Senin, 13 Februari 2012

Energi dan Usaha

Energi dan Usaha

Bagaimana cara kamu menggunakan energi setiap hari? Setiap aktivitas yang kamu lakukan akan memerlukan pengeluaran energi yang tersimpan dalam tubuhmu. Beberapa kegiatan, misalnya olah raga naik turun tangga memerlukan lebih banyak energi dibanding yang lain. Dalam Bab ini kamu akan mempelajari beberapa bentuk energi, usaha atau kerja, serta peralatan yang memudahkan kerja. Lakukan Kegiatan Penyelidikan di bawah ini, untuk menyelidiki keterkaitan aktivitas dengan penggunaan energi. Amatilah pula bagaimana kamu bergantung pada sumber energi yang ada dalam dirimu.

Energi

Apakah energi Itu? Kamu tentunya telah mengetahui berbagai contoh energi yang dimanfaatkan saat ini. Hampir semua yang kamu lihat atau kerjakan melibatkan energi. Energi itu sesuatu yang agak misterius. Kamu tidak dapat menciumnya. Dalam banyak kejadian kamu tidak dapat melihatnya. Sebagai contoh, cahaya adalah salah satu bentuk energi, dan tanpa cahaya kamu tidak mampu melihat apapun. Kamu tidak dapat melihat listrik, tetapi kamu dapat melihat akibatnya saat menyalakan lampu, dan kamu dapat merasakan akibatnya pada panas yang dihasilkan oleh kumparan pemanggang kue. Kamu tidak dapat melihat energi dalam makanan pada Gambar 9.1, tetapi kamu dapat melihat dan merasakan akibatnya ketika otot-ototmu menggunakan energi tersebut untuk bergerak.

Energi – Penyebab Perubahan

Jika sebuah bola kasti terbang di udara dan memecahkan jendela, bola tersebut jelas mengubah jendela! Ketika sebuah benda mempunyai kemampuan mengubah lingkungannya, dikatakan benda itu memiliki energi. Bola kasti mempunyai energi dan melakukan usaha terhadap jendela menyebabkan
Image:macam2 makannan.jpg
jendela bergerak. Singkatnya, penggunaan energi melibatkan perubahan. Secara tradisional, energi didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan usaha, yakni menyebabkan sesuatu berpindah. Tetapi ketika usaha ditunjukkan, selalu ada perubahan. Hubungan ini memberikan definisi umum yang berguna. Energi adalah kemampuan untuk menyebabkan perubahan. Perubahan bentuk energi Jika kamu meminta teman-temanmu untuk memberikan contoh-contoh energi, kamu mungkin akan mendapatkan jawaban yang berbeda-beda. Beberapa diantaranya mungkin menunjuk energi dalam api. Teman lain mungkin memberikan energi yang dibutuhkan untuk lomba lari. Energi terjadi pada berbagai bentuk yang berbeda. Api memiliki energi panas dan energi cahaya. Lemak yang tersimpan dalam tubuhmu mengandung energi kimia. Sebagai penyebab berubahnya benda-benda, energi itu sendiri seringkali mengalami perubahan dari satu bentuk ke bentuk lain. Perubahan bentuk energi terjadi di sekitarmu setiap hari. Ketika mobil terletak di tempat panas sepanjang hari, energi gelombang cahaya berubah menjadi energi panas yang menghangatkan bagian dalam mobil itu. Dalam api unggun seperti Gambar 9.2, energi kimia di dalam kayu berubah menjadi energi cahaya dan energi panas. Selama perubahan bentuk, misalnya saat cahaya berubah menjadi panas, banyaknya energi tetap sama. Tak ada energi yang hilang atau bertambah. Hanya bentuk energi yang berubah, bukan banyaknya energi. Pemanfaatan perubahan bentuk energi, lebih lanjut dapat kamu pelajari pada bagian berikutnya.
Image:api unngggun.jpg

Energi kinetik dan potensial

Telah kamu ketahui bahwa energi dapat berada dalam berbagai bentuk, misalnya cahaya, panas, dan gerak. Sekarang bayangkan sebuah batu yang diam di puncak tebing. Apabila batu tersebut didorong dan bergerak, maka batu tersebut akan jatuh, dan bergerak makin lama makin cepat. Batu yang bergerak tersebut memiliki energi kinetik. Pada saat batu diam di puncak bukit, batu tersebut memiliki energi potensial.
Image:olah ragaaaa.jpg

Energi Kinetik: pada Benda Bergerak

Biasanya, ketika kamu berpikir tentang energi, kamu berpikir tentang gerak. Energi kinetik adalah energi dalam bentuk gerak. Roda sepeda yang berputar, anak-anak yang berlari dalam Gambar 9.3, dan plastik yang melayang semuanya memiliki energi kinetik. Berapa besarnya? Energi ini bergantung pada massa dan kecepatan benda yang bergerak. Semakin besar massa benda yang bergerak, energi kinetiknya juga semakin besar. Demikian juga semakin cepat benda bergerak, energi kinetiknya semakin besar. Truk yang bergerak pada 100 km/jam dalam Gambar 9.4 memiliki energi kinetik lebih besar dibanding sepeda motor yang bergerak dengan kelajuan yang sama. Tetapi sepeda motor tersebut memiliki energi kinetik lebih besar daripada sepeda motor sejenis yang bergerak pada 80 km/jam.

Energi Potensial Gravitasi

Energi tidak harus melibatkan gerakan. Walaupun tak bergerak, suatu benda dapat memiliki energi yang tersimpan
Image:Energi kinetikk.jpg
padanya, yang berpotensi menyebabkan perubahan jika terdapat kondisi-kondisi tertentu. Energi potensial adalah energi yang tersimpan. Besar energi potensial pada suatu benda bergantung pada kedudukannya atau kondisinya. Pot bunga yang terletak di ambang jendela lantai dua memiliki energi potensial gravitasi karena kedudukannya. Jika terdapat sesuatu yang membuat pot tersebut bergeser dari ambang jendela, gravitasi menyebabkan pot tersebut jatuh ke tanah. Saat jatuh, energi potensial pot tersebut berubah menjadi energi kinetik. Energi potensial pot bunga dalam Gambar 9.5 berhubungan dengan jaraknya terhadap permukaan tanah. Lebih tinggi kedudukannya, energi potensialnya juga lebih besar. Pot bunga yang terletak pada lantai lima memiliki energi potensial lebih besar dibanding dengan pot pada lantai di bawahnya. Jika pot bunga jatuh, gaya gravitasi mempercepat gerak jatuhnya. Semakin tinggi pot tersebut, kecepatan akhirnya juga semakin besar. Jadi pot bunga yang jatuh dari lantai yang lebih tinggi akan memiliki kecepatan lebih besar dan energi kinetik lebih besar ketika tiba di permukaan tanah dibandingkan dengan pot serupa yang jatuh dari lantai yang lebih rendah. Besar energi potensial gravitasi pada sebuah benda juga bergantung pada massa benda tersebut. Semakin besar massa sebuah benda, energi potensial gravitasi benda tersebut juga semakin besar. Pot bermassa 10 kg yang berada pada lantai dua memiliki energi potensial gravitasi lebih besar daripada pot 5 kg yang terletak pada tempat yang sama. Kamu telah mempelajari energi kinetik dan beberapa perubahan energi potensial. Perubahan lain energi potensial akan didiskusikan pada bagian berikutnya dalam subbab ini.

Kekekalan Energi

Mungkin kamu pernah menaiki ayunan seperti yang dinaiki anak pada Gambar 9.6. Cobalah ingat lagi seperti apa mengayun maju dan mundurnya, tinggi dan rendahnya. Sekarang pikirkan tentang perubahan energi pada masingmasing gerakan tersebut. Ayunan dimulai dengan suatu dorongan untuk membuatmu bergerak, yakni untuk memberikan sejumlah energi kinetik padamu. Saat ayunan naik, energi kinetik berubah menjadi energi potensial. Pada titik tertinggi, energi potensialnya juga terbesar. Kemudian, saat ayunan turun, energi potensial berubah men-jadi energi kinetik. Pada titik terendahnya, energi kinetik-nya terbesar dan energi potensialnya terkecil.
Image:A . .yunan.jpg
Image:skeaterz.jpg

Energi pada Tubuh Manusia

Energi dalam bentuk apakah yang dapat kamu temukan dalam tubuh manusia? Dengan tangan kananmu, pegang dan rasakan bahu kirimu. Saat melakukan gerakan sederhana, kamu terlibat dalam pengubahan energi potensial kimia yang tersimpan dalam tubuhmu menjadi energi kinetik berupa gerakan tanganmu saat melakukan usaha. Apakah bahumu terasa hangat oleh tanganmu? Sebagian energi potensial yang tersimpan dalam tubuhmu digunakan untuk menjaga suhu dalam tubuh konstan. Sebagian energi juga diubah menjadi panas yang terbuang ke lingkungan sekitar. Walau-pun istirahat, orang dalam Gambar 9.8 memerlukan pengubahan energi. Proses kimia dan fisika yang kompleks juga tunduk terhadap hukum-hukum fisika, termasuk hukum kekekalan energi. Energi yang tersimpan dalam tubuhmu (misalnya berupa lemak) berkurang ketika usaha yang dilakukan atau panas terbuang dari tubuhmu ke lingkungan sekitarmu. Untuk menjaga berat badan yang sehat, kamu harus menyeimbangkan antara energi yang diperoleh dengan energi yang dikeluarkan dari tubuhmu sebagai usaha atau panas.

Makanan – Energi Potensial Kimia Kita

Apa yang kamu makan untuk sarapan pagi ini? Tubuhmu sibuk mengubah secara kimia makananmu menjadi molekul-molekul yang dapat bereaksi dengan oksigen dan digunakan sebagai bahan bakar. Walaupun kamu tidak sarapan pagi ini, tubuhmu mengubah energi yang tersimpan dalam lemak untuk kebutuhan mendadak sampai kamu makan lagi. Kamu mungkin akrab dengan Kalori makanan, yaitu satuan yang digunakan ahli nutrisi untuk mengukur berapa banyak energi yang kita dapatkan dari makanan tertentu. Satu Kalori (dengan huruf k besar) sama dengan satu
Image:Pw tenan.jpg
Terdapat 2 faktor yang harus diingat bila memutuskan apakah terdapat usaha yang dilakukan: benda harus bergerak, dan arah gerakannya tidak tegak lurus dengan arah gaya yang dikerahkan. Jika kamu mengangkat setumpuk buku dari lantai, kamu melakukan usaha terhadap buku itu. Buku tersebut bergerak ke atas, sesuai arah gaya yang dikerahkan. Jika kamu menahan buku itu, tidak ada usaha yang dilakukan terhadap buku. Gaya ke atas tetap dikerahkan (untuk menjaga buku agar tidak jatuh), tetapi tidak ada gerakan yang terjadi. Demikian juga jika kamu menenteng buku melintasi lantai dengan kecepatan tetap. Kamu tidak melakukan usaha terhadap buku itu. Kejadian ini seperti anak pada Gambar 9.11, yang tidak melakukan usaha terhadap tas ranselnya. Gaya yang bekerja terhadap buku tetap ke atas, atau vertikal, tetapi gerakan kamu melintasi lantai adalah mendatar atau horisontal. Perhatikan bahwa pada saat usaha dilakukan pada sebuah benda, selalu terjadi perubahan gerakan pada benda itu. Telah kamu ketahui bahwa gerak merupakan salah satu bentuk energi. Jadi usaha merupakan pemindahan energi melalui gerak.
Image:usaha yang dilakukan.jpg

Daya

Misalkan kamu dan temanmu mengangkat kotak-kotak dari lantai ke atas rak. Berat kotak-kotak itu sama, tetapi temanmu mampu mengangkat kotak lebih cepat daripada kamu. Temanmu mengangkat kotak dalam waktu 15 sekon, sedangkan kamu 20 sekon. Apakah usaha yang kalian lakukan sama? Ya. Hal ini benar, karena berat kotak sama dan jaraknya juga sama. Perbedaannya hanyalah waktu yang kalian perlukan untuk melakukan usaha. Temanmu memiliki daya lebih besar daripada kamu. Daya adalah cepatnya usaha dilakukan. Dengan kata lain daya adalah usaha yang dilakukan tiap satuan waktu. Untuk menghitung daya, bagilah usaha yang dilakukan dengan waktu yang diperlukan untuk melakukan usaha.
Image:daya waktu usaha.jpg
Daya diukur dalam satuan watt, sesuai nama James Watt, yang menemukan mesin uap. Satu watt (W) adalah satu joule per sekon. Daya satu watt relatif kecil, kurang lebih sama dengan daya untuk mengangkat segelas air dari lututmu ke mulutmu dalam waktu satu sekon. Karena watt merupakan satuan yang kecil, untuk daya yang lebih besar seringkali dinyatakan dalam kilowatt. Satu kilowatt (kW) sama dengan 1000 watt. Besar daya berbagai peralatan dituliskan dalam satuan watt. Besar daya ini dapat digunakan untuk membandingkan cepatnya mesin melakukan usaha. Jika besar usaha yang sama dilakukan dengan kecepatan berbeda, diperlukan mesin dengan daya yang berbeda. Pelajarilah contoh soal di bawah ini untuk melihat bagaimana usaha dan daya berkaitan, kemudian kerjakan soal-soal latihannya.

B Pesawat Sederhana

Apakah kamu menggunakan pesawat atau mesin hari ini? Kamu mungkin mengetahui bahwa sepeda adalah sebuah mesin. Peraut pensil dan pembuka botol juga mesin. Jika kamu memutar pegangan pintu atau mencangkul tanah, kamu telah menggunakan mesin. Mesin atau pesawat adalah peralatan yang memudahkan kerja/usaha. Pesawat Sederhana Sebagian pesawat dijalankan oleh motor listrik atau motor bakar; sebagian lagi dijalankan oleh manusia. Pesawat sederhana adalah peralatan yang melakukan usaha dengan hanya satu gerakan. Gambar 9.12 memperlihatkan contoh-contoh berbagai jenis pesawat sederhana. Kamu akan belajar jenis-jenis pesawat ini lebih banyak pada bagian berikutnya.
Image:contoh pesawat sederhana.jpg
Keuntungan Pesawat Sederhana Misalkan kamu ingin membuka kotak kayu berpaku dengan pengumpil. Kamu menyelipkan ujung pengumpil itu di bawah papan kayu dan menekan ke bawah pegangannya. Kamu melakukan usaha terhadap pengumpil dan pengumpil melakukan usaha terhadap papan kayu. Pesawat memudahkan kerja/usaha dengan mengubah besar gaya yang kamu kerahkan, arah gaya, atau keduanya. Gambar 9.13 memperlihatkan bagaimana pengumpil mengubah besar dan arah gaya saat kamu mencoba mengangkat papan.
Image:Pengupil.jpg

Mengatasi Gravitasi dan Gesekan

Ketika kamu menggunakan pesawat sederhana, kamu mencoba menggerakkan sesuatu yang sulit digerakkan. Sebagai contoh, ketika kamu menggunakan sepotong kayu untuk menggerakkan sebongkah batu, kamu bekerja melawan gravitasi, yakni berat batu. Ketika kamu menggunakan pengumpil untuk membuka tutup kotak, kamu bekerja melawan gaya gesek, yaitu gesekan antara paku-paku di tutup kotak dan kotaknya.

Mengerahkan Gaya dan Melakukan Usaha

Dua gaya dilibatkan saat sebuah pesawat digunakan untuk melakukan usaha. Gaya yang dikenakan kepada pesawat disebut gaya kuasa (Fk). Gaya yang dikerahkan oleh pesawat untuk mengatasi hambatan disebut gaya beban (Fb). Dalam contoh tutup kotak tadi, kamu mengerahkan gaya kuasa pada pegangan pengumpil. Gaya beban berupa gaya pengumpil terhadap tutup kotak. Terdapat dua jenis usaha saat pesawat digunakan: usaha kepada pesawat dan usaha oleh pesawat. Usaha kepada pesawat disebut usaha masukan (Win) dan usaha oleh pesawat disebut usaha keluaran (Wout). Ingatlah kembali bahwa usaha adalah perkalian antara gaya dengan jarak saat gaya bekerja: W = F × d. Usaha masukan adalah perkalian
antara gaya kuasa dengan jarak saat gaya bekerja: Win = Fk × dk. Usaha keluaran adalah hasil kali gaya beban dengan jarak gerak beban: W out= Fb × db. Ingatlah bahwa usaha merupakan pemindahan energi melalui gerak, sedangkan energi selalu kekal. Jadi, kamu tidak akan pernah mendapatkan usaha keluaran dari pesawat lebih besar dari usaha yang kamu berikan. Dengan kata lain Wout tidak pernah lebih besar daripada Win. Kenyataannya, jika pesawat digunakan, sebagian energi diubah menjadi panas karena gesekan. Jadi Wout selalu lebih kecil daripada Win. Walaupun pesawat yang sempurna tidak pernah dapat dibuat, kita dapat membayangkan pesawat tanpa gesekan. Tidak ada energi yang diubah menjadi panas oleh pesawat ini. Pada pesawat ideal, usaha masukan sama dengan usaha keluaran. Untuk pesawat ideal
Image:w=w.jpg
Dalam banyak kejadian, pesawat melipatgandakan gaya beban: Fb lebih besar daripada Fk. Jadi, agar Win sama dengan Wout, gaya kuasa harus bergerak lebih jauh daripada gaya beban: dk harus lebih besar daripada db. Keuntungan Mekanik Pikirkan lagi kegiatan membuka tutup kotak tadi. Perpindahan pegangan pengumpil (dk) lebih besar daripada perpindahan ujung pengumpil (db). Jadi, ujung pengumpil mengerjakan gaya beban (Fb) lebih besar daripada gaya kuasa (Fk) yang kamu kerahkan. Bilangan yang menunjukkan berapa kali lipat pesawat menggandakan gaya disebut keuntungan mekanik (KM) pesawat itu. Untuk menghitung keuntungan mekanik, kamu bagi gaya beban dengan gaya kuasa.
Image:gaya beban & gaya kuasa.jpg
Beberapa pesawat tidak menggandakan gaya. Pesawat itu hanya mengubah arah gaya kuasa. Sebagai contoh, bila kamu menarik ke bawah tali kerekan sumur, maka timba akan naik. Hanya arah gaya yang berubah; gaya kuasa dan gaya beban sama, jadi keuntungan mekaniknya 1. Pesawat-pesawat lain, seperti sekop, memiliki keuntungan mekanik kurang dari 1. Pesawat itu digunakan untuk mempercepat gerak beban. Kamu akan belajar lebih lanjut tentang berbagai jenis pesawat sederhana pada bagian berikutnya. Kerjakan soal di bawah ini untuk mengetahui bagaimana keuntungan mekanik dikaitkan dengan gaya kuasa dan gaya beban. Selanjutnya, lakukan Kegiatan 9.2 untuk menerapkan pemahamnmu tentang pesawat sederhana.

Jenis-jenis Pesawat Sederhana

Pengungkit atau Tuas

Jika kamu pernah menaiki gerobak, membuka tutup botol, atau mengayunkan raket, kamu telah menggunakan pengungkit atau tuas. Pengungkit adalah batang yang dapat berputar terhadap titik tetap. Titik tetap pada pengungkit disebut tumpuan. Bagian pengungkit yang dikenai gaya kuasa disebut lengan kuasa. Bagian pengungkit yang mengerjakan gaya beban disebut lengan beban. Misalkan kamu menggunakan pembuka ban untuk membuka ban dari roda. Kamu dapat melihat dalam Gambar 9.14, peleg roda berfungsi sebagai tumpuan. Kamu menekan lengan kuasa pembuka ban ke bawah. Pembuka ban berputar terhadap tumpuan, dan lengan beban mengerjakan gaya kepada ban, sehingga ban terangkat ke atas. gaya
Image:pengungkit ban.jpg

Keuntungan Mekanik Pengungkit

Pengungkit memudahkan usaha dengan menggandakan gaya kuasamu dan mengubah arah gayamu. Kamu telah mempelajari bahwa keuntungan mekanik pesawat dapat dihitung dengan membagi gaya beban dengan gaya kuasa. Setelah melakukan kegiatan dalam Lab Mini 9.1, kamu juga dapat menggunakan panjang lengan pengungkit untuk menemukan keuntungan mekanik pengungkit. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa. Panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban. Sesuai dengan Lab Mini 9.1, keuntungan mekanik pengungkit dapat pula dicari dengan persamaan:
Image:panjang lengan kuasa.jpg
Berlatihlah menghitung keuntungan mekanik pengungkit dengan mengerjakan soal-soal berikut ini.

Jenis-Jenis Pengungkit

Terdapat tiga jenis pengungkit. Jenis-jenis pengungkit ini didasarkan pada posisi gaya kuasa, gaya beban, dan tumpuan. Gambar 9.15 memperlihatkan ketiga jenis pengungkit itu.
IMAGE:3 jenis pengungkit.JPG

Menarik dengan Katrol

Pernahkah kamu melihat seseorang menaikkan bendera pada tiang bendera? Sebuah katrol digunakan untuk menempatkan bendera di puncak tiang. Katrol adalah roda beralur dengan sebuah tali atau rantai yang lewat pada alur itu. Katrol memudahkan kita melakukan kerja, seperti yang kamu pahami jika melakukan kegiatan dalam Lab Mini 9.2. Penempatan Katrol Katrol dapat tetap atau bebas. Katrol tetap dilekatkan pada sesuatu yang tidak bergerak, misalnya atap, dinding, atau pohon. Katrol tetap, seperti yang digunakan orang pada puncak tiang bendera, dapat mengubah arah gaya kuasa. Ketika kamu menarik ke bawah pada lengan kuasanya dengan tali, katrol itu menaikkan benda yang dihubungkan dengan lengan beban. Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1. Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa. Katrol bebas dikaitkan pada beban yang hendak diangkat, diperlihatkan Gambar 9.16. Perbedaan antara katrol tetap dan katrol bebas ditunjukkan pada Gambar 9.17. Tidak seperti katrol tetap, katrol bebas melipatkan gaya. Oleh karena itu keuntungan mekaniknya lebih besar daripada 1. Pada k e n y a t a a n n y a , keuntungan mekanik katrol bebas tunggal sama dengan 2. Ini berarti gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban 2 N. Sesuai dengan hukum kekekalan energi, jarak kuasa-nya harus dua kali lebih besar dari jarak beban.
Image:Kaktrol.jpg
Image:3jenis katrol.jpg

Katrol Gabungan

Katrol tetap dan bebas dapat digabungkan untuk membuat sistem katrol yang disebut katrol gabungan. Bergantung pada jumlah katrol yang digunakan, katrol gabungan dapat memiliki keuntungan mekanik yang besar. Keuntungan mekanik katrol gabungan sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban. Seperti ditunjukkan Gambar 9.17, ada 4 tali menyokong berat beban. Katrol, Sebuah Pengungkit Perhatikan Gambar 9.18. Bekerjanya katrol mirip dengan pengungkit jenis pertama, namun menggunakan tali sebagai batang. Sumbu katrol berfungsi seperti tumpuan. Dua sisi katrol berlaku sebagai lengan kuasa dan lengan beban. Roda dan Poros Perhatikan baik-baik peraut pensil pada Gambar 9.19. Dapatkah kamu mengenalinya sebagai pesawat sederhana? Apakah peraut itu mempermudah usaha kita? Peraut pensil itu terdiri dari dua lingkaran, roda (lingkaran besar) dan poros (lingkaran kecil). Engkol (Gambar A) sebenarnya berupa roda.
Image:bekerjanya katrol.jpg
Image:peraut pensil.jpg
Jika kamu meraut pensil, kamu mengerahkan gaya kuasa kepada roda (kamu memutar engkol). Gambar B memperlihatkan roda yang lebih kecil, atau poros. Di dalam peraut pensil, poros dihubungkan dengan pisau peraut. Jika kamu mengerjakan gaya kepada roda dengan memutar engkol, poros akan berputar, dan pisau peraut akan meraut pensil. Roda dan Poros adalah pesawat sederhana yang mengandung dua roda dengan ukuran berbeda yang berputar bersamaan. Gaya kuasa biasanya dikerahkan kepada roda yang besar, atau roda. Roda yang lebih kecil, yang disebut poros, mengerjakan gaya beban. Dapatkah kamu menemukan roda dan poros pada Gambar 9.20?
Image:roda poros.jpg

Bidang Miring

Misalkan kamu harus memindahkan kotak yang berat dari halaman ke beranda. Apakah kamu memilih langsung mengangkatnya ataukah mendorongnya melalui jalur melandai seperti Gambar 9.21? Jalur itu membuat kerjamu lebih mudah. Jalur itu adalah sebuah sebuah bidang miring, sebuah permukaan melandai yang digunakan untuk menaikkan benda. Besar usaha yang dilakukan pada kotak sama dengan bila kamu mengangkat langsung kotak itu. Namun ingatlah bahwa usaha memiliki dua hal: gaya dan jarak. Jika kamu mengangkat langsung, jaraknya pendek, tetapi gayanya besar. Dengan menggunakan bidang miring, kamu harus melewati jarak lebih jauh, tetapi kamu mengerahkan sedikit gaya. Sesuai dengan Lab Mini 9.3, Kamu dapat menghitung keuntungan mekanik bidang miring dengan cara
Image:angkat kardus.jpg
Image:mekanik bidang miring.jpg

Sekrup

Sekrup dan baji, Gambar 9.23, adalah contoh bidang miring yang bergerak. Sekrup adalah bidang miring yang diputarkan pada tabung secara spiral. Jika kamu mengamati sebuah sekrup, kamu akan lihat uliran berupa bidang miring yang bergerak dari ujung sekrup hingga dekat puncaknya. Saat kamu memutar sekrup, uliran seolah-olah menarik sekrup ke dalam kayu. Sebenarnya, bidang miring pada sekrup itu bergeser melalui kayu.

Image:sekrup.jpg

Baji

Baji adalah bidang miring dengan satu atau dua sisi miring. Kapak, pisau, dan pahat adalah contoh-contohnya. Baji merupakan bidang miring yang bergerak. Benda-benda diam di suatu tempat saat baji melaluinya. Mungkin kamu telah memahami bahwa enam jenis pesawat sederhana yang telah kita bahas merupakan variasi dari dua pesawat sederhana saja, yakni pengungkit dan bidang miring. Saat kamu melakukan kegiatan sehari-hari, carilah contoh-contoh tiap pesawat sederhana. Dapatkah kamu menceritakan bagaimana pesawat itu mempermudah usaha?
Image:pisau merupakan bidang miring.jpg

0 komentar:

Poskan Komentar