Jati HarmokoSoal Essay Pesawat Sederhana:
Soal No. 1
Perhatikan gambar berikut ini!
Termasuk pengungkit jenis berapakah gambar tersebut? Mengapa demikian? Sebutkan dua contoh benda yang ada di sekitar kamu yang menggunakan prinsip kerja pengungkit tersebut!
Pembahasan:
Pengungkit jenis pertama, karena titik tumpu berada di antara gaya kuasa dan gaya beban. Contoh benda yang ada di sekitar kita yang menggunakan prinsip kerja pengungkit tersebut adalah jungkat-jungkit dan gunting.
Soal No. 2
Perhatikan dua gambar pengungkit di bawah ini!
Pengungkit manakah yang lebih membutuhkan sedikit energi jika digunakan?
Pembahasan:
Diketahui:
Lengan kuasa A = 120 cm
Lengan beban A = 20 cm
Lengan kuasa B = 60 cm
Lengan beban B = 80 cm
Ditanyakan: Pengungkit yang lebih membutuhkan sedikit energi (yang memiliki keuntungan mekanis besar) = ….?
Jawaban:
1. Keuntungan Mekanis (A)
KM (A) = LK/LB
KM (A) = 120 cm/20 cm = 6
2. Keuntungan Mekanis (B)
KM (B) = LK/LB
KM (B) = 60 cm/80 cm = 0,75
Jadi, pengungkit yang lebih membutuhkan sedikit energi jika digunakan adalah pengungkit A.
Soal No. 3
Linggis dengan panjang 1,5 m digunakan untuk mencabut paku yang tertancap pada kayu. Linggis ditumpu 25 cm dari paku yang akan dicabut. Untuk melepaskan paku itu digunakan gaya 94.000 N. Berapa gaya lekat paku pada kayu? Berapa keuntungan mekanisnya?
Pembahasan:
Diketahui:
Panjang linggis = 1,5 m = 150 cm
Lb = 25 cm
Lk = 150 cm – 25 cm = 125 cm
F = 94.000 N
Ditanyakan: w dan KM = ….?
Jawaban:
w x Lb = F x Lk
w = F x Lk : Lb
w = 94.000 N x 125 cm : 25 cm
w = 470.000 N
KM = w/F
KM = 470.000 N/ 94.000 N = 5
Jadi, gaya lekat paku pada kayu sebesar 470.000 N dan keuntungan mekanisnya sebesar 5.
Soal No. 4
Beni dan ayahnya sedang bermain jungkat-jungkit di taman kota. Ketika tumpuan berada di tengah-tengah jungkat-jungkit, Beni tidak dapat mengangkat ayahnya. Bagaimana caranya agar beni dan ayahnya dapat berjungkat-jungkit?
Pembahasan:
Apabila berat ayah beni lebih berat daripada beni maka ayah beni harus duduk dekat tumpuan jungkat-jungkit sedangkan Beni duduknya menjauhi tumpuan jungkat-jungkit.
Namun, apabila berat Beni lebih berat daripada ayahnya maka Beni harus duduk dekat tumpuan jungkat-jungkit sedangkan ayahnya duduk menjauhi tumpuan jungkat-jungkit.
Soal No. 5
Sebuah benda akan diangkat dengan menggunakan pengungkit seperti tampak pada gambar berikut.
Benda tersebut memiliki berat sebesar 1200 Newton. Bila pengungkit tersebut panjangnya adalah 3 meter, dan jarak antara beban ke titik tumpu adalah 1 meter, berapakah gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut? Berapa keuntungan mekanis yang dibeerikan oleh pengungkit?
Pembahasan:
Diketahui:
w = 1200 N
L = 3 m
Lb = 1 m
Lk = L – Lb = 3 m – 1 m = 2 m
Ditanyakan: F dan KM = ….?
Jawaban:
w x Lb = F x Lk
1200 N x 1 m = F x 2 m
F = 1200 N/2 = 600 N
KM = w/F
KM = 1200 N/ 600 N = 2 kali
Soal No. 6
Benda 200 kg ditarik ke atas. Berapa gaya tarik dan keuntungan mekanisnya jika digunakan:
- sebuah katrol tetap;
- sebuah katrol bergerak;
- sebuah takal yang terdiri dari 4 katrol!
Jawaban:
w = m x g
w = 200 x 10 = 2000 N
Kentungan mekanis untuk:
1. Sebuah katrol tetap = 1
F = w/KM = 2000 N/1 = 2000 N
2. Sebuah katrol bergerak = 2
F = w/KM = 2000 N/2 = 1000 N
3. Sebuah takal yang terdiri dari 4 katrol = 4
F = w/KM = 2000 N/4 = 500 N
Soal No. 7
Perhatikan gambar berikut!
Berapakah besar beban yang ditarik oleh katrol majemuk di atas?
Pembahasan:
Diketahui:
F = 8 N
Pada katrol di atas, tali yang menahan beban ke atas ada 4, sehingga keuntungan mekanisnya sama dengan 4.
Ditanyakan: w = ….?
Jawaban:
KM = w/F
w = KM x F
w = 4 x 8 N = 32 N
Soal No. 8
Papan sepanjang 3,6 m disandarkan pada bak mobil yang berada 80 cm dari tanah. Papan itu digunakan untuk mendorong peti 90 kg dari tanah ke bak mobil. Berapa keuntungan mekanis dan gaya dorongnya?
Pembahasan:
Diketahui:
l = 3,6 m
h = 80 cm = 0,8 m
m = 90 kg
Ditanyakan: KM dan F = …?
Jawaban:
KM = l/h
KM = 3,6 m/0,8 m = 4,5
F = w : KM
F = (m x g) : KM
F = (90 x 10) : 4,5
F = 900 N : 4,5 = 200 N
Soal No. 9
Sebuah peti yang beratnya 200 newton akan dipindahkan ke sebuah rak yang tingginya 2 meter melalui suatu bidang miring yang panjangnya 4 meter. Berapakah gaya yang diperlukan untuk memindahkan peti tersebut? (asumsikan bidang miring cukup licin sehingga tidak ada gaya gesekan antara peti dan bidang miring). Berapa keuntungan mekanis yang diberikan oleh bidang miring tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
w = 200 N
h = 2 m
l = 4 m
Ditanyakan: F dan KM = ….?
Jawaban:
KM = l/h
KM = 4 m/2 m = 2
F = w/KM
F = 200 N/ 2 = 100 N
Jadi, gaya yang diperlukan untuk memindahkan beban sebesar 200 N ke atas rak setinggi 2 meter dengan bantuan sebuah bidang miring sepanjang 4 meter adalah 100 N dan keuntungan mekanis yang diberikan oleh bidang miring adalah 2.
Soal No. 10
Perhatikan gambar berikut!
Berapakah besar keuntungan mekanis bidang miring tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
h = 3 m
s = 15 m
Ditanyakan: KM = ….?
Jawaban:
KM = s/h
KM = 15 m/3 m = 5
