DinoEdukasi

Dalam fisika, dua konsep penting yang menjelaskan bagaimana energi berpindah dalam sistem adalah usaha (work) dan daya (power). Keduanya membantu kita memahami fenomena seperti mengapa jam mekanik bisa berdetak atau bagaimana energi listrik digunakan oleh peralatan rumah tangga.

Apa Itu Usaha?

Secara sederhana, usaha adalah energi yang ditransfer ke atau dari suatu sistem. Usaha positif terjadi saat kita menambahkan energi (seperti saat mengangkat beban), sedangkan usaha negatif adalah saat energi dikeluarkan dari sistem. Dalam sistem metrik, satuan usaha adalah joule.

Bayangkan kita memutar engkol sebuah jam kakek kuno untuk menaikkan silinder logam berat di dalamnya. Dalam proses ini, kita mentransfer energi ke sistem dan menyimpannya sebagai energi potensial gravitasi. Misalnya, jika silinder tersebut memiliki berat 300 Newton dan kita mengangkatnya setinggi 0,5 meter, maka usaha yang dilakukan adalah 300 N × 0,5 m = 150 joule.

Apa Itu Daya?

Daya mengukur seberapa cepat energi dipindahkan atau digunakan. Satuan daya dalam sistem metrik adalah watt, yang berarti joule per detik. Nama ini diambil dari insinyur James Watt yang memperkenalkan konsep “tenaga kuda” sebagai cara membandingkan mesin uap dengan tenaga kuda sebenarnya.

Sebagai contoh, jika proses memutar engkol jam memakan waktu 60 detik, maka daya yang digunakan adalah 150 joule ÷ 60 detik = 2,5 watt. Untuk membandingkan, sebuah bohlam terang membutuhkan daya 100 watt, yang berarti hampir 40 kali lebih besar dari energi yang dibutuhkan untuk memutar jam tersebut.

Daya yang Dikeluarkan Saat Jam Berjalan

Setelah energi dimasukkan, silinder di dalam jam akan perlahan turun selama lima hari. Dalam proses ini, energi yang tersimpan keluar secara perlahan. Kita bisa menghitung berapa daya yang digunakan jam saat beroperasi:

• Usaha yang telah diberikan: 150 joule
• Waktu: 5 hari = 432.000 detik
• Maka daya = 150 joule ÷ 432.000 detik ≈ 0,00035 watt atau 0,35 milliwatt

Angka ini menunjukkan betapa efisiennya jam tersebut. Bahkan, dengan daya yang digunakan satu bohlam 100 watt, Anda bisa menggerakkan hampir 300.000 jam mekanik! Ini memberi kita wawasan bahwa sistem mekanik tradisional pun memiliki efisiensi luar biasa yang bisa menginspirasi teknologi modern.