materi "PESAWAT SEDERHANA" Kelas 8 SMP

 

Pesawat Sederhana

manfaat dari pesawat sederhana adalah untuk mempermudah pekerjaan manusia.

Jenis-Jenis Pesawat Sederhana

a.      Katrol

Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi lebih kecil daripada gaya beban. Katrol jenis ini biasanya ditemukan di pelabuhan yang digunakan untuk mengangkat peti kemas. Keuntungan mekanis dari katrol bebas lebih besar dari 1. Pada kenyataannya nilai keuntungan mekanis dari katrol bebas tunggal adalah 2. Hal ini berarti bahwa gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban 2 N.

Agar gaya kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil, maka diperlukan katrol majemuk. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanis dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban.

Keuntungan mekanis (KM) adalah bilangan yang menunjukkan berapa kali pesawat sederhana menggandakan gaya. Caranya dengan menghitung besar perbandingan gaya beban dengan gaya kuasa yang diberikan pada benda.

KM = 

Tidak semua pesawat sederhana dapat menggandakan gaya. Contohnya adalah katrol tetap tunggal. Katrol ini hanya berfungsi untuk mengubah arah gaya. Oleh karena itu, pada katrol tetap tunggal hanya memiliki keuntungan mekanis sebesar 1. Hal ini disebabkan besarnya gaya kuasa sama dengan gaya beban.

b.      Roda Berporos

Roda gigi (gear) dan ban pada sepeda adalah salah satu contoh pesawat sederhana yang tergolong roda berporos. Roda gigi berfungsi sebagai pusat pengatur gerak roda sepeda yang terhubung langsung dengan roda sepeda, sedangkan roda sepeda menerapkan prinsip roda berporos untuk mempercepat gaya saat melakukan perjalanan.

c.       Bidang Miring

Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memperkecil gaya kuasa. Contoh penerapan bidang miring adalah tangga, sekrup, dan pisau.

sehingga,

F_B = gaya beban

F_K = gaya kuasa

l = panjang bidang miring

h = tinggi bidang miring

 

 

d.      Pengungkit

Pengungkit merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Contoh alatalat yang merupakan pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkatjungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset.

 

Jenis pengungkit

1.      Jenis Pertama

Contoh: Gunting

2.      Jenis kedua

Contoh: Pembuka tutup botol

 

3.      Jenis ketiga

Contoh: Pinset

 

 

Contoh soal 1

perhatikan gambar berikut.

Diketahui

panjang bidang miring = 15 m

Tinggi = 3 m

 

ditanya KM = …. ?

Jawab

 

 

Contoh soal 2

perhatikan gambar berikut.

Tentukan besarnya Gaya kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban 60 N!

Diketahui

l_K = 6 meter

l_B = 4 meter

F_B = 60 N

 

Ditanya F_K = ….?

 

Latihan soal

Perhatikan gamber berikut:

 

1. Alat yang termasuk ke dalam golongan bidang miring adalah ....
2. Alat yang termasuk ke dalam golongan roda berporos adalah ....
3. Prinsip kerja tangan anak yang sedang menarik koper yang ada rodanya sama dengan prinsip kerja ....
4. Berikut merupakan skematis tangga yang ada di rumah Dayu. Panjang tangga tersebut adalah 8 meter, sedangkan ketinggiannya adalah 4 meter. Keuntungan mekanis dari penggunaan tangga tersebut adalah ...

 

materi "ENERGI" Kelas 8 SMP

 

Energi

Energi adalah kemampuan untuk melakukan pekerjaan. Semua kegiatan dalam kehidupan sehari-hari melibatkan perubahan bentuk energi.

Energi Mekanik

Energi mekanik adalah energi yang terkait dengan gerakan dan posisi suatu benda. Terdiri dari dua jenis:

1.      Energi Kinetik: Energi yang terkait dengan gerakan benda. Rumusnya:

Ek = ½ mv²

di mana m adalah massa dan v adalah kecepatan benda.

2.      Energi Potensial: Energi yang terkait dengan posisi suatu benda dalam medan gravitasi atau medan gaya lainnya. Contoh: Energi potensial gravitasi dan elastis.

Rumus energi potensial yang terkait dengan letak benda

Ep = m g h

dimana m adalah massa (kg), g adalah gravitasi bumi (m/s²) dan h adalah ketinggian benda (m)

contoh soal:

nomor 1

Budi mengendarai sepeda dengan massa total 75 kg. kemudian sepedanya bergeraka dengan kecepatan 10 m/s. Tentukan energi kinetic yang dihasilkan oleh budi dan sepedanya!

diketahui,

m = 75 kg

v = 10 m/s

ditaanya Ek = …. ?

Jawab

Ek        = ½ mv²

= ½ x 75 x 10²

= ½ x 75 x 100

            = 3750 Joule

Jadi besar energi kinetic nya adalah 3.750 Joule

nomor 2

Pohon kelapa di kebun Budi sudah berbuah, hari ini Budi akan mengambil 1 buah kelapa yang memiliki ketinggian 5 meter. buah kelapa yang akan diambil memiliki massa 3 kg. tentukan energi potensial yang dimiliki oleh buah kelapa tersebut jika percepatan gravitasi di tempat tersebut sebesar 10 m/s²!

Diketahui

h = 5 meter

m = 3 kg

g = 10 m/s²

Ditanya Ep = ….?

Jawab

Ep        = m g h

            = 3 x 10 x 5

            = 150 Jouke

Jadi besar energi potensial yang dimiliki sebesar 150 Joule

 

Kerjakan soal berikut ini

1.      Rudi bermain mobil balap mainan. mobil ini memiliki massa 1 kg kemudian mobil bergerak dengan kecepatan 5 m/s. tentukan energi kinetic yang dihasilkan oleh mobil mainan tersebut.

2.      Mobil yang sedang bergerak memiliki energi kinetic sebesar 200.000 Joule dan memiliki massa 1 ton (1.000 kg). tentukan kecepatan mobil tersebut!

3.      Joni bersepeda di pagi hari. joni memiliki energi kinetik sebesar 5.000 Joule dan bergerak dengan kecepatan 10 m/s. berapakah massa total joni dan sepedanya?

4.      Sebuaha ranting pohon yang sudah kering berada pada ketinggian 5 meter dan memiliki massa 2 kg. berapakah besar enegi potensial ranting tersebut jika percepatan gravitasinya 10 m/s²?

5.      Tini sedang berlatih loncat indah di sebuah kolam renang. Energi potensial yang dimiliki Tini sebesar 2.500 Joule dan ketinggian papan loncatnya 5 meter. jika percepatan gravitasi 10 m/s². tentukan massa Tini!

6.      Sebuah kardus terjatuh dari lantai 2 yang memiliki ketinggian 6 meter. kardus ini sebelum jatuh memiliki energi potensial sebesar 180 Joule. berapakah massa yang dimiliki kardus tersebut jika percepatan gravitasinya 10 m/s² !

7.      Budi mengikuti kegiatan lari marathon. budi berlari dengan kecepatan 5 m/s dan memiliki massa 60 kg. hitunglah energi kinetic yang dihasilkan budi !

materi "USAHA" kelas 8 SMP

 

USAHA

Peristiwa 1

1.      Apakah kamu pernah melihat orang yang mengangkut pasir dengan menggunakan gerobak yang memiliki roda?

2.      Mengapa orang tersebut mampu mendorong gerobak beserta muatannya meski nampak muatannya begitu banyak?

3.      Apa yang diberikan/dilakukan orang tersebut terhadap gerobak beroda?

4.      Dapatkah kamu menjelaskan fenomena tersebut?

 

Peristiwa 2

1.      Apakah kamu pernah mengalami suatu peristiwa dimana kamu tidak mampu mendorong/mengangkat suatu benda? ceritakan mengapa kamu tidak mampu mendorong benda tersebut?

2.      Apakah kamu pernah mengalami suatu peristiwa dimana kamu mampu mendorong/ mengangkat suatu benda? ceritakan bagaimana kamu mampu mendorong benda tersebut?

3.      perhatikan peristiwa berikut ini

a.       seorang anak mendorong motor hingga motor bergerak/berpindah

b.      seorang anak mendorong tembok, namun tembok tidak roboh.

dari dua peristiwa yang kamu amati, manakah yang dikatakan melakukan usaha? jelaskan menurut rumus

W = F x s

 

latihan soal

Budi sedang membantu ayahnya memindahkan pasir dengan menggunakan gerobak. gerobak pasir beserta pasirnya memiliki massa 50 kg (dengan percepatan gravitasi 10 m/s²). budi memindahkan pasir sejauh 20 meter (gaya gesek diabaikan). berapa usaha yang dilakukan oleh budi?

Diketahui

m = 50 kg

g = 10 m/s²

s = 20 meter

 

ditanya W = … ?

 

Jawab

F = m x g

   = 50 x 10

   = 500 N

 

W = F x s

    = 500 x 20

   = 10.000 Joule

 

jadi usaha yang dilakukan budi sebesar 10.000 Joule

 

Kerjakan soal berikut ini

1.      Andi bersama teman-temannya merapikan kelas yang berantakan. Andi memindahkan meja yang memiliki massa 20 kg sejauh 5 meter. Berapa besar usaha yang dilakukan Andi? (percepatan gravitasi 10 m/s² dan gaya gesek diabaikan)

 

2.      Toni membantu mendorong gerobak milik tetangganya. Toni mengeluarkan gaya sebesar 100 N dan gerobak berpindah sejauh 50 meter. Berapa besar usaha yang dilakukan oleh Toni?

 

3.      Di kelas terdapat Almari besar yang memiliki massa 100 kg yang susah untuk dipindahkan. Dodi dan teman-temannya berupaya memindahkan almari tersebut, namun almari tidak bergerak sama sekali (perpindahan = 0). Berapa usaha yang dilakukan oleh Dodi dan kaawan-kawannya?  (percepatan gravitasi 10 m/s² dan gaya gesek diabaikan)