Brilio.net - Bidang miring adalah salah satu pesawat sederhana yang penting untuk dipelajari dalam ilmu fisika. Pesawat sederhana ini menggunakan bidang miring atau datar untuk mengubah atau menyederhanakan gaya atau gerakan. Untuk diketahui, pesawat sederhana adalah alat yang digunakan untuk mempermudah melakukan usaha atau pekerjaan.

Seseorang dapat memanfaatkan pesawat sederhana bidang miring dengan memahami dan mengaplikasikan rumus bidang miring untuk merancang alat atau struktur yang meringankan pekerjaan. Salah satu cara pemanfaatan yang umum adalah dengan menggunakan baji atau rampa untuk memindahkan beban dari satu tempat ke tempat lain.

Dalam dunia industri, pemanfaatan pesawat sederhana bidang miring dapat ditemukan dalam sistem conveyor belt atau roda gigi. Sistem ini memanfaatkan sudut kemiringan dari pesawat sederhana bidang miring untuk memindahkan barang atau material dari satu titik ke titik lain dengan efisien.

Penerapan rumus bidang miring dalam desain sistem ini membantu meningkatkan produktivitas dan mengurangi upaya yang diperlukan dalam proses pemindahan bahan. Dengan memahami dan mengoptimalkan penggunaan rumus bidang miring, seseorang dapat merancang solusi yang efisien dan meringankan pekerjaan dalam berbagai konteks.

Nah, untuk semakin paham akan rumus bidang miring, kamu bisa menyimak artikel berikut ini. Dirangkum brilio.net dari berbagai sumber pada Kamis (30/11), ini dia rumus bidang miring dalam fisika, pahami konsep dasar, contoh soal, dan cara pengerjaannya.

 

 

 

Konsep dasar dan rumus bidang miring.

Rumus bidang miring dalam fisika Berbagai sumber

foto: freepik.com

Pesawat sederhana bidang miring adalah salah satu jenis pesawat sederhana yang memanfaatkan bidang miring untuk memindahkan benda dari posisi yang lebih rendah ke posisi yang lebih tinggi. Bidang miring adalah permukaan datar yang membentuk sudut dengan salah satu ujungnya lebih tinggi dari ujung yang lain. Dalam fisika, pesawat sederhana bidang miring digunakan untuk mengurangi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda ke ketinggian tertentu.

Rumus pesawat sederhana bidang miring adalah:

KM = s/h = W/F.

KM adalah keuntungan mekanik, yaitu angka yang dapat menunjukkan seberapa banyak pesawat sederhana menggandakan gayanya. F adalah gaya dorong (N). W adalah berat beban (N). Adapun s adalah panjang bidang miring (m). Sementara h adalah ketinggian (m). Rumus ini membantu menghitung keuntungan mekanik dari pesawat sederhana bidang miring.

Keuntungan mekanik bidang miring yang menggunakan bidang miring tentu akan meringankan beban kerja. Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan sebagai perbandingan antara panjang bidang miring dengan tinggi bidang miring. Secara matematis, rumus bidang miring yaitu:

Fk x s = W x h

Keterangan : Fk = Gaya kuasa (N), s = Panjang bidang miring (m), W = Berat benda (N), h = Tinggi bidang miring (m).

 

Contoh pesawat sederhana bidang miring.

Contoh pesawat sederhana bidang miring adalah jalan pegunungan yang dibuat berkelok, tangga berputar, pisau, sekrup, dan lain sebagainya.

Perpindahan objek atau benda lewat bidang miring memanfaatkan jarak yang lebih besar sehingga gaya yang diperlukan menjadi lebih kecil. Benda akan digerakkan di sepanjang permukaan tersebut sehingga posisinya berpindah dari posisi yang lebih rendah ke posisi yang lebih tinggi, atau sebaliknya. Besaran-besaran yang terlibat dalam perhitungan bidang miring adalah gaya (F), panjang lintasan (s), tinggi bidang miring (h), dan berat benda (w = m . g).

 

Rumus bidang miring dalam fisika Berbagai sumber

foto: freepik.com

Pesawat sederhana bidang miring sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa contoh pemanfaatan bidang miring adalah sebagai berikut: jalan di sekitar gunung atau pegunungan dibuat melingkar-lingkar agar kemiringannya tidak terlalu terjal. Dengan demikian, kendaraan akan lebih mudah melewatinya. Jika jalan dibuat lurus dari lembah ke puncak, jalan menjadi sangat curam sehingga membahayakan kendaraan yang melaluinya.

Untuk membelah kayu yang besar, orang memanfaatkan baji. Bentuk baji yang menggunakan prinsip bidang miring akan memudahkan orang membelah kayu. Selanjutnya, di dalam dongkrak terdapat uliran yang terbentuk bidang miring. Uliran ini meringankan kerja ketika dongkrak sedang digunakan.

Kebanyakan tangga yang terdapat pada rumah atau bangunan yang lebih tinggi dari permukaan tanah dibuat miring agar memudahkan orang untuk mendakinya. Alur-alur pada sekrup sebenarnya memanfaatkan bidang miring.

Contoh soal rumus bidang miring dan cara mengerjakannya.

Rumus bidang miring dalam fisika Berbagai sumber

foto: freepik.com

Contoh soal 1

Sebuah kotak dengan beban sebesar 4.000 N akan didorong pada suatu bidang miring sepanjang 3 m yang memiliki selisih ketinggian sepanjang 75 cm. Maka berapa gaya yang dibutuhkan untuk mendorong kotak tersebut?

Jawaban:
w/F = s/h
4.000 N/F = 3 m/0,75 m
4.000 N/F = 4
F = 1.000 N

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk mendorong kotak tersebut adalah sebesar 1.000 N.

Contoh soal 2

Sebuah kardus dengan beban sebesar 2.000 N akan didorong pada suatu bidang miring sepanjang 4 m yang memiliki selisih ketinggian sepanjang 1 m. Maka berapa gaya yang dibutuhkan untuk mendorong kardus tersebut?

Jawaban:
w/F = s/h
2.000 N/F = 4 m/1 m
2.000 N/F = 4
F = 2.000 N/4
F = 500 N

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk mendorong kotak tersebut adalah sebesar 500 N.

Contoh soal 3

Papan miring sepanjang 2,5 meter digunakan untuk jalur mendorong benda untuk dinaikkan ke tempat dengan ketinggian 1 meter. Jika gaya didorong 50 N, hitunglah berat benda yang didorong!

Jawaban:

Diketahui:
s = 2,5
h = 1 m
F = 50 N

Ditanyakan:
w = ?

Penyelesaian:

w = s/h x F
w = 2,5/1 x 50
w = 125 N

Jadi, berat benda yang didorong adalah 125 N.

Contoh soal 4

Pak Rahmat ingin memindahkan sebuah beban yang massanya 5 kg ke dalam mobil. Agar lebih mudah, ia mengambil sebuah papan dengan panjang 5 m kemudian ia sandarkan di atas bak mobil dengan ketinggian 100 cm dari atas tanah. Hitunglah berapa gaya yang dikerjakan pak Rahmat untuk memindahkan beban tersebut? Berapa keuntungan mekanis bidang miring tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui :

Panjang papan = 5 m. Selalu periksa jika satuan panjang papan dengan tinggi bidang miring sudah sama. Karena satuan tinggi bidang miring masih dalam cm, jadi kita ubah dulu ke dalam m. Sehingga, tinggi bidang miring = 100 cm = 1 m.

Massa benda = 5 kg. Massa benda berbeda dengan berat benda. Jadi, kita ubah dulu massa benda menjadi berat benda.

Berat benda = massa benda × percepatan gravitasi = 5 kg × 10 m/s² = 50 N.

Ditanya :

Berapa gaya yang dikerjakan oleh pak Rahmat?

Jawab:

F = W x h / s
F = 50 N x 1 m
F = 10 N

Jadi, gaya yang dikerjakan Rogu untuk memindahkan beban tersebut adalah sebesar 10 N.

Catatan : Untuk mencari besar keuntungan mekanisnya, kamu bisa pilih salah satu dari rumus di atas, bisa KM = s/h atau KM = W/F karena nilainya akan sama. Tapi utamakan pilih rumus yang nilainya sudah diketahui.

KM = s/h
KM = 5 m / 1 m
KM = 5.

Jadi keuntungan mekanis bidang miringnya adalah sebesar 5.

Contoh soal 5

Paman Rudi ingin menurunkan sebuah karung beras dari atas truk. Ia mengambil sebuah papan kayu dengan panjang 6 meter, kemudian ia sandarkan ke truk yang tingginya 1,5 meter dari atas tanah. Jika paman Rudi mengeluarkan gaya sebesar 300 N, berapakah berat karung beras tersebut? Hitunglah keuntungan mekanis bidang miring tersebut!

Penyelesaian:

- Menghitung Berat Karung Beras:
Berat W dapat dihitung menggunakan rumus berikut:
W = m x g
dengan m adalah massa dan g adalah percepatan gravitasi bumi (sekitar 9.8 m/s²).

W = m x g
W = 4 x 300 N = 1200 N

Jadi, berat karung beras adalah sebesar

- Menghitung Keuntungan Mekanis:**

KM = s/h
KM = 6/1,5
KM = 4

Jadi, keuntungan mekanis bidang miringnya sebesar 4.