Pesawat Sederhana 1

Sebuah balok yang beratnya 150 Newton ditarik di atas bidang miring dengan gaya F seperti pada gambar. Besarnya gaya F adalah … N.

(a)  

Answer explanation

s² = 3² + 4² 

s² = 9 + 16

s = 5 m

w/f = s/h

f = (h/s) x w

f = (3/5) x 150

f = 90 N

Sebuah drum dengan beban 100 Newton akan dinaikkan ke dalam bak truk dengan gaya 50 Newton menggunakan bidang miring. Besarnya keuntungan mekanik yang didapatkan adalah …

(a)  

Answer explanation

KM = w/f

KM = 100/50

KM = 2

Jika berat peti tersebut 5.000 N, maka peti dapat diangkat dengan gaya minimal sebesar … N.

(jawaban tanpa tanpa pemisah dan spasi)

(a)  

Gambar berikut menunjukkan alat jungkat-jungkit dalam keadaan seimbang dengan beban yang ada di kedua sismya.

Jika beban 300 N digeser 10 cm menjauh dari titik tumpu, tentukan bagaimana agar jungkat-jungkit tetap seimbang?

(sertakan perhitungan dan analisismu)

Answer explanation

Cari terlebih dahulu besar kuasanya :

w/f = lk/lb

f = (lb/lk) x w

f = (40/20) x 300

f = 600 N

Beban digeser 10 cm menjauhi titik tumpu, maka :

lb = 40 cm + 10 cm = 50 cm

w/f = lk/lb

lk = (w/f) x lb

lk = (300/60) x 50

lk = 250 cm

Jika lk = 250 cm, itu artinya agar tetap setimbang harus menggeser K sejauh 50 cm menjauhi titik tumpu.

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?

(sertakan perhitunganmu)

Answer explanation

Jadi, gaya yang diperlukan untuk memindahkan beban seberat 200 N ke atas rak setinggi 2 meter dengan bantuan sebuah bidang miring sepanjang 4 meter adalah 100 N. Keuntungan mekanis yang diberikan oleh bidang miring adalah 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

Answer explanation

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

Tentukan:
a) gaya yang diperlukan anak untuk menaikkan balok
b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring

Answer explanation

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:
F_anak = F : 2 =720 : 2 = 360 Newton

b) keuntungan mekanik sistem katrol dan bidang miring
KM = W : F_anak = 1200 : 360 = 3,33

Gaya yang diperlukan untuk menarik beban tersebut adalah ... N

(a)  

Answer explanation

Perhatikan katrol warna merah tepat di atas beban, ada 3 tali yang menarik beban, sehingga
F = W : 3
F = 60 : 3
F = 20 Newton

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 ... m.

(a)  

Answer explanation

Kondisi 1 : sesuai gambar

Kondisi 2 : lengan beban diperpanjang 4x panjang semula

maka tentukan:

a. Berapa kali gaya (diperbesar atau diperkecil) dari kondisi 1

b. Tentukan perbandingan keuntungan mekanis dari kondisi 1 dan kondisi 2

c. Mana yang lebih meringankan pekerjaan (kondisi 1 atau 2) dengan asumsi beban yang diangkat adalah sama, analisislah.

(sertakan perhitungan dan analisismu)