ukuran koloid, kemudian didispersikan ke dalam medium (pendispersinya). Contoh: pembuatan sol belerang.

üPeptisasi

Peptisasi adalah cara pembuatan koloid dengan menggunakan zat kimia (zat elektrolit) untuk memecah partikel besar (kasar) menjadi partikel koloid.

Contoh: proses pencernaan makanan dengan enzim dan pembuatan sol belerang dari endapan nikel sulfida, dengan mengalirkan gas asam sulfida. 

üBusur Bredig

Busur Bredig ialah alat pemecah zat padatan (logam) menjadi partikel koloid dengan menggunakan arus listrik tegangan tinggi. Caranya adalah dengan membuat logam, yang hendak dibuat solnya, menjadi dua kawat yang berfungsi sebagai elektrode yang dicelupkan ke dalam air; kemudian diberi loncatan listrik di antara kedua ujung kawat. Logam sebagian akan meluruh ke dalam air sehingga terbentuk sol logam. Contoh: pembuatan sol logam. 

JARINGAN HEWAN

JARINGAN OTOT

     Jaringan otot terdiri atas serabut-serabut otot yang tersusun oleh sel-sel otot. Serabut otot tersebut dinamakan myofibril. Sel-sel otot dibungkus oleh  selaput atau membran yang disebut sarkolema. Sel-sel otot berisi suatu cairan  sel yang disebut sarkoplasma. Jaringan otot terdapat pada semua anggota tubuh, baik anggota gerak maupun organ-organ dalam dan luar.

.

OTOT DI BEDAKAN MENJADI 3

OTOT LURIK

Disebut otot lurik, karena memiliki lurik dan 

dapat disebut juga otot kerangka karena 

melekat pada kerangka, misalnya

tendon, otot bisep, dan triseps. 

Otot ini memiliki bentuk silindris panjang

dan memiliki karakteristik antara lain berinti 

banyak di tepi, kontraksinya di bawah 

kesadaran, memiliki gerakan cepat dan kuat,

mudah lelah.

OTOT POLOS

Otot polos tersusun dari sel yang berbentuk 

gelendong, kumparan, dan memiliki intisatu
di tengah. Otot polos berukuran antara 30-200 

milimikron. Otot polos, mempunyai pola 

permukaan yang polos, tanpa adanya pola lurik 

melintang. 

Otot ini juga dilengkapi dengan saraf yang berasal 

dari sistem saraf tak sadar. Karakteristik otot ini 

antara lain, kontraksinya spontan, tetapi kerja 

lambat, bekerja terus-menerus tanpa

disadari (involunter) dan tidak mudah lelah. Untuk

berkontraksi otot polos memerlukan waktu antara 3 detik 

sampai 3 menit.

OTOT JANTUNG

       Disebut otot jantung karena memang letaknya hanya pada jantung saja. Otot ini memiliki struktur seperti pada otot lurik, yaitu memiliki pola lurik melintang tetapi miofibrilnya bercabang-cabang. Sel-sel otot jantung membentuk rantai dan sering bercabang dua atau lebih membentuk sinsitium.

               JARINGAN SARAF

Jaringan saraf tersusun oleh sel-sel saraf yang disebut

neuron. Neuron ini banyak dan bercabangcabang,

menghubungkan jaringan satu dengan yang lain. Setiap sel

saraf terdiri atas badan sel saraf, akson (neurit), dendrit, dan

selubung saraf. 

Badan sel-sel saraf kemudian berkumpul membentuk

ganglion. Ganglion-ganglion ini letaknya hanya pada tempat 

tertentu, yaitu di kiri dan kanan sumsum tulang belakang.

SEL SARAF DIBAGI 3

SARAF SENSORI

Saraf sensorik bertugas menghantarkan rangsang dari organ

penerima rangsang (reseptor) ke pusat susunan saraf yaitu 

otak dan sumsum tulang belakang. Sekelompok badan sel 

neuron sensorik berkumpul membentuk  ganglion yang 

berlanjut ke sumsum tulang belakang. Akson euron sensori 

membawa rangsangan menuju ke jaringan saraf pusat.

SARAF MOTORIK

Tugas saraf motorik adalah menghantarkan rangsang dari 

pusat susunan saraf ke bagian efektor. Bagian efektor 

berupa otot dan kelenjar. Setelah bagian efektor menerima 

rangsang maka akan melakukan respon tubuh.

SARAF KONEKTOR (ASOSIASI)

Saraf konektor bertugas menghubungkan antara saraf 

sensorik dan motorik. Antara saraf satu dengan yang lain 

saling berhubungan. Antara saraf yang satu dengan lainnya 

di hubungkan oleh akson. Hubungan antara sesama saraf 

melalui titik temu antara ujung akson neuron yang satu 

dengan dendrit neuron yang lain, yang disebut dengan 

sinaps.

          JARINGAN DARAH

Jaringan darah pada dasarnya di bagi  menjadi  2 yaitu:

1.Sel darah

Sel-sel darah terdiri atas sel darah merah

(eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan sel darah 

pembeku (trombosit). Sel darah merah memiliki 

protein yang disebut hemoglobin yang bertugas 

untuk mengangkut O2 dan CO2 dalam darah. 

Sel–sel darah merah dibentuk di dalam sumsum 

tulang yang disebut eritoblas. Sel darah merah 

berbentuk cakram, bikonkaf, dan tidak berinti. Sel 

darah putih terdiri atas monosit, limfosit, 

netrofil, basofil, dan eosinofil. Sel-sel ini 

      dibentuk di dalam sumsum tulang dan limfe. Fungsi sel darah putih ini adalah sebagai penghasil imunitas. Sedangkan trombosit adalah sel darah yang bertugas dalam proses pembekuan darah. Ukurannya lebih kecil dari sel darah merah dan berbentuk cakram. Sel-sel trombosit tidak memiliki inti.

2.Plasma darah

   Plasma darah adalah cairan yang mengandung sel-sel 

darah. Di dalam plasma darah terlarut berbagai macam zat 

antara lain zat makanan, protein, zat sekresi dan gas (O2, 

CO2, dan N2). Plasma darah mengandung serum

yang berfungsi sebagai tempat pembentukan antibodi.