Contoh Bidang Miring – Pengertian, Keuntungan Mekanis, Fungsi
Pengertian dan Jenis-Jenis Pesawat Sederhana
Mesin sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan satu gaya untuk bertindak. Pekerjaan terjadi ketika gaya diterapkan dan menyebabkan gerakan pada jarak tertentu. Kerja yang dilakukan adalah hasil dari gaya dan jarak.
Jumlah usaha yang diperlukan untuk mencapai sesuatu adalah konstan, meskipun jumlah gaya yang diperlukan untuk mencapainya dapat dikurangi dengan menerapkan lebih sedikit gaya pada jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, menambah jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Perbandingan antara keduanya disebut keuntungan mekanis.
Keuntungan pesawat sederhana:
-
Menyederhanakan pekerjaan manusia
-
Energi yang kita keluarkan juga bisa dihemat,
-
Waktu semakin singkat.
-
Untuk mengubah arah gaya
Pesawat sederhana adalah alat kerja yang bentuknya sangat sederhana. Pesawat yang rumit adalah pesawat yang terdiri dari susunan beberapa pesawat yang rumit, misalnya pesawat terbang, pesawat telepon, sepeda motor, televisi, dan lain-lain.
Jenis-jenis pesawat sederhana antara lain sebagai berikut :
-
Tuas / tuas
-
Memperbaiki katrol tunggal dan katrol tunggal bergerak
-
Pesawat miring dan roda bergigi (roda gigi)
-
Roda poros
Mesin sederhana tidak menyimpan atau menciptakan kerja, tetapi mengubah gaya kecil yang bergerak dengan perpindahan besar, menjadi gaya besar yang bergerak dan perpindahan kecil, atau sebaliknya.
Gaya yang kita terapkan, misalnya 5N, dilakukan pada bidang sederhana dan kita menempuh jarak 2 m, sehingga bidang tersebut memiliki gaya 10 N dan perpindahan 1 m. Usaha yang dilakukan tetap sama pada 5N x 2 = 10 N x 1.
Baca juga: Gaya Musim Semi
Pengertian Bidang Miring
Bidang miring sederhana adalah permukaan datar yang menghubungkan 2 tempat yang berbeda ketinggiannya, misalnya dengan memutar kendaraan bermotor lebih mudah menanjak. Orang yang memindahkan drum ke bak truk menggunakan papan sebagai bidang miring. Dengan demikian drum-drum besar yang berat mudah dipindahkan ke atas truk.
Sebuah bidang miring mengurangi gaya yang diperlukan untuk mengangkat suatu benda ke tempat yang tinggi dengan meningkatkan jarak gaya yang harus diterapkan ke posisi tujuan. Bidang miring adalah permukaan datar yang memiliki sudut, yang bukan sudut siku-siku, terhadap horizontal. Penerapan bidang miring dapat mengatasi hambatan yang besar dengan menerapkan gaya yang relatif lebih kecil pada jarak yang lebih jauh, daripada jika beban diangkat secara vertikal.
Kelebihan dan Kekurangan Bidang Miring
Bidang miring memiliki kelebihan yaitu kita dapat memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih kecil. Gain bidang miring tergantung pada panjang alas bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar atau kecil gaya yang harus diberikan. Prinsip kerja bidang miring juga dapat ditemukan pada beberapa alat, misalnya kapak, pisau, pahat, obeng, skrup dll.
Sekrup pada dasarnya adalah bidang miring yang melilit sebuah tabung. Pada bidang miring, gaya lurus pada bidang horizontal diubah menjadi gaya “angkat” vertikal. Dengan sekrup, gaya putar pada bidang horizontal diubah menjadi gaya “angkat” vertikal.
Sekrup sebenarnya adalah bidang miring yang dililitkan di sekitar tabung sehingga belitannya berbentuk spiral. Jarak antara dua puncak atau jarak antara dua ulir sekrup disebut interval sekrup.
Keuntungan mekanis sekrup adalah : 2vir/d. Keuntungan mekanis sekrup dapat ditingkatkan dengan mengurangi interval sekrup d dan meningkatkan gaya lengan sekrup r. Namun, mengurangi interval sekrup membuat sekrup sulit diputar atau sekrup berat berputar.
Alat-alat yang menggunakan prinsip ulir diantaranya adalah ulir dongkrak, mur, baut, ragum dan lain-lain. Sekrup akan mudah berputar, jika sekrup digosok dengan oli untuk mengurangi gesekan.
Baca juga: Contoh cermin cekung
Saat sekrup kayu diputar, ulir sekrup mendorong kayu. Gaya reaktif dari kayu mendorong kembali ulir sekrup dan dengan cara ini sekrup bergerak ke bawah meskipun gaya putar sekrup berada pada bidang horizontal. Sekrup terkenal dengan gesekannya yang tinggi, oleh karena itu digunakan untuk memasang benda. Bor juga merupakan bidang miring.
Berbeda dengan bidang miring lainnya, pada alat alatlah yang bergerak. Namun bidang miring juga memiliki kelemahan yaitu jarak yang ditempuh untuk memindahkan benda menjadi lebih jauh.
Keuntungan Mekanis pada Bidang Miring
Bidang miring adalah alat yang dapat mempermudah pekerjaan. Pesawat miring digunakan untuk memindahkan barang dari lantai ke truk (seperti peti). Agar peti bergerak ke atas, peti harus didorong atau ditarik dengan gaya F. Berapakah besarnya gaya F, jika panjang bidang miring adalah s dan tinggi truk dari lantai adalah h ?
Baca juga: Rumus Cermin Cembung
Contoh bidang miring adalah sekrup, tangga, pahat, gergaji, baji, pisau. Prinsip kerja bidang miring dapat dijelaskan sebagai berikut: sebuah peralatan berisi peti memiliki massa 200 kg atau beratnya kurang lebih 2000 N. Berat peti diarahkan ke bawah. Jika kemampuan satu orang hanya dapat mengangkat beban 500 N vertikal ke atas, maka diperlukan 4 orang untuk mengangkat peti ke atas truk. Seluruh berat peti jatuh pada empat orang. Setiap orang harus mengerahkan gaya 500 N vertikal ke atas.
Pekerjaan mengangkat peti ke atas truk dapat dipermudah dengan tenaga satu orang saja, jika menggunakan bidang miring sederhana. Berat peti tidak sepenuhnya disematkan pada orang yang mengangkat peti, tetapi sebagian disematkan pada bidang miring.
Sebuah papan yang panjangnya AB = 1 meter, ujung A diletakkan di atas truk dan ujung B di tanah. Berat peti W = 2000 N diarahkan vertikal ke bawah. Gaya yang diberikan seseorang untuk mendorong peti sama dengan F, arahnya sejajar dengan bidang miring ke atas. Gaya F diperlukan untuk melawan sebagian dari berat peti H yang diarahkan ke bawah sejajar dengan bidang miring. Bagian lain dari berat peti W jatuh pada bidang miring tegak lurus T ke arah bawah.
Baca juga: Hukum Faraday – Eksperimen, Makalah, Aplikasi Dan Contoh Soal
Jika diperlukan gaya ke atas F yang sejajar dengan bidang miring untuk mendorong peti, maka pasti ada gaya ke bawah yang berlawanan dengan gaya F. Gaya yang melawan gaya F berasal dari bagian berat peti W, yaitu H. Bagian lain dari berat peti adalah gaya T, menekan papan tegak lurus ke bawah, sehingga papan dapat ditekuk.
Pesawat miring termasuk mesin sederhana yang dibuat untuk memperoleh tenaga yang lebih besar atau melipatgandakan kemampuan kita. Sebuah peti seberat 2000 N yang tidak dapat diangkat oleh satu orang bila diangkat vertikal ke atas, tetapi dapat didorong oleh satu orang dengan bantuan bidang miring.
Sepanjang bidang miring, orang yang mendorong peti ke ujung A dari ujung B, melakukan usaha sebesar usaha = F x l. Jika peti diangkat vertikal ke atas dari C ke ujung A, maka usaha yang dilakukan adalah W x h.
Persamaan ini, juga dapat diperoleh dari segitiga sejenis. Sebuah segitiga siku-siku dengan panjang sisi wx h, kongruen dengan segitiga siku-siku ABC. Kemudian perbandingan berdampingan:
H/w = t/l = H xl = hw.
Besarnya gaya H = gaya orang yang mendorong peti, maka Fx l = wx h.
Keuntungan mekanis adalah bilangan yang menyatakan perkalian hasil suatu mesin sederhana terhadap gaya atau jarak yang ditempuhnya. Untuk bidang miring, keuntungan mekanis = l/jam.
Efisiensi bidang miring adalah: Efisiensi = wxh/Hxl x 100%.
Baca juga: Fungsi Termometer
Jika papan licin, usaha masukan yang dilakukan oleh Fxl sama dengan Hxl dan usaha keluaran yang dilakukan oleh bidang miring adalah wxh. Bidang miring tidak selalu mulus sempurna. Faktanya, ketika peti bergerak sepanjang bidang miring, peti mengalami gaya gesek dari papan, yang arahnya berlawanan dengan arah gerak peti.
Gaya gesek bekerja pada permukaan papan yang bersinggungan dengan alas peti. Oleh karena itu gaya yang diberikan untuk mendorong peti ke atas F harus berlawanan dengan gaya H dan gaya gesek G. Maka gaya yang diberikan F = H + G.
Semakin besar sudut kemiringan atau semakin tegak bidang miringnya, semakin besar gaya H yang harus dilawan, dan semakin sulit untuk mendorong peti ke atas. Sebaliknya, semakin kecil sudut kemiringan atau semakin pendek ketinggian h dari ujung atas bidang miring, semakin kecil gaya H yang harus dilawan dan semakin mudah untuk mendorong peti ke atas.
Perbedaan antara Bidang Miring dan Baji
Baji sebenarnya memiliki prinsip yang sama dengan bidang miring. Perbedaannya adalah pada bidang miring, benda bergerak sepanjang bidang miring dan bidang miring tersebut tetap, sedangkan pada bidang miring, bidang miringlah yang bergerak melalui objek. Apalagi baji memiliki bidang miring ganda.
Baji yang terbuat dari besi berguna untuk membelah batang kayu, batu, memotong benda keras seperti lantai dan lain sebagainya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah baji menembus kayu atau benda keras, mirip dengan peti melalui bidang dengan sudut kemiringan kecil.
Baca juga: Dioda
Bidang miring umumnya digunakan dalam alat pemotong dan sering menggabungkan dua bidang miring dalam bentuk baji. Alat yang menggunakan prinsip baji adalah kapak, paku, pahat, jarum, pemeras, bajak, peniti dan pisau. Dalam baji, gerakan maju diubah menjadi gerakan membelah. tegak lurus terhadap muka kapak. Ritsleting adalah kombinasi dari dua baji bawah untuk menutup dan baji atas untuk membuka.
Demikian penjelasan aritkel di atas tentang Contoh Bidang Miring – Pengertian, Keuntungan Mekanis, Fungsi semoga bisa bermanfaat bagi para pembaca setia kami.
