Soal-Soal Usaha dan Pesawat Sederhana

1.  Jika Ahmad menarik sebuah gerobak dengan gaya 100  Newton sehingga  berpindah sejauh 60 meter, dalam waktu 1 menit, hitunglah :

        a. Usaha yang dilakukan Ahmad
        b. Daya 

        Pembahasan :

        Diketahui : F =100 N, s = 60 meter, t = 60 sekon

        Jawab : 

        a. Usaha = W = F x S = 100 x 60 = 6.000 Joule = 6 kJ

        b. Daya  =  P = W/t   = 6.000/60  = 600 J/s = 600 Watt 

     2. Untuk mengangkat beban 1.000 N digunakan tuas yang panjangnya 

         300 cm dengan lengan beban 50 cm. Maka gaya yang diperlukan adalah...

         Hitunglah keuntungan mekaniknya !

        Pembahasan :

        

           Perhatikan gambar di atas !

           Lengan beban Lb = 50 cm = 0,5 meter

           Lengan Kuasa Lk = 300 cm - 50 cm = 250 cm = 2,5 meter

           Berat beban = 1000 Newton

           Berapakah gaya yang diperlukan ?

           Jawab :

           Lb x  W  =  Lk  x  F

           0,5  x  1.000  = 2,5 x F

                          F     = 1.000/5  = 200 Newton

           Jadi gaya (Kuasa) yang diperlukan untuk mengangkat beban 

           adalah 200 Newton.

           Keuntungan mekanik tuas adalah :

            KM  =   W/F   = 1.000/200 = 5

     3.   Kita sering melihat penggunaan katrol ganda/majemuk.

           Perhatikanlah gambar berikut ini!

           

               

           Hitunglah berapakah gaya yang diperlukan untuk menarik beban dengan 

           menggunakan katrol ganda tersebut ?

           Pembahasan :

           Dengan melihat gaya yang menarik katrol terhubung dengan 4 bagian tali 

           yang bergerak, jadi gaya 100 Newton pada beban di topang oleh 4 bagian

           sehingga masing2 tali menopang 1/4 x berat beban = 25 Newton.

  4. Perhatikanlah gambar berikut ini :

      Jika panjang lengan beban LB 2 meter, panjang tuas AB 6 meter

      Berat batu 10 Newton, hitunglah gaya yang dikeluarkan anak tersebut !

      

                Pembahasan :

                LB x  W  =  LK  x  F

                2   x  10  =  4   x  F

                         F    =   20/4  =   5 Newton

  

    5.  Berapakah keuntungan mekanik tuas soal nomor 4 di atas ?

         Pembahasan :

         KM =  LK/LB  = 4/2 = 2

         atau

         KM  =  W/F  = 10/5 = 2

SOAL-SOAL LATIHAN MANDIRI

 

1.      Perhatikan pernyataan berikut ini.

1.      Edo mendorong meja dengan gaya sebesar 30 N sehingga meja berpindah sejauh 2 m.

2.      Seekor kuda menarik delman dengan gaya sebesar 4.000 N sehingga delman berpindah sejauh 15 m.

3.      Sebuah mobil menghantam sebuah pohon dengan gaya 2.000 N sehingga pohon tumbang di tempat.

Pernyataan di atas yang merupakan contoh usaha dalam IPA adalah ….

a.      1 dan 2

b.      2 dan 3

c.       1 dan 3

d.      1, 2 dan 3

 

2.      Sebuah kayu digantungkan seperti posisi gambar di atas, 1 meter di kiri, dan 4 meter di kanan. Pada keadaan seimbang, besar w adalah ....

a.             40 N

b.             60 N

c.             80 N

d.             100 N

 

3.      Panjang A-C 6 meter, LB 2 meter, jika berat batu 10 Newton maka gaya yang dikeluarkan anak tersebut sebesar..

a.    20 N

b.   15 N

c.    10 N

d.   5 N

 

 

4.      Gambar berikut ini yang tidak menggunakan prinsip pengungkit

 

     

  

 

5.      Ahmad melakukan gerakan menjinjit sepeti gambar di bawah ini. Titik beban Ahmad pada posisi tersebut ada pada nomor ...

 

a.    2

b.    1

c.    3

d.    1 dan 2

 

6.      Ali senang berolahraga dengan menggunakan barbel. Pada saat Ali sedang mengangkat barbel, maka prinsip kerja pesawat sederhana pada saat Ali mengangkat barbel tergolong….

a.    pengungkit jenis III

b.    pengungkit jenis II

c.    pengungkit jenis I

d.    bidang miring

 

7.      Ada beberapa alat di sekitar kita. Beberapa alat  di bawah ini yang termasuk ke dalam golongan bidang miring adalah ....

 

a.             2

b.             1

c.              3

d.             4

 

8.      Yuni akan berangkat dengan pesawat terbang, membawa koper pakaian yang ditarik seperti gambar di bawah ini. Prinsip kerja yang dilakukan Yuni  yang sedang menarik koper sama dengan prinsip kerja ....

 

a.        pengungkit jenis kedua

b.        pengungkit jenis pertama

c.         pengungkit jenis ketiga

d.        roda berporos

 

9.      Jika kita naik tangga di rumah bertingkat seperti gmbar di bawah ini, tangga dengan ketinggian 4 meter dan panjang lintasan tangga 8 meter. Berapakah keuntungan mekanis tangga rumah tersebut?

​

a.       ½

b.      2

c.       12

d.      32

 

10.  Sebuah mobil bergerak dari posisi A ke B. Jika gaya yang dihasilkan mobil sebesar 4.000 N, berapakah usaha yang dilakukan mobil untuk berpindah dari A menuju B?

a.    20.000 joule

b.    800 joule

c.    200 joule

d.    45.000 joule

 

 

11.  Orang sering menggunakan katrol untuk mengangkat beban. Dengan katrol majemuk ganda (gambar kiri), Budi bisa menarik beban seberat 200 N, berapakah beban yang bisa diangkat Budi jika menggunakan katrol majemuk sebanyak 4 buah (gambar kanan) ?

a.        400 N

b.        300 N

c.         200 N

d.        100 N