Soal No. 1
Cermati gambar bidang miring berikut ini.
Jika besar gaya F dalah 60 Newton, tentukan:
a) keuntungan mekanik bidang miring
b) berat beban
Cermati gambar bidang miring berikut ini.
Jika besar gaya F dalah 60 Newton, tentukan:
a) keuntungan mekanik bidang miring
b) berat beban
Pembahasan
a) keuntungan mekanik bidang miring
KM = S/h
S belum diketahui, temukan dengan pythagoras
S =√(42 + 32) = √25 = 5 meter
sehingga
KM = 5/3 = 1,67
b) berat beban
W = KM x F = 60 x 5/3 = 100 Newton
Soal No. 2
Seorang pekerja hendak menaikkan sebuah almari besi ke bak belakang truk dengan menggunakan bidang miring seperti gambar.
Jika massa almari 120 kg, dan percepatan gravitasi 10 m/s2, tentukan:
a) gaya minimal yang diperlukan pekerja untuk menaikkan almari
b) keuntungan mekanik bidang miring
Pembahasan
a) gaya minimal yang diperlukan pekerja untuk menaikkan almari
b) keuntungan mekanik bidang miring
Pembahasan
a) gaya minimal yang diperlukan pekerja untuk menaikkan almari
F = h/S x W
dimana
h = tinggi bidang miring
S = panjang sisi miring
W = berat beban (Newton)
Temukan berat almari lebih dulu W = m x g = 120 x 10 = 1200 N
Sehingga
F = h/S x W
F = 1/2 x 1200 = 600 Newton
b) keuntungan mekanik bidang miring
KM = W/F = 1200/600 = 2
atau bisa juga
KM = S/h = 2/1 = 2
F = h/S x W
dimana
h = tinggi bidang miring
S = panjang sisi miring
W = berat beban (Newton)
Temukan berat almari lebih dulu W = m x g = 120 x 10 = 1200 N
Sehingga
F = h/S x W
F = 1/2 x 1200 = 600 Newton
b) keuntungan mekanik bidang miring
KM = W/F = 1200/600 = 2
atau bisa juga
KM = S/h = 2/1 = 2
Soal No. 3
Seorang anak memodifikasi sebuah katrol dan bidang miring untuk menaikkan sebuah balok seperti terlihat pada gambar berikut
Tentukan:
a) gaya yang diperlukan anak untuk menaikkan balok
b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring
Pembahasan
a) gaya yang diperlukan anak untuk menaikkan balok
F = h/S x W
F = 3/5 x 1200 = 720 Newton
Gaya F kemudian dibagi ke dua buah tali, satu dipegang anak dan satu lagi terikat pada tonggak, sehingga F untuk anak saja adalah:
Fanak = F : 2 =720 : 2 = 360 Newton
b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring
KM = W : Fanak = 1200 : 360 = 3,33
Soal No. 4
Seorang pekerja pada bangunan menaikkan pasir dengan cara seperti terlihat pada gambar berikut:
Tentukan gaya yang dikeluarkan oleh pekerja untuk beban seberat 50 N, dan keuntungan mekanik dari katrol!
Pembahasan
Katrol tetap seperti gambar diatas mempunyai KM = 1, sehingga
F = W
F = 50 N
Keterangan : Kalo gaya yang diperlukan sama saja dengan berat benda yang diangkat, lantas dimana untungnya menggunakan katrol tetap? Katrol tetap seperti gambar diatas berfungsi untuk mengubah arah gaya, sehingga beban bisa naik ke atas dengan tarikan ke arah bawah. Di lapangan, menarik beban ke arah bawah melalui katrol terasa lebih mudah dari menarik beban langsung ke arah atas.
Seorang anak memodifikasi sebuah katrol dan bidang miring untuk menaikkan sebuah balok seperti terlihat pada gambar berikut
Tentukan:
a) gaya yang diperlukan anak untuk menaikkan balok
b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring
Pembahasan
a) gaya yang diperlukan anak untuk menaikkan balok
F = h/S x W
F = 3/5 x 1200 = 720 Newton
Gaya F kemudian dibagi ke dua buah tali, satu dipegang anak dan satu lagi terikat pada tonggak, sehingga F untuk anak saja adalah:
Fanak = F : 2 =720 : 2 = 360 Newton
b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring
KM = W : Fanak = 1200 : 360 = 3,33
Soal No. 4
Seorang pekerja pada bangunan menaikkan pasir dengan cara seperti terlihat pada gambar berikut:
Tentukan gaya yang dikeluarkan oleh pekerja untuk beban seberat 50 N, dan keuntungan mekanik dari katrol!
Pembahasan
Katrol tetap seperti gambar diatas mempunyai KM = 1, sehingga
F = W
F = 50 N
Keterangan : Kalo gaya yang diperlukan sama saja dengan berat benda yang diangkat, lantas dimana untungnya menggunakan katrol tetap? Katrol tetap seperti gambar diatas berfungsi untuk mengubah arah gaya, sehingga beban bisa naik ke atas dengan tarikan ke arah bawah. Di lapangan, menarik beban ke arah bawah melalui katrol terasa lebih mudah dari menarik beban langsung ke arah atas.
Soal No. 5
Sistem katrol digunakan pada suatu proyek bangunan seperti gambar berikut
Tentukan gaya yang diperlukan untuk menaikkan beban seberat 120 Newton!
Pembahasan
Perhatikan beban (katrol warna merah), 2 tali yang menariknya, sehingga
F = W : 2 = 120 : 2 = 60 Newton
Soal No. 6
Seorang anak sedang mengungkit sebuah batu.
Tentukan gaya yang diperlukan anak!
Pembahasan
Rumus untuk pengungkit atau tuas:
F x Lk = W x Lb
Dimana:
Lk = panjang lengan kuasa atau lengan gaya, dihitung dari titik kerja gaya ke tumpu
Lb = panjang lengan beban, dihitung dari titik beban hingga tumpu
sehingga:
F x Lk = W x Lb
F x 180 = 360 x 20
F = 40 Newton
Soal No. 7
Perhatikan tuas di bawah ini.
Untuk menahan beban 600 Newton agar berada pada posisi seimbang, tentukan besar gaya F yang harus diberikan!
Pembahasan
Data dari soal:
Lb = 1/2 meter
Lk = 2 meter, perhatikan bukan 1 1/2 meter
F x Lk = W x Lb
F x (2) = 600 x (1/2)
F = 150 Newton
Soal No. 8
Lihat gambar disamping!
Berapakah gaya yang diperlukan untuk menarik beban?
A. 10
B. 20 N
C. 30 N
D. 40 N
(Sumber soal: EBTANAS SMP Tahun 1995)
Pembahasan
Perhatikan katrol warna merah tepat di atas beban, ada 3 tali yang menarik beban, sehingga
F = W : 3
F = 60 : 3
F = 20 Newton
Soal No. 9
Perhatikan gambar di samping!
Besar kuasa (F) adalah....
A. 200 N
B. 250 N
C. 500 N
D. 2000 N
(Sumber soal: EBTANAS SMP Tahun 1994-Modificated)
Pembahasan
F x Lk = W x Lb
F x (2) = 1000 x (0,5)
F = 500 : 2 = 250 Newton
Soal No. 10
Perhatikan gambar!
Keuntungan mekanis dari tuas tersebut adalah....
A. 1
B. 1,5
C. 2,5
D. 10
(Dari Soal Ebtanas IPA Tahun 2002)
Pembahasan
Keuntungan mekanik dari sebuah tuas atau pengungkit bisa dicari dari dua cara sebagai berikut:
KM = W/F
atau dari rumus lainnya
atau dari rumus lainnya
KM = Lk/Lb
Jadi
KM = W/F = 75/7,5 = 10 atau KM = Lk/Lb = 50/5 = 10 juga hasilnya,....
Jadi
KM = W/F = 75/7,5 = 10 atau KM = Lk/Lb = 50/5 = 10 juga hasilnya,....
Soal No. 11
Seorang pegawai ingin memindahkan kotak yang beratnya 500 N ke atas truk dengan menggunakan bidang miring seperti gambar di bawah.
Bila tinggi truk 1,5 m, berapa besar gaya yang diperlukan untuk memindahkan kotak tersebut?
A. 125 N
B. 250 N
C. 500 N
D. 1500 N
Pembahasan
Data:
w = 500 N
h = 1,5 m
s = 3 m
F =.....
Menentukan gaya yang diperlukan pada bidang miring:
Soal No. 12
Suatu peti peralatan berat akan dinaikkan dengan menggunakan papan sebagai bidang miring seperti pada gambar berikut.
Agar gaya dorong setengah dari berat peti sesungguhnya, harus disediakan papan dengan panjang.....
A. 5,0 m
B. 7,5 m
C. 10,0 m
D. 12,5 m
Pembahasan
Data:
h = 2,5 m
F = 0,5 W
s =.....
dengan rumus bidang miring:
Seorang pegawai ingin memindahkan kotak yang beratnya 500 N ke atas truk dengan menggunakan bidang miring seperti gambar di bawah.
Bila tinggi truk 1,5 m, berapa besar gaya yang diperlukan untuk memindahkan kotak tersebut?
A. 125 N
B. 250 N
C. 500 N
D. 1500 N
Pembahasan
Data:
w = 500 N
h = 1,5 m
s = 3 m
F =.....
Menentukan gaya yang diperlukan pada bidang miring:
Soal No. 12
Suatu peti peralatan berat akan dinaikkan dengan menggunakan papan sebagai bidang miring seperti pada gambar berikut.
Agar gaya dorong setengah dari berat peti sesungguhnya, harus disediakan papan dengan panjang.....
A. 5,0 m
B. 7,5 m
C. 10,0 m
D. 12,5 m
Pembahasan
Data:
h = 2,5 m
F = 0,5 W
s =.....
dengan rumus bidang miring:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar