IPA SMPMTs Kelas VIII
215
1. Perhatikan gambar di bawah ini
2. Coba berikan penjelasan tentang perilaku apa yang dimaksud dalam gambar tersebut
Mengapa Anton dan Mona dikatakan melakukan usaha? 3.
Serahkan pada guru hasil pekerjaan untuk dinilai
D. Pesawat Sederhana dan Penerapannya
Banyak peralatan yang kita dapatkan di rumah atau di sekolah yang berfungsi mempermudah kerja manusia.
Setiap alat yang digunakan untuk mempermudah melakukan usaha disebut pesawat. Ada pesawat yang rumit dan ada pesawat yang sederhana. Pesawat yang rumit terdiri dari
beberapa pesawat sederhana. Dalam pasal ini akan diuraikan 3 jenis pesawat sederhana, yaitu tuas, katrol tetap dan bergerak dan bidang miring.
1. Tuas
Sebatang besi atau benda lain, yang digunakan untuk mengungkit, merupakan tuas
yang paling sederhana. Untuk mengangkat langsung benda yang beratnya w dibutuhkan
gaya minimal = w. Akan tetapi dengan mengungkit tidaklah demikian halnya. Dengan
pengungkit untuk mengangkat benda seberat w dibutuhkan gaya yang lebih kecil dari w.
Gambar 13.18 Pesawat sederhana jenis tuas
s
1
s
2
Kecakapan Kontekstual
Di unduh dari : Bukupaket.com
216
IPA SMPMTs Kelas VIII
Penggunaan tuas dengan jalan menyusupkan salah satu ujung batang di bawah benda yang akan diangkat. Di bawah batang dekat benda yang akan diangkat diletakkan pengganjal
sebagai pusat rotasi. Ujung lain dari pengungkit itu ditekan ke bawah dengan gaya F. Terangkatlah benda itu sedikit.
Pada pengungkit beban yang akan diungkit beratnya dinyatakan dengan w. Titik T, tempat tumpuan tuas, gaya yang kita kerjakan pada ujung lain merupakan kuasa disebut F lihat
gambar 13.20.
l
2
= l
B
= lengan beban
l
1
= l
k
= lengan kuasa
Berlaku persamaan:
wl
2
= Fl
1
atau F =
Jika =
, maka benda yang beratnya 500 newton dapat diangkat dengan gaya 50 newton
Contoh:
Alat-alat yang menggunakan asas tuas yaitu: pinset, gunting, tang, roda dorong dan lain-lain. Apabila gaya F mengakibatkan ujung B bergerak ke bawah sebesar S
1
dan ujung A bergerak ke atas sejauh S
2
maka W
1
= F.S
1
dan W
2
= w.S
2
= =
W
1
= F.S
1
Gambar 13.19 Asas Tuas
Di unduh dari : Bukupaket.com
IPA SMPMTs Kelas VIII
217
Pesawat memudahkan usaha, tetapi tidak mengurangi usaha yang harus dilakukan. Perbandingan antara beban w dengan kuasa F, disebut keuntungan mekanik km.
Jadi, km = dari contoh di bagian depan di mana
= didapat
km = =
= 10
2. Katrol
Katol merupakan pesawat sederhana yang banyak kita jumpai di sekitar, misalnya digunakan untuk katrol timba. Ada dua jenis katrol yaitu:
a. Katrol tetap
Perhatikan gambar di samping. Untuk katrol tetap. A = titik kuasa
B = titik tumpu C = titik beban
Karena itu keuntungan mekanis katrol tersebut
= = 1 OA = OB;
AC = lengan kuasa AB = lengan beban
Keuntungan lain dari katrol tetap adalah keuntungan arah, karena dengan gaya ke bawah kita dapat menaikkan beban.
b. Katrol bergerak
Pada katrol tunggal yang bergerak, benda yang diangkat digantungkan pada poros katrol O, B sebagai titik
tumpu, O merupakan titik beban, A sebagai titik kuasa. Keuntungan mekanik katrol tunggal yang bergerak:
= =
= Keuntungan mekanik katrol bebas = 2
Keterangan: A
= titik tumpu AB
= lengan beban AC
= lengan kuasa
Gambar 13.20 Katrol tetap
Gambar 13.21 Katrol bergerak
A O
m m . g
m . g
Di unduh dari : Bukupaket.com
218
IPA SMPMTs Kelas VIII
c. Sistem katrol
Agar kuasa yang kecil mampu mengangkat beban yang jauh lebih besar maka digunakan sistem katrol.
Sistem katrol merupakan gabungan dua blok katrol, di mana tiap blok katrol dapat terdiri dari 2 katrol atau
lebih. Dari percobaan yang teliti ternyata untuk beban yang
beratnya jauh lebih besar dari berat tali dan katrol- katrolnya berlaku rumus:
W = 2n.F n
= jumlah katrol tiap blok F
= kuasa gaya penariknya W
= beban yang diangkat = disebut keuntungan mekanis
Katrol tunggal yang bergerak tidak mempunyai keuntungan arah apabila digunakan untuk mengangkat beban. Dalam praktik berat tali dan katrol tidak dapat diabaikan oleh sebab itu
kuasa harus dinaikkan dari hasil perhitungan agar beban terangkat.
3. Bidang miring
