Oleh: Tumbur Simangunsong, Guru SMPN 1 Silau Laut, Asahan Sumatera Utara
KOMPAS.com - Seperti kita ketahui bahwa pesawat sederhana adalah alat sederhana yang digunakan untuk mempermudah melakukan usaha atau pekerjaan. Alat ini bekerja berdasarkan prinsip pemindahan arah gaya dan besarnya gaya.
Jenis-jenis pesawat sederhana yang umum digunakan ada empat jenis, yaitu katrol, bidang miring, roda berporos (gear) dan pengungkit atau tuas. Kali ini kita akan membahas tentang pengungkit atau tuas.
Pengungkit atau tuas adalah alat sederhana yang prinsip kerjanya mengubah arah dan besar gaya dengan menggunakan kuasa. Perhatikan gambar berikut:
Tuas dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan letak atau posisi beban atau titik tumpu, yaitu :
- Tuas jenis 1 yaitu apabila titik tumpu terletak diantara beban dan titik kuasa
- Tuas jenis 2 yaitu apabila beban terletak diantara titik tumpu dan titik kuasa
- Tuas jenis 3 yaitu apabila titik kuasa berada diantara beban dan titik tumpu
Baca juga: Tuas: Pengertian, Jenis, dan Prinsip Kerja
Persamaan yang berlaku pada tuas
W x Lb = F x Lk
Di mana W = m x g
Keterangan:
W = Berat (Newton)
F = Gaya/ Kuasa (Newton)
Lb= Lengan Beban (meter)
Lk= Lengan Kuasa (meter)
m = Massa (Kilogram)
g = Gaya gravitasi
Misalnya, seorang pekerja bangunan mengungkit batu seberat 36 kilogram menggunakan kayu pengungkit sepanjang 2 meter dan dia meletakkan titik tumpu seperti pada gambar berikut:
Besar kuasa yang diperlukan untuk dapat mengungkit batu tersebut adalah?
Untuk menyelesaikan soal seperti di atas dapat kita lakukan dengan cara sebagai berikut :
Diketahui :
m = 36 Kg
g = 10 m/s²
Lk = 1,8 m
Lb = 0,2 m
Ditanyakan: F = ….?
Penyelesaian:
W x Lb = F x Lk
Di mana W = m x g
= 36 Kg x 10 m/s²
W = 360 Newton
maka:
W x Lb = F x Lk
360 x 0,2 = F x 1,8
72 = F x 1,8
F = 72/1,8……………….sama-sama dikali 10
F = 720/18
F = 40 Newton
Jadi, besar kuasa yang dilakukan oleh pekerja tersebut adalah 40 Newton.
Dari sini dapat kita simpulkan bahwa dengan menggunakan pengungkit/tuas kita mendapat keuntungan mekanis sebesar 360/40 = 9 kali lebih ringan.
Baca juga: Katrol: Pengertian, Jenis, dan Prinsip Kerja
Bagaimana jika titik tumpu digeser 4 kali jarak beban ke titik tumpu semula? Berapa besar kuasa dan keuntungan mekanisnya?
Dari sini dapat kita tentukan bahwa::
Lb = 4 Lb awal + Lb awal
= (4 x 0,2) + 0,2
= 1 m
Lk = 1 m
Maka besar kuasa adalah
360 x 1 = F x 1
360 = F x 1
F = 360/1
F = 360 Newton
Keuntungan mekanisnya adalah 1, dengan demikian posisi titik tumpu sangat menentukan besar kecilnya keuntungan mekanis. Dari contoh soal di atas dapat disimpulkan semakin dekat titik tumpu ke titik kuasa, maka keuntungan mekanis semakin kecil, dan sebaliknya.
Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.