Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah gaya atau besaran dari suatu gaya. Namun tahukah kamu bahwa pada tubuh manusia juga berlaku bermacam prinsip kerja pesawat sederhana? Prinsip-prinsip ini kemudian ditiru, diaplikasikan, dan dimodifikasi pada berbagai macam peralatan untuk memudahkan kerja manusia. Kalau bisa dipermudah, kenapa pakai cara lama?
Saat kerja (usaha) dipermudah, maka energi yang dikeluarkan menjadi lebih sedikit. Kerja atau usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, dalam satuan Joule (Newton meter). Secara matematis kerja atau usaha dapat dituliskan sebagai berikut.
W = F × S
Di mana:
W = Usaha (Joule),
F = Gaya (Newton),
S = Jarak (Meter)
Jika gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat, maka usaha bernilai nol. Besarnya usaha yang dilakukan tiap satuan waktu disebut dengan daya atau power (P) dan dinyatakan dalam satuan Watt. Daya dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut.
Di mana:
P = Daya (Watt),
W = Usaha (Joule),
t = Waktu (Second)
Karena pada dasarnya manusia ingin bermalas-malasan, maka saat bekerja atau beraktivitas, manusia selalu berupaya untuk melakukannya dengan usaha dan daya sekecil mungkin. Untuk bisa melakukannya, manusia menggunakan pesawat sederhana.
Prinsip Pesawat Sederhana pada Otot dan Rangka Manusia
Pada saat manusia beraktivitas; otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama. Prinsip kerja ketiganya layaknya sebuah pengungkit; tulang berperan sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kerja otot (kontraksi atau relaksasi) sebagai gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.
Kita ambil contoh prinsip kerja pesawat sederhana pada seorang atlet tenis.
Pengungkit Jenis I
Pengungkit jenis I adalah titik tumpu berada di antara kuasa dan beban, seperti layaknya linggis dan pemotong kuku. Hal ini terjadi saat pemain tenis menengadahkan kepalanya menggunakan otot leher.
Pengungkit Jenis II
Pengungkit jenis II adalah beban posisinya berada di antara titik tumpu dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika pemain tenis mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kaki menggunakan otot betisnya.
Pengungkit Jenis III
Pengungkit jenis III adalah kuasa posisinya di antara titik tumpu dan beban. Ketika pemain tenis menegangkan otot lengan dan bahu, terciptalah pengungkit jenis III.
Latihan Soal Pesawat Sederhana
Petunjuk Pengerjaan
Pilihlah salah satu jawaban yang paling
benar dengan memberikan tanda silang (x) pada salah satu huruf A, B, C, atau D!
Soal nomor 1
Semua peralatan sederhana yang digunakan
untuk memudahkan pekerjaan manusia disebut ….
A. pesawat rumit
B. pesawat sederhana
C. pesawat antariksa
D. perkakas rumah tangga
Soal nomor 2
Berikut ini yang merupakan keuntungan
menggunakan pesawat sederhana adalah ….
A. memperbesar gaya
B. menambah energi
C. memperkecil usaha
D. mengubah bentuk
Soal nomor 3
Berikut ini yang bukan termasuk
jenis pesawat sederhana adalah ….
A. tuas
B. katrol
C. roda berporos
D. roda berputar
Soal nomor 4
Gaya yang dikeluarkan untuk memindahkan
beban disebut ….
A. kuasa
B. usaha
C. tenaga
D. daya
Soal nomor 5
Perhatikan gambar berikut!
Pernyataan yang benar tentang sistem kerja
pengungkit sesuai gambar di atas adalah ….
A. (A) titik kuasa dan (BC) lengan
kuasa
B. (B) titik kuasa dan (AB) lengan
kuasa
C. (C) titik kuasa dan (AB) lengan
beban
D. (D) lengan beban dan (BC) lengan
kuasa
Soal nomor 6
Kuasa yang dibutuhkan untuk mengangkat
beban pada pengungkit akan menjadi lebih kecil, apabila titik tumpu diletakkan
….
A. di antara beban dan kuasa
B. di tengah-tengah beban dan gaya
C. menjauhi beban
D. mendekati beban
Soal nomor 7
Berikut ini yang merupakan contoh tuas
golongan ketiga adalah ….
A. gunting
B. alat pancing
C. gerobak roda satu
D. pemecah kemiri
Soal nomor 8
Pasangan jenis tuas dan contohnya yang
benar adalah ….
A. tuas golongan pertama : pemotong
kertas
B. tuas golongan kedua :
strappler
C. tuas golongan kedua : pemecah
kemiri
D. tuas golongan ketiga :
jungkat-jungkit
Soal nomor 9
Seorang anak sedang mengungkit batu
seperti terlihat pada gambar berikut.
Besarnya kuasa yang diperlukan anak untuk
dapat mengungkit batu adalah ….
A. 20 Newton
B. 30 Newton
C. 40 Newton
D. 60 Newton
Soal nomor 10
Pada saat kita pergi ke pegunungan, maka
jalan menuju ke pegunungan dibuat berkelok-kelok. Pembuatan jalan berkelok ini
menggunakan prinsip ….
A. bidang miring
B. katrol
C. tuas
D. roda berporos
Soal nomor 11
Perhatikan gambar beberapa peralatan
berikut!
Alat-alat yang bekerjanya berdasarkan prinsip
bidang miring ditunjukkan oleh nomor ….
A. (1) dan (2)
B. (2) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (1) dan (3)
Soal nomor 12
Perhatikan gambar bidang miring berikut!
Sebuah balok yang beratnya 150 Newton
ditarik di atas bidang miring dengan gaya F seperti pada gambar. Besarnya gaya
F adalah ….
A. 60 Newton
B. 90 Newton
C. 200 Newon
D. 250 Newton
Soal nomor 13
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. 1
B. 2
C. 4
D. 5
Soal nomor 14
Fungsi utama dari katrol tetap adalah ….
A. memperkecil gaya
B. merubah arah gaya
C. memperbesar gaya
D. merubah bentuk gaya
Soal nomor 15
Perhatikan gambar berikut!
Sebuah beban seberat 40 Newton ditarik ke
atas dengan katrol tetap seperti pada gambar. Jika gesekan tali dan berat
katrol diabaikan, maka gaya kuasa minimum yang diperlukan untuk mengangkat
beban tersebut adalah ….
A. 12 Newton
B. 15 Newton
C. 30 Newton
D. 40 Newton
Soal nomor 16
Berikut ini yang termasuk katrol dengan
keuntungan mekanik 2 adalah ….
Soal nomor 17
Keuntungan mekanik pada katrol majemuk
ditentukan oleh ….
A. jumlah katrol
B. besarnya beban
C. besarnya kuasa
D. panjang lengan beban
Soal nomor 18
Penggunaan gear sepeda motor merupakan
salah satu contoh dari penerapan prinsip ….
A. bidang miring
B. roda berporos
C. tuas
D. katrol
Soal nomor 19
Berikut ini bukan merupakan
alat yang bekerjanya menggunakan prinsip roda berporos adalah ….
A. sepatu roda
B. gear sepeda
C. kursi roda
D. kerekan bendera
Soal nomor 20
Di bawah ini yang merupakan contoh roda
bersinggungan adalah ….
A. roda sepeda yang dihubungkan
rantai
B. roda pada mobil truk
C. mesin pada jam tangan
D. roda pada bus
Tidak ada komentar:
Posting Komentar