Perhatikan gambar tuas berikut keuntungan mekanik yang diperoleh anak tersebut adalah

Artikel ini membahas tentang apa itu tuas dan keuntungan mekanis tuas.

Salah satu pesawat sederhana adalah tuas atau pengungkit. Apakah lo pernah melihat jungkat-jungkit? Atau pinset? Staples? Ya, semua alat itu adalah alat-alat yang termasuk ke dalam contoh tuas/pengungkit. Melalui artikel ini, gue akan memberi cara menghitung keuntungan mekanis tuas, tapi sebelum itu, seperti biasa, ada beberapa hal yang perlu lo tahu dulu.

Apa itu pesawat sederhana?

Pesawat sederhana (simple machine) adalah alat yang bisa mempermudah kehidupan manusia dan hanya berlaku untuk hal-hal sederhana. Konsep dari pesawat sederhana adalah mengubah besar atau arah gaya ya. 

Tuas / Pengungkit

Pertama, lo harus tahu definisinya dulu ya, apa itu tuas/pengungkit? Tuas atau pengungkit (lever) adalah pesawat sederhana yang berbentuk batang keras yang dapat memutari suatu titik.

Load = Beban
Effort = Usaha
Beam = Papan penyangga / balok
Resistance arm = Lengan beban
Effort arm = Lengan usaha
Fulcrum = Titik tumpu

Bisa lo lihat gambar di atas, kalau misalnya kita letakkan batu 5kg di sisi sebelah kiri dalam keadaan ada batu 5kg di sebelah kanan, yang terjadi akan tetap seimbang.

Tetapi jika diletakkan batunya 10kg dan satunya 5kg, menjadi tidak seimbang, akan ada yang jatuh dan ada yang naik.

Lalu kalau penyangganya dipindahkan, batu diletakkan 5 kg juga, supaya bisa seimbang, batu yang di sebelahnya harus berapa? Tentunya harus kurang dari 5 kg ya. Karena di situ lengannya lebih panjang daripada satu laginya, maka dari itu, untuk menyeimbangkan posisinya, perlu kurang dari 5kg.

Contoh lainnya, kalau ingin mengangkat batu yang beratnya 5kg maka kita butuh gaya ke atas yang besarnya sama dengan berat batu. 

Berat batu = W = m x g = 5 x 10 = 50 N

F = gaya kuasa (N)

Untuk mengangkat batu yang beratnya 5kg, minimal gaya kuasanya sebesar 50N untuk mengangkat batu tersebut ke atas.

Apa saja sih fungsi dari tuas?

1. Mengubah arah gaya (kita kalau membuat ke atas itu harusnya diangkat, tetapi ini bisa dengan membuat gaya ke arah bawah, dan itu lebih gampang) jadi yang tadinya butuh gaya ke atas, dia ke bawah jadinya.
2. Mengubah besar gaya, yang tadinya butuh 50N ke atas, tapi di sisi lainnya butuh kurang dari 50N.

Tuas ini dibagi menjadi 3 jenis:

1. Tuas jenis 1 dengan susunan titik tumpu diantara titik beban dan titik usaha.

Contohnya: gunting dan tang.

1. Tuas jenis 2 dengan susunan titik beban di antara titik tumpu dan titik usaha.

Contohnya: gerobak dorong, pembuka kaleng, dan pemecah kemiri.

1. Tuas jenis 3 dengan susunan titik usaha di antara titik tumpu dan titik beban.

Contohnya: sapu dan alat memancing.

Keuntungan mekanis adalah perbandingan antara beban dan upaya atau perbandingan lengan upaya dan lengan beban.

KM = Lk / Lb

KM = Keuntungan MekanisLk = Lengan kuasa

Lb = Lengan beban

Keuntungan mekanis bidang miring dirumuskan dengan:

Keterangan:

KM = Keuntungan mekanis bidang miring

s = panjang bidang miring (m)

h = tinggi bidang miring (m)

w = berat benda (N)

F = gaya yang diberikan (N)

Diketahui:

s = 15 m

h = 3 m

Ditanya:

KM = ....?

Jawab:

Jadi, besar keuntungan mekanis bidang miring tersebut adalah 5. 

Pesawat sederhana pada soal ini adalah tuas (pengungkit). Tuas digunakan sebagai alat bantu untuk mengangkat, memindahkan, atau mencongkel barang/benda. Tuas yang terlihat pada gambar merupakan tuas jenis pertama dimana titik tumpu terletak diantara titik kuasa dan titik beban.

Keutungan mekanis tuas (pengungkit) adalah perbandingan antara besar beban (w) dan besar gaya (F) yang dikeluarkan untuk mengimbangi beban atau perbandingan antara lengan kuasa (Lk) dan lengan beban (Lb). Secara matematis, keuntungan mekanis dirumuskan sebagai:

Diketahui: F = 40 N; Lb = 20 cm = 0,2 m dan w = 480 N

Ditanya: KM = ...?

Jawab:

Jadi, jawaban yang tepat adalah D.