Gaya Bekerja pada Benda Arahnya Tegak Lurus Terhadap Perpindahan
IPA SMP KK D
135
Usaha yang dilakukan dengan bantuan bidang miring sebesar
l F
x
, paling besar sama dengan usaha yang dilakukan berat benda, bila balok
itu diangkat vertikal ke atas. Dengan demikian diperoleh persamaan sebagai berikut:
h w
l F
x x
Persamaan ini, dapat juga ditemukan dari segitiga siku-siku tersebut, yaitu yang ada pada panjang sisi berat w dan H, sebangun dengan
segitiga siku-siku ABC. Jadi perbandingan sisi-sisi tersebut:
h.w x
atau
l
H l
h w
H
Besarnya gaya H = gaya dari orang yang mendorong balok itu, sehingga diperoleh bahwa
h w
l F
x x
. Dari uraian di atas bahwa keuntungan mekanik adalah suatu bilangan
yang menyatakan pelipatgandaan hasil dari suatu pesawat sederhana terhadap gaya atau jarak perpindahan. Pada bidang miring keuntungan
mekaniknya adalah:
h l
KM
Sebagaimana terlihat pada gambar 40, jika panjang papan AB = l = 2,5m maka keuntungan mekanik bidang miring,
5 ,
2 1
5 ,
2
w
H KM
Kita ketahui bahwa, balok yang beratnya 250 N dapat diangkat ke atas bidang datar, didorong sepanjang bidang miring hanya dengan 100 N.
Gaya 100 N yang diberikan dapat mengangkat balok seberat 250 N yaitu 2,5 gaya yang diberikan pada balok tersebut.
Jadi, efisiensi sebuah pesawat sederhana dapat didefinisikan sebagai:
100 x
put in
usaha put
out usaha
Efisiensi
Kegiatan Pembelajaran 4
136
Usaha yang dilakukan bidang miring pesawat sederhana, disebut usaha out-put.
Usaha yang diberikan oleh otot atau orang yang menggunakan bidang miring disebut usaha in-put. Usaha out-put yang dihasilkan bidang
miring, w x h.
Usaha yang dilakukan sebagai usaha in-put , F x l = H x l Gaya F yang diberikan oleh orang yang mendorong balok sama dengan gaya H, bagian
dari berat balok.
Jadi, efisiensi bidang miring menjadi,
100 x
x l
H h
x w
Efisiensi
Jika papan dalam keadaan licin, maka usaha in-put yang dilakukan F x l = H x l
dan sama dengan usaha out-put yang dilakukan bidang miring w x h. Jadi, efisiensi bidang miring yang licin menjadi,
1 100
100 x
x
l H
h x
w Efisiensi
Papan bidang miring untuk licin sempurna efisiensinya 100 , namun kenyataannya bahwa balok mengalami gaya gesekan dari papan yang
arahnya berlawanan dengan arah gerak balok, seperti pada gambar di bawah ini.
B W
F H
T A
C
h = 1 meter
G