Bidang Miring : Pengertian, Rumus, Keuntungan Mekanik Dan Contoh Soalnya – Apakah yang di maksud dengan bidang miring dan cara menghitung fisikanya?, Pada kesempatan ini Seputarpengetahuan.co.id akan membahasnya dan tentunya tentang hal lain yang juga melingkupinya.Mari kita simak bersama pembahasannya pada artikel di bawah ini untuk lebih dapat memahaminya
Bidang Miring : Pengertian, Rumus, Keuntungan Mekanik Dan Contoh Soalnya
Bidang miring merupakan salah satu alat pesawat sederhana yang terdiri atas permukaan miring. Bidang miring adalah merupakan suatu permukaan datar yang mempunyai suatu sudut, yang bukan sudut tegak lurus, terhadap permukaan horizontal.
Bidang miring termasuk dalam salah satu macam pesawat sederhana. Pesawat sederhana adalah merupakan sebuah alat mekanik yang bisa mengubah arah atau besaran dari suatu .Usaha yang terdapat pada bidang miring menjadi lebih mudah karena permukaannya yang miring. Gaya gesek pada bidang miring juga akan menjadi lebih minim dibandingkan biasanya.
Untuk memindahkan sebuah benda yang sangat berat menggunakan bidang miring, tentu kita harus mengetahui seberapa besar usaha yang kita butuhkan.
Rumus Bidang Miring
Rumus bidang miring dibentuk dari perpaduan antara gaya kuasa, berat benda, tinggi, dan panjang bidang miring. Perhatikan skema berikut:
Secara matematis, rumus bidang miring yaitu :
Keterangan :
- Fk : Gaya kuasa ( N )
- s : Panjang bidang miring ( m )
- W : Berat benda ( N )
- h : Tinggi bidang miring ( m )
Keuntungan Mekanik pada Bidang Miring
Bidang miring biasa digunakan untuk memindahkan barang dari lantai ke truk (seperti peti). Supaya peti dapat bergerak ke atas harus didorong atau ditarik dengan gaya sebesar F. Berapa besar gaya F, jika panjang bidang miring s dan tinggi truk dari lantai adalah h?
Contoh bidang miring adalah ulir, tangga, pahat, gergaji, baji, pisau.Prinsip kerja bidang miring dapat dijelaskan sebagai berikut : sebuah peti berisi peralatan massanya 200 kg atau beratnya kurang lebih 2000 N. Gaya berat peti arahnya ke bawah. Bila kemampuan satu orang hanya dapat mengangkat beban 500 N vertikal ke atas, maka untuk mengangkat peti ke atas truk diperlukan tenaga 4 orang. Seluruh berat peti itu tertimpah kepada keempat orang itu. Tiap orang harus memberi gaya masing-masing 500 N vertikal ke atas.
Kerja untuk mengangkat peti itu ke atas truk dapat di permudah cukup dengan tenaga satu orang, bila menggunakan pesawat sederhana bidang miring. Berat peti tidak tertimpah seluruhnya lagi kepada orang yang mengangkat peti itu, tetapi sebagian tertimpah kepada bidang miring.
Papan yang panjangnya AB = l meter, ujung A diletakkan pada truk dan ujung B di atas tanah. Berat peti W = 2000 N arahnya vertikal ke bawah. Gaya yang diberikan seseorang untuk mendorong peti adalah sebesar F, arahnya sejajar bidang miring ke atas. Gaya F itu diperlukan untuk melawan sebagian berat peti sebesar H yang arahnya ke bawah sejajar bidang miring. Sebagian lagi dari berat peti W, menimpa bidang miring tegak lurus sebesar T arahnya ke bawah.
Kalau diperlukan gaya F ke atas sejajar bidang miring untuk mendorong peti itu, maka harus ada gaya ke bawah berlawanan dengan gaya F. Gaya yang melawan gaya F berasal dari sebagian berat peti W, yang besarnya H. Bagian lain dari berat peti yaitu gaya T, menekan papan tegak lurus ke bawah, sehingga papan dapat melengkung.
Bidang miring, termasuk pesawat sederhana yang dibuat untuk memperoleh gaya yang lebih besar atau melipatgandakan kemampuan kita. Peti yang beratnya 2000 N yang tidak dapat diangkat oleh tenaga satu orang bila diangkat vertikal ke atas, tetapi dapat di dorong oleh satu orang dengan bantuan bidang miring.
Sepanjang bidang miring orang yang mendorong peti itu sampai ke ujung A dari ujung B, melakukan usaha sebesar usaha = F x l. Kalau peti diangkat vertikal ke atas dari C ke ujung A, maka usaha yang dilakukan sebesar usaha W x h.
Persamaan ini, dapat juga diperoleh dari kesebangunan segitiga. Segitiga siku-siku yang mengandung panjang sisi berat w x H, sebangun dengan segitiga siku-siku ABC. Maka perbandingan sisi-sisi :
H/w = h/l = H x l = hw.
Besarnya gaya H=gaya dari orang yang mendorong peti itu,maka Fx l= w x h.
Keuntungan mekanik adalah suatu bilangan yang menyatakan pelipatgandaan hasil dari suatu pesawat sederhana terhadap gaya atau jarak perpindahan. Untuk bidang miring keuntungan mekanik adalah = l/h.
Efisiensi bidang miring adalah : Efisiensi = wxh/Hxl x 100 %
Bila papan licin, usaha input yang dilakukan Fxl sama dengan Hxl dan sama dengan usaha out-put yang dilakukan bidang miring w x h. Papan bidang miring tidak selamanya licin sempurna. Pada kenyataannya bila peti bergerak sepanjang papan bidang miring, peti mengalami gaya gesekan dari papan, yang arahnya berlawanan dengan arah gerak peti.
Gaya gesekan bekerja pada bidang singgung permukaan papan dengan alas peti. Sebab itu gaya yang diberikan untuk mendorong peti ke atas sebesar F harus melawan gaya H dan gaya gesekan G. Maka gaya yang diberikan F= H + G.
Makin besar sudut kemiringan atau makin tegak papan bidang miring, makin besar gaya H yang harus di lawan, dan makin sulit pula mendorong peti ke atas. Sebaliknya makin kecil sudut kemiringan atau makin pendek tinggi h dari ujung atas papan bidang miring, makin kecil gaya H yang harus dilawan dan makin mudah pula mendorong peti ke atas.
Tujuan Bidang Miring
Adapun tujuan bidang miring diantaranya yaitu:
- Memperkecil usaha
- Meringankan pekerjaan
- Mempercepat pekerjaan
Contoh Bidang Miring Dalam Kehidupan
Bidang miring sebenarnya bisa dilihat di sekitar dalam kehidupan sehari – hari. Berbagai upaya dalam memindahkan barang biasa dari atas ke bawah ataupun sebaliknya dan di lakukan pada permukaan miring supaya menjadi lebih mudah.
Dengan melalui bantuan bidang miring maka gaya yang dikeluarkan untuk mendorong benda menjadi lebih kecil daripada untuk di angkat, meskipun lintasan yang di tempuh menjadi lebih panjang. Prinsip bidang miring tersebut juga di gunakan pada berbagai alat dan juga perkakas seperti paku, kapak atau pisau . Berikut ini adalah daftar contoh bidang miring dalam kehidupan sehari – hari.
- Tangga di sebuah rumah atau pada bangunan dibuat bertingkat – tingkat atau berkelok – kelok. Hal tersebut dilakukan dengan tujuan untuk memperkecil gaya dan juga usaha.
- Jalan yang ada di daerah pegunungan selalu berkelok – kelok. Hal tersebut bertujuan supaya jalan menjadi lebih mudah untuk dilewati oleh kendaraan.
- Digunakan untuk menaikkan drum ke atas truk dengan menggunakan papan kayu yang di miringkan. Hal itu juga menggunakan prinsip bidang miring.
- Pisau termasuk alat yang menggunakan prinsip bidang miring.
- Ulir sekrup mempunyai bentuk yang menyerupai tangga melingkar yang menjadi penerapan bidang miring. Hal tersebut dilakukan dengan tujuan untuk memudahkan sekrup menancap.
- Paku termasuk alat dengan prinsip bidang miring.
- Kapak termasuk juga alat yang menerapkan bidang miring .
- Alat pahat menjadi salah satu contoh bidang miring yang lain.
- Dongkrak juga merupakan suatu contoh prinsip bidang miring karena menggunakan prinsip yang sama dengan sekrup.
- Kater atau pemotong merupakan contoh pesawat sederhana yang menggunakan prinsip bidang miring.
Keuntungan serta Kelemahan Bidang Miring
Bidang miring mempunyai keuntungan, ialah kita bisa memindahkan barang ketempat yang lebih besar dengan style yang lebih lebih kecil. Keuntungan bidang miring tergantung pada panjang landasan bidang miring serta tingginya. Terus menjadi kecil sudut kemiringan bidang, terus menjadi besar ataupun terus menjadi kecil style kuasa yang wajib di jalani. Prinsip kerja bidang miring pula bisa kalian temukan pada sebagian perkakas, contohnya kampak, pisau, pahat, obeng, sekrup dll.
Sekrup pada dasarnya merupakan bidang miring yang dibungkus disekitar tabung. Dalam suatu bidang miring, style lurus di bidang horizontal diganti jadi style“ angkat“ vertikal. Dengan sekrup, style putar pada bidang horizontal diganti jadi style“ angkat“ vertikal.
Sekrup sesungguhnya merupakan bidang miring yang dililitkan pada suatu tabung sehingga lilitannya berupa spiral. Jarak 2 puncak ataupun jarak antara 2 ulir- ulir sekrup diucap interval sekrup.
Keuntungan mekanik sekrup merupakan: 2vir/ d. Keuntungan mekanik sekrup bisa diperbesar dengan metode memperkecil interval sekrup d serta memperbesar lengan sekrup style r. Namun, memperkecil interval sekrup menyebabkan sekrup sukar diputar ataupun sekrup berat diputar.
Alat- alat yang memakai prinsip sekrup antara lain dongkrak sekrup, mur, baut, catok serta lain- lain. Sekrup hendak gampang diputar, apabila sekrup di sikat dengan minyak buat kurangi style gesekan.
Kala sekrup kayu diputar, ulir sekrup mendesak kayu. Suatu style respon dari kayu mendesak kembali ulir sekrup serta dengan metode ini sekrup bergerak turun walaupun kekuatan memutar sekrup terdapat pada bidang horisontal. Sekrup diketahui sebab gesekan yang besar, seperti itu sebabnya mereka digunakan buat melekatkan suatu. Suatu bor pula ialah bidang miring.
Berbeda dengan bidang miring yang lain, pada perkakas, yang bergerak merupakan alatnya. Tetapi demikian, bidang miring pula mempunyai kelemahan, ialah jarak yang ditempuh buat memindahkan barang jadi lebih jauh
Perbandingan Bidang Miring serta Baji
Baji sesungguhnya memiliki prinsip yang sama dengan bidang miring. Perbedaannya merupakan jika pada bidang miring, bendanya yang bergerak sejauh bidang miring serta bidang miringnya senantiasa, sebaliknya pada baji bagian bidang miringnya yang bergerak menembus barang. Lagipula, baji memiliki bidang miring rangkap.
Baji dibuat dari besi manfaatnya buat membelah batang kayu, batu karang, memotong- motong barang keras semacam lantai serta sebagainya. Kian tipis wujud suatu baji, kian gampang baji itu menembus kayu ataupun benda- denda keras, sama halnya dengan peti lewat bidang yang sudut kemiringannya kecil.
Bidang miring biasa digunakan pada perlengkapan pemotong serta kerap mencampurkan 2 bidang miring dalam wujud baji. Alat- alatyang memakai prinsip baji merupakan kampak, paku, pahat, duri, pemeras jeruk, bajak, peniti serta pisau. Dalam baji, gerak maju diganti jadi gerakan pembelahan yang tegak lurus terhadap ke wajah kapak. Resleting merupakan suatu campuran dari 2 baji yang rendah buat menutup serta baji atas buat membuka.
Contoh Soal Bidang Miring
Soal 1
Dengan memakai papan yang memiliki panjang 4 meter, pekerja mengerahkan gaya 1.250 N untuk memindahkan kotak ke langit-langit yang memiliki tinggi 2 meter. Berapakah berat kotak itu?
Penyelesaian
Diketahui
s = 15 m
F = 1.250 N
h = 2 m
Ditanya
Berat Benda ???
Jawab
w/F = s/h
w/1250 N = 4 m/2 m
w/1250 N = 2
w = 2 . 1250 N
w = 2500 N
Jadi berat benda tersebut yaitu 2500 N
Soal 2
Papan yang panjangnya 3,6 m disandarkan pada bak mobil yang berada 80 cm dari tanah. Papan tersebut akan digunakan untuk mendorong peti yang massanya 90 kg dari tanah ke bak mobil. Berapa keuntungan mekanis dan gaya dorongnya jika percepatan gravitasi ditempat tesebut 10 m/s2?
Penyelesaian:
Diketahui :
s = 3,6 m
h = 80 cm = 0,8 m
m = 90 kg
g = 10 m/s2
KM = s/h
KM = 3,6 m/0,8 m
KM = 4,5
Ditanya
keuntungan mekaniknya ???
Jawab
w/F = s/h
m.g/F = s/h
90 kg.(10 m/s2)/F = 3,6 m/0,8 m
900 N/F = 4,5
F = 900 N/4,5
F = 200 N
Jadi, keuntungan mekanis dan gaya dorongnya yaitu 200 N
Soal 3
Pada sebuah bidang miring dengan ketinggian 1 m dan panjangnya 5 m. apabila berat benda yang akan dipindahkan 1.880 N, maka hitunglah gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui
w = 1.880 N
s = 5 m
h = 1 m
Dijawab
w/F = s/h
1.880 N/F = 5 m/1 m
1.880 N/F = 5
F = 1.880 N/5
F = 376 N
Jadi, gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut yaitu 376 N
Soal 4
Sebuah benda memiliki berat 1800 N akan dinaikkan ke ketinggian 2,5 m. Jika keuntungan mekanis yang diharapkan yaitu 6, berapakah jarak yang ditempuh benda pada bidang miring dan kuasa yang dibutuhkan untuk mendorong benda tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui
w = 1.800 N
h = 2,5 m
KM = 6
Ditanya
Gaya Kuasa ???
Jawab
KM = s/h
6 = s/2,5 m
s = 6 . 2,5 m
s = 15 m
KM = w/F
6 = 1.800 N/F
F = 1.800 N/6
F = 300 N
Jadi, gaya kuasa yang dibutuhkan yaitu 300 N
Soal 5
Sebuah bidang miring yang tingginya 2 m dan panjang nya 4 m. jika berat benda yang akan di pindahkan sebesar 1.660 N, maka hitunglah gaya yang di perlukan untuk memindahkan benda tersebut !
Diketahui :
w = 1.660 N
s = 4 m
h = 2 m
Jawab :
w/F = s/h
1.660 N/F = 4 m/2 m
- 660 N/F = 2
F = 1.660 N/ 2
F = 610 N
Soal 6
Sebuah papan yang panjangnya 2,4 m di sandarkan pada sebuah bak mobil yang berada 60 cm dari tanah. Papan tersebut kemudian akan digunakan untuk mendorong sebuah peti yang massanya 80 kg dari tanah ke bak mobil. Hitunglah berapa keuntungan mekanis dan gaya dorongnya bila percepatan gravitasi ditempat tesebut 10 m/s2 ?
Diketahui :
s = 2,4 m
h = 60 cm = 0,6 m
m = 80 kg
g = 10 m/s2
Jawab :
KM = s/h
KM = 2, 4 m/0,6 m
KM = 4
W / F = s / h
m . g / F = s / h
80 kg . (10 m / s2 ) / F = 2,4 m/ 0,6 m
900 N / F = 4
F = 900 N / 4
F = 225 N
Demikianlah ulasan dari Seputarpengetahuan.co.id tentang Bidang Miring : Pengertian, Rumus, Keuntungan Mekanik Dan Contoh Soalnya , semoga dapat menambah wawasan dan pengetahuan kalian. Terimakasih telah berkunjung dan jangan lupa untuk membaca artikel lainnya.
Daftar Isi
