Tuas / pengungkit

Untuk mengangkat beban 1.000 N digunakan tuas yang panjangnya 300 cm dan lengan beban 50 cm. Hitunglah gaya yang diperlukan mengangkat beban tersebut!

Penyelesaian:
Soal ini merupakan tuas jenis pertama, di mana titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Maka:
w = 1.000 N
lb = 50 cm
lk = 250 cm

w . lb = F . lk
1.000 N . 50 cm = F . 250 cm
F  = 1.000 N . 50 cm/250 cm
F = 200 N
300 cm - 50 cm:250 cm
W:F.S
Tuas atau pengungkit jenis pertama dan kedua berfungsi untuk memperbesar gaya, artinya gaya yang kita berikan lebih kecil dari beban, dan mempunyai keuntungan mekanik lebih besar dari 1. Pengungkit atau tuas jenis ketiga berfungsi untuk memperbesar perpindahan, artinya gaya yang diberikan lebih besar dari beban, sehingga keuntungan mekaniknya lebih kecil dari 1, ini adalah kebalikan dari tuas atau pengungkit jenis pertama dan kedua. Gunting merupakan pesawat sederhana yang terdiri atas dua batang pengungkit atau tuas yang bertumpu pada engsel.

 Ada juga rumus yang berlaku dalam tuas atau pengungkit adalah:



F . Lk = w . Lb

Perbandingan antara berat beban dan gaya/kuasa dinyatakan sebagai keuntungan mekanik, dirumuskan dengan:

w / F = Lk / Lb


Keterangan : F = gaya kuasa (Newton)
                      w = berat beban (Newton)
                      Lk = lengan kuasa (meter)
                      Lb = lengan beban (meter)

Contoh soal :

1.  Seorang anak sedang mengungkit sebuah batu. dimana diketahui lengan kuasa (Lk) = 180cm dan lengan beban (Lb) = 20cm
Tentukan gaya yang diperlukan anak !
     


Pembahasan :
Rumus untuk pengungkit atau tuas :
Dimana :
Lk = panjang lengan kuasa atau lengan gaya , dihitung dari titik kerja gaya tumpu .
Lb = panjang lengan beban , dihitung dari titik beban hingga tumpu .
Sehingga :
     

F X Lk  = W x Lb
F x 180 = 360 x 20
          F = 40 Newton
Jadi gaya yang diperlukan anak itu untuk mengunkit sebuah batu adalah 40 Newton
1. Sebuah pengungkit (jenis ketiga) dengan panjang 3 m digunakan untuk mengangkat batu yang beratnya 2.000 N. Jika panjang lengan kuasa 2,5 m, hitunglah :
a. Gaya kuasa yang harus diberikan untuk mengangkat batu
b. Keuntungan mekanik tuas
Jawaban :
a.
Lb = L - Lk
Lb = (3 - 2,5) m
Lb = 0,5 m

Fk*Lk = Fb*Lb
Fk*(2,5 m) = (2000 N)*(0,5 m)
Fk*(2,5 m) = (1000 Nm)
Fk = 400 N

b.
Km = Fb / Fk
Km = (2000 N) / (400 N)
Km = 5

atau

Km = Lk / Lb
Km = (2,5 m) / (0,5 m)
Km = 5