Pengungkit atau tuas adalah sebuah batang yang dapat diputar di sekitar titik tumpu. Jika ujung tuas yang satu diungkit ke bawah, maka ujung yang lain akan memberikan dorongan ke atas. Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar di atas merupakan contoh pengungkit sederhana. Sistem
kerja pengungkit atau tuas terdiri atas lima komponen, yaitu beban, lengan
beban, titik tumpu, kuasa, dan lengan kuasa.
- Beban
adalah benda yang akan dipindahkan atau dicabut.
- Lengan
beban adalah jarak antara gaya beban dengan titik tumpu.
- Titik
tumpu adalah benda yang menjadi tumpuan atau penahan supaya sistem tuas
atau pengungkit bisa berkerja
- Kuasa
adalah gaya yang diberikan untuk memindahkan atau mencabut benda.
- Lengan
kuasa adalah jarak antara gaya kuasa dengan titik tumpu.
Ingatlah kembali bahwa usaha adalah perkalian antara gaya
dengan jarak saat gaya bekerja. Dalam sistem pengungkit ada dua usaha yang
terjadi yakni usaha oleh manusia dengan memberikan gaya dan usaha oleh benda
akibat dari berat benda.
Usaha yang dilakukan oleh manusia merupakan perkalian
antara lengan kuasa dengan kuasa atau gaya yang diberikan, yang dapat ditulis
dengan persamaan:
W = Fk.Lk
Sedangkan usaha yang dilakukan oleh beban merupakan hasil
perkalian antara berat benda dengan lengan beban, yang dapat dirumuskan dengan
persamaan:
W = w.Lb
Pada sistem pengungkit atau tuas, usaha yang dilakukan
oleh manusia sama dengan usaha yang dilakukan oleh beban, sehingga sistem
pengungkit atau tuas dapat dirumuskan dengan persamaan:
Fk.Lk
= w.Lb ....................(*)
Dengan:
Fk = gaya yang dikeluarkan (N)
Lk = lengan kuasa (m)
w = berat benda (N)
Lb = lengan beban (m)
Jika persamaan (*) diubah akan menjadi seperti berikut:
w/Fk
= Lk/Lb
Nah, perbandingan antara berat benda dengan kuasa dan perbandingan
lengan kuasa dengan lengan beban disebut dengan keuntungan mekanis. Jadi, cara mencari keuntungan mekanis pengungkit
atau tuas dapat dilakukan dengan dua cara yakni:
- Membagi
antara berat benda dengan gaya yang kita berikan (kuasa), yang dapat
ditulis dengan persamaan:
Km = w/F
- Membagi
antara lengan kuasa dengan lengan beban, yang dapat dituliskan dengan
persamaan:
Km = Lk/Lb
Untuk memantapkan pemahaman kamu tentang cara mencari
keuntungan mekanis tuas atau mengungkit, silahkan simak contoh soal di bawah
ini.
Contoh
Soal 1
Sebuah batu besar seberat 1.000 N akan digulingkan menggunakan
tuas sepanjang 5 m, lengan bebannya 1 meter. Hitunglah besar gaya yang harus
diberikan dan keuntungan mekais tuas tersebut!
Penyelesaian:
w = 1.000 N
p = 5 m
Lb = 1 m
Panjang lengan kuasa yakni:
Lk = p - Lb
Lk = 5 m – 1 m
Lk = 4 m
Besar gaya yang harus diberikan yakni:
F x Lk = w x Lb
F x 4 m = 1.000 N x 1 m
F = 1000/4 N
F = 250 N
Keuntungan mekanis tuas dapat dicari dengan dua cara.
Cara
1:
Km = w/F
Km = 1000 N/250 N
Km = 4
Cara
2:
Km = Lk/Lb
Km = 4 m/1 m
Km = 4
Baik dengan cara 1 maupun cara 2 akan menghasilkan
keuntungan mekanis yang sama yakni 4.
Contoh
Soal 2
Seorang anak menggunakan sebatang besi untuk mengangkat
tutup lubang got yang
beratnya 65 N. Panjang lengan kuasa pengungkit itu 60 cm.
Sedangkan panjang lengan beban 10 cm. Berapakah keuntungan mekanik batang itu?
Penyelesaian:
w = 65 N
Lk = 60 cm
Lb = 10 cm
Keuntungan mekanis yakni:
Km = Lk/Lb
Km = 60 cm/10 cm
Km = 6
Contoh
Soal 3
Sebuah batu yang beratnya 500 N dipindahkan menggunakan
sebuah tuas dengan gaya sebesar 200 N. Bila lengan kuasa 50 cm, hitunglah:
a. jarak antara beban ke titik tumpu tuas
b. keuntungan mekanis yang diperoleh
Penyelesaian:
w = 500 N
F = 200 N
Lk = 50 cm
a. jarak antara beban ke titik tumpu tuas merupakan
lengan beban, maka:
F x Lk = w x Lb
200 N x 50 cm = 500 N x Lb
10.000 N.cm = 500 N x Lb
Lb = 10.000 N.cm/500 N
Lb = 20 cm
b. keuntungan mekanis yang diperoleh yakni:
Km = w/F
Km = 500 N/200 N
Km = 2,5
atau:
Km = Lk/Lb
Km = 50 cm/20 cm
Km = 2,5
Contoh
Soal 4
Sebuah benda diangkat dengan gaya 15 N menggunakan tuas.
Jika panjang lengan kuasa 100 cm dan panjang lengan beban adalah 20 cm,
tentukanlah keuntungan mekanis tuas!
Penyelesaian:
F = 15 N
Lb = 100 cm
Lk = 20 cm
Keuntungan mekanis tuas yakni:
Km = Lk/Lb
Km = 100 cm/20 cm
Km = 5
Contoh Soal 5
Sebuah kotak peti dengan massa 100 kg akan diangkat
dengan menggunakan tuas yang panjangnya 2 m, jika panjang lengan beban adalah 40
cm, tentukanlah keuntungan mekanis tuas!
Penyelesaian:
m = 100 kg
p = 2 m = 200 cm
Lb =
40 cm
Cari terlebih dahulu panjang lengan kuasa yakni:
Lk = p - Lb
Lk = 200 cm – 40 cm
Lk = 160 cm
Keuntungan mekanis pengungkit yakni:
Km = Lk/Lb
Km = 160 cm/40 cm
Km = 4
Bagaimana? Mudah bukan? Jika ada kendala dalam memahami cara mencari
keuntungan mekanis pengungkit, silahkan tanyakan di kolom komentar.
0 Response to "Cara Mencari Keuntungan Mekanis Pengungkit"
Posting Komentar
Terima kasih sudah membaca blog ini, silahkan tinggalkan komentar dengan sopan dan tidak mengandung unsur SARA atau pornografi serta tidak ada link aktif. Mohon maaf kalau komentarnya dibalas agak lambat. Kolom komentar ini kami moderasi, jadi kalau ada komentar yang tidak sesuai dengan ketentuan tidak akan dipublikasikan.