Archive for Agustus 2019

-Prinsip Pesawat Sederhana Pada Kehidupan Sehari - Hari-

Alat berdasar prinsip pesawat sederhana – Menyebut kata ‘pesawat’ mungkin sepintas  anda berpikir tentang pesawat terbang. Salah satu alat transportasi yang sangat canggih dan cukup digemari untuk bepergian jarak jauh.

alat,pesawat sederhana

Namun pembahasan kali ini bukan pesawat terbang yang akan dikemukakan, melainkan pesawat sederhana. Meskipun sederhana, namun prinsip kerja peralatan ini telah banyak menolong kehidupan manusia sehari-hari. Memudahkan manusia untuk melakukan aktivitas tertentu.

IPA BAB 2, -Prinsip Pesawat Sederhana Pada Kehidupan Sehari - Hari-

-RODA BERGIGI-

Pengertian Roda gigi atau gir

Gir merupakan salah satu pesawat sederhana. Pengertian keuntungan mekanik pada gir sering disebut sebagai kecepatan rotasi. Besar kecepatan rotasi relatif sepasang gir dapat diketahui dengan menghitung jumlah gigi pada masing-masing gir. Semakin banyak jumlah gigi pada gir penggerak, semakin kecil kecepatan rotasinya, demikian juga sebaliknya.

Rumus Roda Gigi

Kecepatan keluaran atau kecepatan sesungguhnya sepasang gir dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
Pengertian Pesawat Sederhana Roda Berporos (Roda Gigi) dan Contoh Rumusnya
Rumus Roda Gigi
atau
ω1G1 = ω2 G2
Keuntungan mekanik roda gigi (gir) adalah perbandingan roda keluaran dengan roda masukan.
KM = R/r = G2/G1
Keterangan:
ω1 = kecepatan masukan
ω2 = kecepatan keluaran
G1 = jumlah gigi pada roda pertama
G2 = jumlah gigi pada roda kedua
R = jari-jari gir besar
r = jari-jari gir kecil

Contoh Soal Roda Gigi

Roda bergigi 18 buah menggerakkan roda lain yang jumlah giginya 54 buah. Jika kecepatan rotasinya 6 putaran/sekon, berapakah kecepatan rotasi roda gigi yang kedua? Berapa keuntungan mekaniknya?
Pembahasan
Diketahui:
G1 = 18
G2 = 54
ω1 = 6 putaran/sekon
Ditanya:
ω2 = …?
KM = …?
Jawab:
ω2 = (6 put/s 18)/54 = 2 put/s
KM = G2/G1
       = 54/18
       = 3
Jadi, kecepatan putaran roda yang kedua adalah 2 putaran per sekon dan keuntungan mekanik roda bergigi tersebut adalah 3.

Contoh Penerapan Pesawat Sederhana Roda Gigi (Gir) dalam Kehidupan Sehari-hari

Peralatan hasil teknologi yang memanfaatkan gir, contohnya sepeda. Dapatkah kamu menyebutkan peralatan lainnya yang menggunakan gir? Gir-gir itu ada yang dihubungkan dengan rantai, misalnya, gir pada sepeda.
Akan tetapi, ada juga gir yang langsung bertautan satu sama lain, misalnya gir pada sepeda motor. Gir-gir yang saling bertautan dikelompokkan menjadi empat macam, yaitu gir siku-siku, gir para-para, gir pendorong, dan gir cacing.

IPA BAB 2, -RODA BERGIGI-

-Bidang Miring-

Pengertian Bidang miring

Salah satu contoh pesawat sederhana adalah bidang miring. Dalam kehidupan sehari-hari, bidang miring digunakan sebagai alat bantu untuk menaikkan barang-barang ke atas truk.Gaya yang digunakan untuk menaikkan barang-barang ke atas truk dengan bidang miring jauh lebih kecil dibandingkan jika mengangkatnya dengan tangan secara langsung. Bagaimana hubungan antara gaya kuasa dengan panjang bidang miring?

Rumus Bidang Miring

Pengertian dan Rumus Bidang Miring serta Contoh Soal Bidang Miring
Gambar: Prinsip Kerja Bidang Miring
Jika tinggi bidang miring h, panjang bidang miring s, berat benda yang dinaikkan melalui bidang miring w, dan gaya yang digunakan untuk memindahkan benda itu sebesar F maka keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
KM = w/f = s/h
KM = keuntungan mekanik

Contoh Soal Bidang Miring

Seseorang menaikkan drum minyak ke atas truk dengan menggunakan bidang miring yang panjangnya 3 meter. Jika tinggi bak truk 120 cm, berapa keuntungan mekanik bidang miring yang digunakan? Jika berat drum 2.400 N, berapa besar gaya untuk menaikkan drum itu?
Pembahasan
Diketahui:
w = 2.400 N
s = 3 m
h = 150 cm = 1,5 m
Ditanya:
KM = …?
F = …?
Jawab:
KM = s/h = 3m/1,2m = 2,5
KM = w/f
f = w/KM
  = 2.400 N/2,5
  = 960 N
Jadi, keuntungan mekanik bidang miring yang digunakan untuk menaikkan drum ke atas bak truk adalah 2 1/2 dengan gaya 960 N.

Contoh Bidang Miring dalam Kehidupan sehari-hari

Pengertian dan Rumus Bidang Miring serta Contoh Soal Bidang Miring
Gambar: Macam-macam Contoh Bidang Miring

IPA BAB 2, -Bidang Miring-

-KATROL-

Pengertian Katrol

Apa itu katrol? Katrol adasa suatu pesawat sederhana yang biasanya digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia, sama seperti dengan tuas. Katrol dibedakan menjadi 3 macam yaitu:
  1. Katrol tetap

Katrol tetap ialah katrol yang memiliki nilai yang tetap. Pada katrol tetap ini rumus tuas w 1b = F 1k. Karena lengan pada beban sama dengan kuasa (1b = 1k) sehingga gaya kuasa sama dengan beban yang diangkat dan juga dirumuskan seperti berikut ini:
F = w
F = gaya kuas
w = berat beban
Keuntungan mekanik katrol tetap dirumuskan sebagai berikut.
KM = W/F = Ik/Ib = 1
KM = keuntungan mekanik katrol
w = berat benda (N)
F = gaya kuasa (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)

Contoh salah satu katrol tetap yang biasa kamu temukan di rumah adalah, kerekan sumur.

Contoh Soal tentang Katrol Tetap

Seseorang mengangkat balok kayu yang beratnya 200 N setinggi 4 m. Berapa besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat balok kayu dan usaha yang dilakukan orang tersebut pada balok kayu?
Pembahasan
Diketahui:
w = 200 N
s = h = 4 m
Pertanyaan:
F = …?
W = …?
Jawaban:
Keuntungan mekanik katrol tetap = 1
KM = W/F
F = W/KM
= 200 N/1 = 200 N
Besar gaya untuk mengangkat balok kayu 200 N.
W = F s
= 200 N x 4 m
= 800 Nm = 800 J
Jadi, besar usaha yang dilakukan pada balok kayu adalah 800 J.
  1. Katrol bergerak

Katrol bergerak ialah katrol yang bisa bergerak secara bebas. Bebas di sini maksudnya adalah, bebas untuk diletakkan dengan cara digantungkan pada bagian poros atau bisa juga sumbu katrol serta dihubungkan dengan tali. Sama seperti katrol tetap, dalam katrol bergerak juga berlaku rumus seperti di bawah ini.
w lb = F lk
Panjang lengan kuasa dua kali panjang lengan beban (lk = 2lb) atau Ik/Ib = 2
Dengan demikian, keuntungan mekanik katrol bergerak secara matematis dirumuskan sebagai berikut.
KM = Ik/Ib = W/F = 2 atau F = 1/2 W

Contoh Soal tentang Katrol Bergerak:

Seorang anak mengangkat batu bata dengan menggunakan katrol bergerak. Jika gaya yang digunakan sebesar 125 N, berapa berat beban yang dapat diangkat?
Pembahasan
Diketahui:
F = 125 N

Pertanyaan:
w = …?

Jawaban:
Keuntungan mekanik katrol tetap = 2
KM = w/f
w = KM F
= 2 x 125 N
= 250 N
Jadi, beban yang dapat diangkat anak tersebut sebesar 250 N.
  1. Katrol gabungan

Katrol gabungan merupakan katrol yang tersusun atas beberapa katrol, sistem katrol ini digunakan untuk mengangkat beban yang memiliki bobot yang sangat berat. Seperti contoh, mengangkat kerangka jembatan atau juga mengangkat mobil rusak. Keuntungan mekanik sistem katrol bisa dihitung dengan rumus seperti di bawah ini.
KM = w/f = n
n = jumlah katrol

Contoh Soal tentang Sistem Katrol

Sebuah takal (sistem katrol) digunakan untuk mengangkat batu seberat 600 N. Jika takal itu tersusun dari 4 katrol, berapakah
  1. keuntungan mekanik takal?
  2. gaya tarik yang diperlukan untuk mengangkat batu?
Pembahasan
Diketahui:
w = 600 N
n = 4
Pertanyaan:
  1. KM = …?
  2. F = …?

Jawaban:
  1. KM = n = 4
Jadi, keuntungan mekanik takal adalah sebesar 4.

  1. KM = w/f
F = w/KM
= 600 N/4
= 150 N
Jadi, gaya yang digunakan untuk mengangkat batu tersebut sebesar 150 N.

IPA BAB 2, -KATROL-

-Tuas-
Tuas atau pengungkit adalah salah satu contoh pesawat sederhana yang dapat berfungsi untuk memindahkan beban yang berat. Pada tuas terdapat tiga titik penting, yaitu titik kuasa (TK), titik beban (TB), dan titik tumpu (TT). Titik kuasa adalah tempat dimana gaya bekerja. Titik beban adalah titik dimana beban berada. Titik tumpu adalah tempat bertumpunya tuas. Jarak antara titik tumpu ke titik kuasa disebut lengan kuasa (LK), jarak antara titik tumpu ke titik beban disebut lengan beban (LB). Panjang pendeknya lengan kuasa sangat menentukan mudah tidaknya beban terangkat. Semakin panjang lengan kuasa semakin mudah kita melakukan usaha. Prinsip kerja tuas adalah berputar di sekitar satu titik yaitu titik tumpu. 
Pengertian, Rumus, Jenis Tuas
Pengertian, Rumus, Jenis Tuas

Rumus Tuas

Dalam tuas, berlaku rumus berikut ini:
W x Lb = F x Lk
Keterangan:
  • W = Berat beban (N)
  • Lb = Panjang lengan beban (m)
  • F = Gaya kuasa (N)
  • Lk = Panjang lengan kuasa (m)
Sedangkan, untuk keuntungan mekanik tuas dirumuskan:
KM = W / F

Jenis-jenis Tuas

Ada tiga jenis tuas yang dibedakan berdasarkan letak titik kuasa, titik beban, dan titik tumpu. Ketiga jenis tuas itu adalah tuas jenis pertama, tuas jenis kedua, dan tuas jenis ketiga.

Tuas Jenis Pertama

tuas jenis pertama
Contoh Tuas Jenis I (Gunting)
Tuas jenis pertama adalah tuas yang titik tumpunya terletak di antara titik kuasa dan titik beban. Contohnya gunting, linggis, dan jungkat-jungkit.

Tuas Jenis Kedua

tuas jenis kedua
Contoh Tuas Jenis II (Gerobak)
Tuas jenis kedua adalah tuas yang titik bebannya terletak di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contohnya; pemotong kertas, gerobak roda satu, dan pemecah kemiri.

Tuas Jenis Ketiga

tuas jenis ketiga
Contoh Tuas Jenis III (Pinset)
Tuas jenis ketiga adalah tuas yang titik kuasanya terletak di antara titik beban dan titik tumpu. Contohnya adalah pinset dan sekop.

SOAL
Soal 1
Untuk mengangkat beban 1.000 N dipakai tuas yang panjangnya 300 cm dan lengan beban 50 cm. Hitunglah gaya yang dibutuhkan mengangkat beban tersebut!

Penyelesaian:
Soal ini ialah tuas jenis pertama, di mana titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Maka:
w = 1.000 N
lb = 50 cm
lk = 250 cm

w . lb = F . lk
1.000 N . 50 cm = F . 250 cm
F  = 1.000 N . 50 cm/250 cm
F = 200 N

Soal 2
Sebuah linggis yang panjangnya 1,5 m dipakai untuk mencabut paku yang tertancap disebuah tembok. Linggis ditumpu 25 cm dari paku yang akan di cabut. Untuk melepaskan paku dari tembok dibutuhkan gaya sebesar 9,4 x 10N. Berapa gaya lekat paku pada kayu? Berapa laba mekanisnya?

Penyelesaian:
misal Soal 2 ini cara pengerjaannya sama menyerupai pola soal 1. Soal ini ialah tuas jenis pertama, di mana titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Maka:
Fk = 9,4 x 10N
lb = 25 cm
lk = 1,25 m = 125 cm

Fb . lb = F . lk
Fb . 25 cm = 9,4 x 10N . 125 cm
Fb = 9,4 x 10N . 125 cm/25 cm
Fb = 4,7 x 10N
KM = Fb/Fk
KM = lk/lb
KM = 125 cm/25 cm
KM  = 5

Soal 3
Dua orang anak yaitu Budi dan Iwan didiberikan sebuah roda dan papan yang panjangnya 3 m yang akan dipakai untuk mengangkat sebuah benda yang massanya 30 kg (jika percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s2). Budi menyusun papan tersebut menyerupai gambar (a) sedangkan iwan menyusun papan tersebut menyerupai gambar (b) di bawah ini. 
Untuk menjawaban soal ini Anda harus paham dengan konsep tuas misal Soal Dan Pembahasan Tuas atau Pengungkit
Siapa yang memerlukan gaya paling kecil unuk mengangkat benda tersebut? Jelaskan! Berapa laba mekanis masing-masing sistem?

Penyelesaian:
Untuk mengetahui siapa yang memerlukan gaya paling kecil, harus dicari gaya angkat untuk masing-masing sistem. Untuk sistem gambar (a) ialah tuas atau pengungkit jenis pertama, di mana titik tumpu berada di antara beban dan kuasa, maka:
m = 30 kg
lb = 1 m
lk = 2 m
g = 10 m/s2

w . lb = F . lk
m . g . lb =  F . lk
30 kg. 10 m/s2. 1 m = F . 2 m
300 N.m = F . 2 m
F = 300 N.m/2 m
F = 150 N

Keuntungan mekanis untuk sistem (a) yakni:
KM = w/F
KM = 300 N/150 N
KM = 2

Untuk sistem gambar (b) ialah tuas atau pengungkit jenis kedua, di mana beban berada di antara titik tumpu dan kuasa, maka:
m = 30 kg
lb = 1 m
lk = 3 m
g = 10 m/s2

w . lb = F . lk
m . g . lb =  F . lk
30 kg. 10 m/s2. 1 m = F . 3 m
300 N.m = F . 3 m
F = 300 N/3
F = 100 N

Keuntungan mekanis untuk sistem (b) yakni:
KM = w/F
KM = 300 N/100 N
KM = 3

Jadi, yang mengeluarkan gaya paling kecil ialah Iwan yaitu 100 N sedangkan Budi mengeluarkan gaya 150 N. Keuntungan mekanis untuk sistem gambar (a) ialah 2, sedangkan laba mekanis untuk sistem gambar (b) ialah 3.

Soal 4
Sebuah lampion mempunyai massa 0,5 kg digantung dengan memakai kayu dengan panjang 1 m dan masanya diabaikan, menyerupai gambar di bawah ini.
Untuk menjawaban soal ini Anda harus paham dengan konsep tuas misal Soal Dan Pembahasan Tuas atau Pengungkit
Hitunglah gaya angkat F minimal supaya lampion supaya lapion tidak jatuh (jika percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s2)!

Penyelesaian:
Soal ini ialah tuas jenis ketiga, di mana kuasa berada di antara beban dan titik tumpu. Maka:
m = 0,5 kg
g = 10 m/s2
lb = 1 m  
lk = 0,8 cm

w . lb = F . lk
m . g . lb = F . lk
0,5 kg . 10 m/s2 . 1 m = F . 0,8 cm
F  = 5 N.m/0,8 cm
F = 6,25 N
Jadi gaya angkat F minimal yang harus dikeluarkan supaya lampion tidak jatuh ialah 6,25 N


Sumber:https://pengertianahli.id/2015/03/pengertian-rumus-jenis-tuas.html
https://trubuswelcometo.blogspot.com/2014/02/contoh-soal-dan-pembahasan-tuas-atau.html

IPA BAB 2, -Tuas-

- Copyright © multifandom - Blogger Templates - Powered by Blogger - Designed by Johanes Djogan -