TUAS dan BIDANG MIRING

pesawat sederhana adalah alat yang dipakai untuk mempermudahkan dalam melakukan suatu usaha. Adapun alat tersebut antara lain:

A). Tuas. Alat ini dipakai untuk mengungkit atau memindahkan sesuatu.
- Kesetimbangan tuas:

F x L_f = W x  L_w

- Keuntungan mekanik tuas

Keterangan :

F = Kuasa (N)
L_f = Lengan Kuasa (m)
W = beban (N)
L_w =lengan beban
KM = keuntungan mekanik.

Jenis pesawat sederhana pertama adalah tuas atau pengungkit. Pengungkit memiliki fungsi untuk mengangkat atau mengungkit suatu benda. Pengungkit bisa dalam bentuk sebatang kayu, sebilah bambu, atau logam yang diberi gaya pada salah satu sisinya.

Gaya yang diberikan pengungkit disebut kuasa. Tuas atau pengungkit berfungsi  untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda yang berat. Pada pengungkit terdapat bagian-bagian yang diuraikan sebagai berikut:

1. Titik kuasa adalah daerah atau tempat untuk memberikan gaya.

2. Titik tumpu merupakan tempat alat bertumpu.

3. Titik beban, adalah titik tempat dimana beban berada.

4. Gaya kuasa merupakan gaya yang diberikan ketika mengangkat benda.

5. Gaya beban merupakan beban yang akan diangkat. Satuannya Newton.

6. Lengan kuasa adalah jarak antara titik tumpu dengan kuasa.

7. Lengan beban merupakan jarak titik tumpu dengan beban.

Prinsip Kerja Pengungkit

Ketika akan menggerakan suatu benda dengan memanfaatkan tuas, maka kita harus menempatkan benda di salah satu ujung pengungkit (tuas) kemudian memasang batu atau benda apa saja sebagai titik tumpu dekat dengan benda.

Selanjutnya tangan memegang ujung batang pengungkit yang nantinya akan diberikan gaya sampai benda bergeser atau dapat diangkat. Berdasarkan posisi titik tumpu, beban, dan kuasanya, pengungkit dibagi menjadi 3 jenis yaitu:

Pengungkit Jenis Pertama

Pengungkit jenis pertama merupakan tuas yang kedudukan titik tumpunya terletak di antara titik beban dan titik kuasa. Peralatan yang prinsip penggunaanya menggunakan pengungkit jenis pertama antara lain pemotong kuku, tang, gunting, linggis, dan jungkat-jungkit.

Pengungkit Jenis Kedua

Pengungkit jenis kedua merupakan tuas yang kedudukan titik bebannya terletak di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh peralatan yang menggunakan pengungkit jenis kedua seperti gerobak beroda satu, alat pemotong kertas,  alat pemecah kemiri, dan pembuka tutup botol.

Pengungkit Jenis Ketiga

Pengungkit jenis ketiga merupakan tuas yang kedudukan titik kuasanya berada di antara titik beban dan titik tumpu. Contoh peralatan yang menggunakan pengungkit jenis ketiga seperti sekop, penjepit roti, stappler, dan pinset.

Manfaat Menggunakan Jenis Pesawat Sederhana Pengungkit

Menggunakan pengungkit dalam kehidupan sehari-hari, akan membuat beban kamu menjadi lebih ringan dan akan memudahkan untuk melakukannya. Hal ini berarti kamu mendapatkan keuntungan dari penggunaan pengungkit tersebut.

Keuntungan yang didapat dari pesawat sederhana seperti yang demikian dinamakan keuntungan mekanik. Besarnya keuntungan mekanik tergantung dari perbandingan antara berat beban yang akan diangkat dengan besar gaya kuasa yang diperlukan.

Contoh Soal 

Sebuah linggis yang panjangnya 1,5 m digunakan untuk mencabut paku yang tertancap disebuah tembok. Linggis ditumpu 25 cm dari paku yang akan di cabut. Untuk melepaskan paku dari tembok diperlukan gaya sebesar 9,4 x 104 N. Berapa gaya lekat paku pada kayu? Berapa keuntungan mekanisnya?

Penyelesaian:

Contoh Soal 2 ini cara pengerjaannya sama seperti contoh soal 1. Soal ini merupakan tuas jenis pertama, di mana titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Maka:

Fk = 9,4 x 104 N

lb = 25 cm

lk = 1,25 m = 125 cm

Fb . lb = F . lk

Fb . 25 cm = 9,4 x 104 N . 125 cm

Fb = 9,4 x 104 N . 125 cm/25 cm

Fb = 4,7 x 105 N

KM = Fb/Fk

KM = lk/lb

KM = 125 cm/25 cm

KM  = 5

B. Bidang Miring

Rumus:

F   = kuasa
W = berat
h   = tinggi bidang miring
s   = panjang bidang miring

Jenis pesawat sederhana selanjutnya adalah bidang miring. Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan suatu barang menggunakan bidang miring.

Semua benda yang memiliki bidang miring atau bekerja dengan prinsip kemiringan disebut dengan bidang miring. Memanfaatkan bidang miring akan membuat beban yang berat dapat dipindahkan ketempat yang lebih tinggi dengan lebih mudah. Artinya gaya yang digunakan menjadi lebih kecil dibandingkan dengan tidak menggunakan bidang miring.

Semakin landai bidang miring yang digunakan, maka semakin ringan gaya yang harus dikeluarkan. Contoh benda yang meggunakan prinsip bidang miring dalam kehidupan sehari-hari adalah kapak, pisau, obeng, sekrup.

Contoh lainnya bisa kita lihat pada bentuk jalan yang dibuat di daerah pegunungan. Jalanan yang dibuat berkelok-kelok akan membuat pengendara kendaraan bermotor lebih mudah ketika melewati jalan yang menanjak. Dengan begitu, jarak yang harus ditempuh menjadi semakin jauh sehingga akan memakan banyak waktu.

Manfaat Menggunakan Jenis Pesawat Sederhana Bidang Miring

Keuntungan menggunakan bidang miring tergantung dari panjang landasan bidang miring dan ketinggiannya. Semakin kecil sudut kemiringan suatu bidang, maka semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dikerjakan.

Manfaat bidang miring dalam kehidupan sehari-hari yaitu seperti pada tangga dan suatu jalan pada daerah pegunungan.

Contoh Soal Bidang Miring

Untuk memindahkan beban seberat 150 newton ke atas bak truk, seseorang menggunakan papan kayu yang panjangnya 2,5 meter. Jika tinggi bak truk terhadap tanah 1,25 meter, berapakah gaya dorong yang dikeluarkan orang itu dan berapakah keuntungan mekanis bidang miring itu?

Penyelesaian:

Diketahui:

panjang papan (s) = 2,5 m

tinggi bak (h) = 1,25 m

berat beban (Fb) = 150 N

Ditanyakan: gaya dorong (F) dan keuntungan mekanis (M)

Jawab:

Jadi, gaya dorong yang dikeluarkan sebesar 75 N dan keuntungan mekanis ideal bidang miring itu = 2.

 

Sumber:

https://www.aanwijzing.com/2016/06/pengertian-usaha-dan-energi-fisika-smp-mts-kelas-viii.html