HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada Seri Fisika Dasar kali ini, kita akan bahas Contoh Soal Pesawat Sederhana dan Pembahasannya. Contoh soal pesawat sederhana dalam tulisan ini berisi soal dan pembahasan untuk materi tuas, roda, bidang miring dan katrol.
Baca Juga: Latihan Soal UP UKMPPG IPA
Contoh Soal Pesawat Sederhana dan Pembahasannya
Bapak/Ibu Guru yang sedang mempersiapkan diri dalam Uji Pengetahuan (UP) PPG, contoh soal-soal berikut ini mudah-mudahan dapat membantu. Nah, berikut ini 7 Contoh Soal Pesawat Sederhana dan pembahasannya.
1. Nomor 1. Contoh Soal Pesawat Sederhana
Seseorang ingin mengangkat sebuah beban W seberat 5 kg, seperti tampak pada Gambar.
Jika di ketahui bahwa jarak antara otot bisep dan engsel = 4 cm, dan jarak antara W dengan engsel, = 40 cm, maka keuntungan mekanik yang di peroleh sebesar…
A. 0,01
B. 0,10
C. 2
D. 4
E. 10
Pembahasan
Untuk menyelesaikan Contoh Soal Pesawat Sederhana ini, Anda harus mengingat persamaan keuntungan mekanis.
dengan,
KM = Keuntungan mekanis
Fb = Gaya beban (N)
Fk = Gaya Kuasa (N)
Lk = Lengan Kuasa (m)
Lb = Lengan Beban (m)
Dari soal di ketahui,
- Jarak otot bisep dan engsel = 4 cm, sehingga Lk = 4 cm
- Jarak antara W dengan engsel, = 40 cm, sehingga Lb = 40 cm
Dengan demikian maka keuntungan mekanisnya adalah
KM = Lk/Lb = 4cm/40 cm = 0,1 kali
Jadi jawaban yang benar adalah B. 0,1.
Baca Juga: Contoh Soal Rangkaian Campuran
2. Soal Nomor 2.
Disajikan gambar gerobag
Gaya F yang diperlukan adalah….
A. 50 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 100 N
E. 120N
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan Contoh Soal Pesawat Sederhana ini, Anda harus memahami konsep torsi dan sistem kesetimbangan.
Dari soal di ketahui,
- massa beban 200 N, sehingga Wb = 200 N
- jarak dari beban ke tumpuan 30 cm, sehingga Lb = 30 cm
- jarak dari tempat gaya F ke tumpuan 60 cm, sehingga Lk = 60 cm
Di tanyakan F = ….?
Berdasarkan persamaan sistem kesetimbangan benda tegar, berlaku:
Jadi jawaban yang benar adalah D. 100 N.
Baca Juga: Contoh Soal Lup
3. Nomor 3. Contoh Soal Pesawat Sederhana
Gambar berikut menunjukkan tangan orang yang sedang memegang bola bermassa 4,2 kg dengan posisi lengan atas tegak ke atas dan lengan bawah mendatar. Di ketahui massa lengan atas 2 kg dengan pusat massa terletak 12 cm dari sumbu sendi siku, jarak bola ke sumbu sendi siku 30 cm, dan percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2.
Untuk menahan posisi lengan bawah mendatar otot trisep mengerjakan gaya tarik F pada ujung tulang lengan yang berjarak 3 cm dari sumbu. Besarnya gaya F adalah….
A. 500 N
B. 490 N
C. 420 N
D. 50 N
E. 49 N
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan Contoh Soal Pesawat Sederhana ini, Anda harus memahami konsep torsi dan sistem kesetimbangan.
Dari soal di ketahui,
- bola bermassa 4,2 kg, sehingga W = mg = 41,16 N
- massa lengan atas 2 kg, sehingga F1 = mg = 19,6 N
- pusat massa terletak 12 cm dari sumbu sendi siku, sehingga L1 = 12 cm
- jarak bola ke sumbu sendi siku 30 cm, sehingga Lb = 30 cm
- gaya tarik F bekerja pada ujung tulang lengan yang berjarak 3 cm dari sumbu, sehingga Lk = 3 cm
Di tanyakan F = ….?
Berdasarkan persamaan sistem kesetimbangan benda tegar, berlaku:
Jadi jawaban yang benar adalah B. 490 N.
Baca Juga: Contoh Soal Usaha
4. Soal Nomor 4.
Zaidan yang bermassa 80 kg, dengan titik berat ditunjukkan oleh titik tangkap w, melakukan push-up seperti gambar.
Jika jarak titik tangkap w sampai titik tumpu 100 cm, sedangkan jarak titik tangkap gaya otot lengan sampai dengan titik tangkap w adalah 60 cm, maka gaya yang dikerahkan otot lengan terhadap lantai agar bertahan diam pada posisi seperti gambar adalah….
A. 50 N
B. 128 N
C. 480 N
D. 500 N
E. 1280 N
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan Contoh Soal Pesawat Sederhana ini, Anda harus memahami konsep torsi dan sistem kesetimbangan.
Dari soal di ketahui,
- massa zaidan 80 kg, sehingga W = mg = 800 N
- jarak titik tangkap w sampai titik tumpu 100 cm, sehingga Lb = 100 cm
- jarak titik tangkap gaya otot lengan sampai dengan titik tangkap w adalah 60 cm, sehingga Lk = 160 cm
Di tanyakan F = ….?
Berdasarkan persamaan sistem kesetimbangan benda tegar, berlaku:
Nah, jawaban yang benar adalah D. 500 N.
5. Nomor 5. Contoh Soal Pesawat Sederhana
Ade, memiliki lengan bawah yang beratnya 100 N, mengangkat beban 100 N seperti gambar.
Gaya otot F0 yang harus dikerahkan Ade agar posisi seperti gambar adalah …. (gaya di anggap tegak lurus tulang).
A. 200 N
B. 600 N
C. 700 N
D. 1200 N
E. 1400 N
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan Contoh Soal Pesawat Sederhana ini, Anda harus memahami konsep torsi dan sistem kesetimbangan.
Dari soal di ketahui,
- beban 100 N, sehingga Wb = 100 N
- lengan beban dari siku sejauh 5 cm + 20 cm + 20 cm, sehingga Lb = 45 cm
- lengan bawah yang beratnya 100 N, sehingga WL = 100 N
- panjang lengan bawah sejauh 5 cm + 20 cm, sehingga Llb = 25 cm
- gaya tarik Fo bekerja pada ujung tulang lengan yang berjarak 3 cm dari sumbu, sehingga Lk = 5 cm
Di tanyakan F0 = ….?
Berdasarkan persamaan sistem kesetimbangan benda tegar, berlaku:
Jadi jawaban yang benar adalah E. 1400 N.
6. Soal Nomor 6.
Amara hendak memindahkan batu dengan bantuan sebatang tongkat kayu 120 cm yang beratnya diabaikan sebagai pengungkit seperti gambar berikut ini.
Jika beban yang akan diangkat adalah 20 kg dan jarak l = 100 cm maka besar gaya untuk mengangkat tersebut adalah….
A. 240 N
B. 160 N
C. 100 N
D. 80 N
E. 40 N
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan Contoh Soal Pesawat Sederhana ini, Anda harus memahami konsep torsi dan sistem kesetimbangan.
Dari soal di ketahui,
- massa beban 20 N, sehingga Wb = 200 N
- jarak dari beban ke tumpuan 120 cm – 100 cm, sehingga Lb = 20 cm
- jarak dari tempat gaya F ke tumpuan 100 cm, sehingga Lk = 60 cm
Di tanyakan F = ….?
Berdasarkan persamaan sistem kesetimbangan benda tegar, berlaku:
Jadi jawaban yang benar adalah E. 40 N.
Baca Juga: Contoh Soal Hukum Kekekalan Momentum
7. Nomor 7. Contoh Soal Pesawat Sederhana
Gambar di bawah ini menunjukkan tangan orang yang sedang menahan beban bermassa 3 kg dengan posisi lengan atas ke bawah dan lengan bawah mendatar. Diketahui massa lengan atas 2 kg dengan pusat massa terletak 12 cm dari sumbu sendi siku, jarak beban ke sumbu sendi siku 30 cm, dan percepatan gravitasi bumi 9,8 m/s2.
Untuk menahan beban dengan posisi lengan bawah mendatar, otot bisep mengerjakan gaya tarik F pada tulang lengan bawah yang berjarak 5 cm dari sumbu. Besarnya gaya F ….
A. 490 N
B. 420 N
C. 223 N
D. 180 N
E. 117 N
Pembahasan:
Untuk menyelesaikan Contoh Soal Pesawat Sederhana ini, Anda harus memahami konsep torsi dan sistem kesetimbangan.
Dari soal di ketahui,
Di tanyakan F = ….?
Berdasarkan persamaan sistem kesetimbangan benda tegar, berlaku:
Jadi jawaban yang benar adalah C. 223 N.
Jika ada yang perlu penjelasan tambahan, anda dapat menuliskannya pada kolom komentar di bawah ini.
Demikian, semoga ada manfaat.
Eksplorasi konten lain dari Herman Anis
Berlangganan untuk dapatkan pos terbaru lewat email.
