Usaha Dan Pesawat Sederhana By Bimbel Jakarta Timur

| Usaha dalam fisika didefinisikan sebagai energi yang disalurkan gaya ke sebuah benda, sehingga benda tersebut bergerak. Usaha mempunyai nilai jika resultan gaya yang dikerjakan pada suatu benda menyebabkan benda mengalami perpindahan. 

Contoh usaha dalam kehidupan sehari-hari misalnya jika seorang anak menarik mobil-mobilan sehingga bergerak. Contoh yang bukan merupakan usaha adalah jika kita mendorong dinding, karena sebesar apapun yang kita berikan tidak akan membuat dinding berpindah. 

Dalam Bahasa Inggris, usaha disebut Work atau kerja. Nilai usaha ditentukan oleh besarnya gaya F yang diberikan yang menyebabkan benda berpindah sejauh s. 

Rumus Usaha

Contoh soal :

Daya dalam fisika didefinisikan sebagai kelajuan melakukan usaha atau jumlah energi yang diberikan per satuan waktu. Dalam Bahasa Inggris, daya disebut sebagai Power. Nilai daya adalah usaha sebesar W setiap waktu t.

Rumus Daya

Karena W=F x s, maka kita dapatkan

v=kecepatan (satuan m/s)

Contoh soal : 

1. Sebuah mobil yang beratnya 9.000 N bergerak sejauh 200 m dalam waktu 1 menit. Berapakah daya mobil tersebut?

Diketahui : F=9.000 N
               s=200 m
               t=1 menit=60 detik
Ditanya : P ?
Jawab : P=  F x s 
                     t
             =9.000 x 200
                         60
             =30.000 watt
             =30 kilowatt

2. Sebuah mesin mendorong dengan balok gaya sebesar 500 N. Jika balok yang didorongnya bergerak dengan kecepatan 20 m/s, maka daya mesin tersebut adalah ....

Diketahui : F=500 N
               v=20 m/s
Ditanya : P ?
Jawab : P=F x v
             =500 x 20
             =10.000 watt
             =10 kilowatt

Pesawat sederhana adalah alat yang susunannya sederhana dan dapat mempermudah kerja atau usaha. Berdasarkan prinsipnya pesawat sederhana dikelompokkan menjadi katrol, roda berporos, tuas/pengungkit dan bidang miring. Setiap pesawat sederhana mempunyai keuntungan mekanis, yaitu perbandingan antara berat beban dengan gaya kuasa yang dikeluarkan. 

Keuntungan Mekanis

1. Katrol

Katrol adalah pesawat sederhana yang terdiri dari susunan roda yang berputar pada porosnya dan penggerak roda. Katrol biasanya digunakan untuk mengangkat beban yang berat. Secara umum katrol ada tiga macam, yaitu : 

a. katrol tetap

Katrol tetap adalah katrol yang porosnya ada di tempat yang tetap sehingga katrol tidak berpindah. Katrol tetap berfungsi mengubah arah gaya. Untuk memindahkan benda ke atas, gaya yang diberikan adalah tarikan dari atas ke bawah. Salah satu contoh katrol tetap adalah sumur timba. Keuntungan mekanis katrol tetap=1.

Katrol Tetap dan Katrol Bebas

b. katrol bebas

Katrol bebas adalah katrol yang posisinya berubah ketika digunakan. Contoh katrol bebas adalah flying fox. Keuntungan katrol bebas=2.

c. katrol majemuk

Katrol majemuk adalah susunan yang terdiri dari katrol tetap dan katrol bebas. Keuntungan mekanis dari katrol majemuk bisa dihitung dari jumlah tali yang tersusun untuk mengangkat beban. Berikut contoh katrol majemuk yang mempunyai keuntungan mekanis 2 dan 3.

Katrol Majemuk

2. Roda berporos

Roda berporos berfungsi untuk mempercepat gaya. Gaya kuasa biasanya bekerja pada roda yang besar, sedangkan gaya beban bekerja pada roda yang lebih kecil. Contoh roda berporos antara lain gear sepeda, kursi roda dan sepatu roda. 

Roda berporos

Keuntungan mekanis roda berporos adalah perbandingan jari-jari roda kuasa dengan jari-jari roda penghubung beban.

3. Tuas/pengungkit

Tuas adalah pesawat sederhana yang berfungsi memindahkan beban yang besar. Ada tiga titik penting dalam tuas yaitu titik beban (w), titik tumpu (T) dan titik kuasa (F). Posisi titik-titik penting tersebut menentukan jenis tuas. 

Jenis Tuas

Tuas jenis I adalah tuas yang titik tumpunya berada di tengah. Contoh tuas jenis ini antara lain gunting, permainan jungkat-jungkit, linggis, pencabut paku, tang, penjepit kertas dan palu. Dalam gerak tubuh manusia contohnya adalah pada tulang pangkal leher. 

Contoh Tuas Jenis I

Contoh Tuas Jenis I

Tuas jenis II adalah tuas yang titik bebannya berada di tengah. Contoh tuas jenis ini antara lain gerobak dorong, alat pembuka botol dan alat pemecah kemiri. Dalam gerak tubuh manusia contohnya adalah kaki yang berjinjit.

Contoh Tuas Jenis II

Contoh Tuas Jenis II

Tuas jenis III adalah tuas yang titik kuasanya berada di tengah. Contoh tuas jenis ini antara lain sapu dan sekop. Dalam gerak tubuh manusia contohnya adalah tangan yang mengangkat beban.

Contoh Tuas Jenis III

Pada tuas terdapat lengan kuasa dan lengan beban. Lengan kuasa adalah jarak dari titik kuasa dengan tumpu. Lengan beban adalah jarak dari titik beban ke titik tumpu. 

TUAS

Keuntungan mekanis pada tuas adalah perbandingan panjang lengan kuasa dengan lengan beban.

Keuntungan Mekanis Tuas

Contoh soal :

Sebuah kayu sepanjang 1,5 m digunakan sebagai tuas. Sebuah beban seberat 400 N diletakkan 30 cm dari titik tumpu. Berapa gaya kuasa yang harus digunakan untuk mengangkat beban tersebut?

Diketahui : lb=30 cm

               lk=1,5 m - 30 cm=120 cm

               w=400N

Ditanya : F ?

Jawab : W =lk

            F    lb

            F=w x lb : lk

               =400 x 30 : 120

               =100 N

4. Bidang miring

Bidang miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki sudut kemiringan terhadap bidang datar. Bidang miring adalah pesawat sederhana yang berguna untuk memindahkan benda ke atas. Contoh bidang miring dalam kehidupan sehari-hari antara lain tangga, jalan pegunungan yang berkelok, sekrup, pisau, baji, kapak dan lain-lain.

Contoh Bidang Miring

Bidang Miring

Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan antara panjang bidang miring (s) dan ketinggian (h) ujung bidang miring terhadap lantai datar.

Keuntungan Mekanis Bidang Miring

Contoh soal :

Sebuah papan sepanjang 4 m disandarkan pada pinggir bak truk yang ketinggiannya 1,5 m. Papan itu akan digunakan untuk memindahkan sebuah sekarung beras seberat 1200 N. Berapa gaya yang diperlukan untuk memindahkan sekarung beras tersebut?

Diketahui : s=4 m

               h=1,5 m

               w=1200 N

Ditanya : F ?

Jawab : w =s

            F    h

            F=w x h : s

               =1200 x 1,5 : 4

               =450 N

Demikian materi Usaha dan Pesawat Sederhana yang dapat kami sajikan. semoga dapat membantumu dalam mempelajari materi tersebut.

Untuk lebih memahaminya kamu bisa membaca

Latihan Soal Latihan Usaha Dan Pesawat Sederhana 

Semoga bermanfaat.

https://www.radarhot.com/2019/08/usaha-dan-pesawat-sederhana.html