Contoh Soal Bidang Miring dalam Kehidupan Sehari-hari

Contoh Soal Bidang Miring dalam Kehidupan Sehari-hari - Bidang miring adalah suatu bidang datar yang dimiringkan. Bidang miring termasuk pesawat sederhana, yaitu alat sederhana yang memudahkan pekerjaan manusia. Bidang miring digunakan untuk memindahkan benda yang cukup berat ke tempat yang lebih tinggi. Perhatikan ilustrasi berikut ini.

Seorang kuli memindahkan tong minyak bermassa m dari bawah ke atas truk dengan bidang miring. Jika diangkat langsung, gaya yang dibutuhkan sebesar $W=mg$, dengan gaya ke atas, sebesar gaya berat benda. Jika didorong menggunakan bidang miring yang panjangnya s dan dari ketinggian h, maka gaya yang dibutuhkan dirumuskan sebagai berikut.

$\frac{F}{W}=\frac{h}{s}$

$F=\frac{Wh}{s}$

$F=\frac{mgh}{s}$

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan benda dengan bidang miring, dirumuskan dengan persamaan berikut.

$F=\frac{mgh}{s}$

Keterangan:
m= massa benda (kg);
g =percepatan gravitasi (10 m/s2);
h = ketinggian (m); dan
s = panjang bidang miring (m).

B. Keuntungan Mekanis Bidang Miring

Jika menggunakan bidang miring, besarnya keuntungan mekanis yang didapatkan adalah sama dengan berat beban dibagi dengan besarnya gaya yang dibutuhkan untuk mengangkatnya. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

$KM=\frac{W}{F}$

$KM=\frac{mg}{\frac{mgh}{s}}=\frac{s}{h}$

Jadi, keuntungan mekanis pada bidang miring sama dengan perbandingan panjang dengan tinggi bidang miring tersebut.

C. Contoh Pemanfaatan Bidang Miring

1. Sekrup

Alur ulir pada sekrup adalah bidang miring yang dibentuk melingkar. Adanya bidang miring pada sekrup inilah yang membuat sekrup dapat bergerak maju mundur ketika diputar atau diulir.

2. Kapak

Pada kapak, dua buah bidang miring disatukan pada salah satu sisi kapak, sehingga sisi kapak tersebut menjadi tajam. Bidang miring pada kapak memberikan gaya samping sehingga membuat kayu lebih mudah terbelah. Bayangkan jika tidak ada bidang miringnya, kapak hanya akan menumbuk kayu, bukan membelahnya.

3. Tangga

Tangga dibuat miring agar orang bisa lebih mudah naik ke tempat yang lebih tinggi. Bayangkan jika tangga dibuat tegak lurus ke atas, pasti berat sekali untuk naik ke atas. Beberapa tangga yang sangat panjang biasanya dibuat bentuk melingkar seperti halnya pada sekrup. Begitu pula dengan jalan-jalan di pegunungan yang dibuat berliku-liku, untuk memudahkan perjalanan ke tempat yang lebih tinggi.

Contoh Soal

Sam akan memindahkan drum minyak seberat 600 N ke atas truk yang tingginya 2 meter dari atas tanah. Jika bidang miring yang digunakan panjangnya 3 meter, berapa gaya yang dibutuhkan Sam? 
Penyelesaian
Diketahui:
W = 600 N
h = 2 m
s = 3 m.
Ditanyakan: F ?
Jawab:

$F=\frac{Wh}{s}$

$F=\frac{600\times 2}{3}$

$F=400$ N

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan tong minyak adalah 400 N.

S1

Pilihan Tunggal

Besar gaya yang dibutuhkan untuk menaikkan batu seberat 500 N ke badan truk yang tingginya 1,5 m dengan bidang miring yang panjangnya 3 m adalah ....

S2

Pilihan Tunggal

Ardi akan memindahkan benda yang bermassa 50 kg ke tempat yang tingginya 3 m. Dia menggunakan bidang miring yang panjangnya 5 m. Besar gaya minimal yang harus diberikan Ardi adalah ....

S3

Pilihan Tunggal

Sebuah kapal berjarak 5 m dari dermaga. Ketinggian dek kapal tersebut 2 m dari dasar dermaga. Kapal tersebut akan mengangkat beban seberat 800 N. Agar gaya yang dibutuhkan menjadi $\frac{1}{2}$ kali berat beban, panjang minimal bidang miring yang dibutuhkan adalah ....

S4

Pilihan Tunggal

Sebuah kapal akan mengangkat beban seberat 700 N ke atas dek kapal yang tingginya 2 m dari dasar dermaga. Jarak minimal antara kapan dan dermaga agar gaya yang dibutuhkan $\frac{1}{2}$ kali berat beban adalah ....

S5

Pilihan Tunggal

Benda bermassa 100 kg akan dimasukkan ke dalam gerobak menggunakan bidang miring yang panjangnya 2,5 m. Jarak antara badan gerobak dengan pangkal bidang miring adalah 1,5 m. Besar gaya minimum yang dibutuhkan adalah ....

S6

Pilihan Tunggal

Suatu bidang miring panjangnya 3 m digunakan untuk memindahkan benda yang massanya 90 kg. Jika ketinggian tempat 2 m dari atas tanah, maka besar gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan benda tersebut adalah ... kali berat benda.

S7

Pilihan Tunggal

Pernyataan yang tepat tentang keuntungan mekanis bidang miring adalah ....

S8

Pilihan Tunggal

Bidang miring yang panjangnya 6 m dipasang dengan ketinggian 3 m. Keuntungan mekanisnya adalah ....

S9

Pilihan Tunggal

Agar gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat sebuah beban menjadi $\frac{1}{2}$ kali berat beban, perbandingan panjang dan tinggi bidang miring yang harus digunakan adalah ...

S10

Pilihan Tunggal

Alat-alat berikut ini memanfaatkan konsep bidang miring dalam kehidupan sehari-hari, kecuali ....

Tentang: Contoh Soal Ipa

Share:

Artikel Terkait