Tuas atau pengungkit adalah adalah pesawat sederhana yang terdiri atas sebuah batangan kokoh yang dapat berputar mengelilingi sebuah titik. Apa kabar adik-adik? Semoga kalian selalu dalam keadaan sehat. Materi fisika kita kali ini akan membahas tentang pesawat sederhana tuas atau pengungkit. Materi ini sering dipelajari oleh siswa SD, SMP kelas 8, dan SMA kelas 10. Sebelumnya, kita telah menuntaskan materi pesawat sederhana lainnya, yaitu bidang miring. Udah paham kan materinya? Nah, bagi yang belum paham, kalian bisa mempelajarinya di sini Bidang Miring. Sebagaimana yang telah dijelaskan, pesawat sederhana adalah alat bantu untuk mempermudah usaha. Pekerjaan mengangkat atau memindahkan beban-beban berat akan menjadi ringan dengan bantuan pesawat sederhana. Tuas atau pengungkit merupakan satu di antara sekian jenis pesawat sederhana tersebut. Seperti apa cara kerja dari alat ini? Nah, kalian akan mengetahuinya lewat materi ini. Kakak akan menjelaskan semua hal yang berkaitan dengan tuas pengungkit, simak dengan baik yah... Pengertian Tuas Pengungkit Apa yang dimaksud dengan tuas? Tuas disebut juga dengan pengungkit. Dalam ilmu fisika, tuas pengungkit adalah pesawat sederhana yang terdiri dari sebuah batangan kokoh yang dapat berputar mengelilingi sebuah titik. Berikut ini gambar skema sederhana sebuah tuas atau pengungkit Tuas pengungkit adalah suatu alat yang dapat digunakan untuk mempermudah melakukan usaha. Alat ini sering difungsikan sebagai alat bantu untuk mengangkat, memindahkan, atau mencongkel barang/benda. Dengan tuas pengungkit, maka proses pemindahan barang membutuhkan energi yang lebih sedikit dibandingkan tanpa tuas pengungkit. Tuas adalah suatu alat yang memudahkan manusia dalam melakukan usaha/kerja tanpa mengurangi berat benda. Tuas atau pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. Berikut ini adalah contoh gambar penggunaan tuas pengungkit untuk mengangkat/memindahkan beban Bagian-Bagian Tuas Pengungkit Tuas pengungkit mempunyai tiga bagian utama, yaitu titik kuasa, titik tumpu, dan titik beban. Berikut ini penjelasan dari masing-masing bagian tersebut 1. Titik Kuasa Tuas Pengungkit Titik kuasa adalah bagian dari pengungkit yang diberi tenaga gaya agar benda terangkat. Gaya yang diberikan pada titik tersebut dinamakan gaya kuasa. Sementara itu, jarak dari titik kuasa ke titik tumpu disebut lengan kuasa. 2. Titik Tumpu Titik tumpu fulcrum adalah titik di mana tuas pengungkit bertumpu berpusat. Hakikatnya, titik ini adalah sebuah penyokong, atau kaki, yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga memungkinkan sejumlah tekanan yang relatif kecil untuk mengangkat beban yang bobotnya relatif berat. 3. Titik Beban Titik beban adalah titik tempat beban beban atau barang yang akan dijungkit bertumpu. Beban adalah gaya yang akan dikalahkan. Sementara itu, jarak dari titik beban ke titik tumpu disebut lengan beban. Prinsip Kerja Tuas Pengungkit Prinsip kerja tuas pengungkit adalah memperbesar gaya angkat dengan cara memperpanjang lengan kuasa. Besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban bergantung pada perbandingan panjang lengan kuasa dan lengan beban Jika panjang lengan kuasa lebih panjang daripada lengan beban, maka untuk mengangkat benda diperlukan gaya yang lebih kecil. Jika panjang lengan kuasa lebih pendek daripada lengan beban, maka untuk mengangkat benda diperlukan gaya yang lebih besar. Jadi, cara yang paling mudah untuk mengangkat beban adalah memperpanjang lengan kuasa sehingga dibutuhkan gaya yang lebih kecil. Fungsi Tuas Pengungkit Tuas pengungkit adalah pesawat sederhana dengan fungsi utama mempermudah usaha atau kerja memudahkan dalam menggerakkan atau mengangkat beban alat pembesar gaya, gaya yang dihasilkan lebih besar daripada gaya yang dikeluarkan. Jenis-Jenis Tuas Pengungkit Tuas pengungkit dibedakan menjadi tiga jenis/golongan, yaitu tuas jenis pertama, jenis kedua, dan jenis ketiga. 1. Tuas Pengungkit Jenis/Golongan Pertama Tuas pengungkit jenis golongan kedua merupakan tuas dengan titik tumpu terletak antara titik beban dan titik kuasa atau titik tumpu terletak di antara dua beban. Contoh alat yang tergolong tuas jenis pertama adalah tang, papan jungkat jungkat, neraca sama lengan, dan gunting. 2. Tuas Pengungkit Jenis/Golongan Kedua Tuas pengungkit jenis golongan kedua merupakan tuas dengan titik beban terletak antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh alat dalam kehidupan sehari-hari yang tergolong tuas jenis pertama adalah gerobak dorong roda satu, alat pemecah biji, dan alat pembuka tutup botol. 3. Tuas Pengungkit Jenis/Golongan ketiga Tuas pengungkit jenis golongan kedua merupakan tuas dengan titik kuasa terletak antara titik tumpu dan titik beban. Contoh alat dalam kehidupan sehari-hari yang tergolong tuas jenis ketiga adalah sekop dan pinset. Rumus Tuas Pengungkit Rumus pada tuas pengungkit jenis pertama, kedua, dan ketiga adalah sebagai berikut w . lb = F . lk atau w/F = lk/lb di mana, w = m . g Keterangan w = berat benda N lb = lengan beban m F = gaya kuasa N lk = lengan kuasa m m = massa benda kg g = percepatan gravitasi m/s2 Rumus Mencari Gaya Pada Tuas Pengungkit F = lb/lk . w Rumus Mencari Berat Beban Pada Tuas Pengungkit w = lk/lb . F Rumus Mencari Lengan Kuasa Pada Tuas Pengungkit lk = w/F . lb Rumus Mencari Lengan Beban Pada Tuas Pengungkit lb = F/w . lk Keuntungan Mekanis Mekanik Tuas/Pengungkit Keuntungan mekanis tuas pengungkit adalah perbandingan antara besar beban dan besar gaya yang dikeluarkan untuk mengimbangi beban atau perbandingan antara lengan kuasa dan lengan beban. Rumus Keuntungan Mekanis Tuas Pengungkit Berdasarkan definisi di atas, maka rumus keuntungan mekanis mekanik tuas atau pengungkit adalah KM = w/F atau KM = lk/lb Keterangan KM = Keuntungan mekanis mekanik Contoh Tuas Pengungkit dalam Kehidupan Sehari-hari Berikut ini adalah beberapa 10 contoh alat dalam kehidupan sehari-hari yang menggunakan prinsip kerja tuas pengungkit Tang Neraca sama lengan Jungkat jungkit Palu Pencabut Paku Gunting Gerobak dorong satu roda Pemecah biji Pembuka tutup botol Sekop Pinset Contoh Soal Tuas Pengungkit Berikut ini adalah beberapa contoh soal tentang tuas pengungkit Contoh Soal 1 Tuas dengan titik tumpu berada di antara titik beban dan titik kuasa disebut? Jawaban Tuas jenis/golongan pertama. Contoh Soal 2 Tuas yang panjangnya 1,5 m digunakan untuk mengangkat batu seberat N. Jika titik tumpu diletakkan 0,5 m dari batu, hitung besar gaya yang harus dikeluarkan Jawaban Diketahui l = 1,5 m w = N lb = 0,5 m lk = l - lb = 1,5 - 0,5 = 1 m Ditanyakan F....? Penyelesaian F = lb/lk . w = 0,5/1 . = 600 N Jadi, gaya yang harus dikeluarkan untuk mengangkat batu tersebut adalah 600 N. Contoh Soal 3 Sebuah batu yang beratnya 900 N diangkat dengan tuas yang panjangnya 2 m. Jika lengan beban 50 cm dan titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Hitunglah! A. Gaya yang Diperlukan B. KM​ Jawaban Diketahui w = 900 N l = 2 m lb = 50 cm = 0,5 m lk = l - lb = 2 - 0,5 = 1,5 m Ditanyakan A. F...? B. KM...? Penyelesaian A. Gaya yang diperlukan F F = lb/lk . w = 0,5/1,5 . 900 = 300 N Jadi, gaya yang harus dikeluarkan untuk mengangkat batu tersebut adalah 300 N B. Keuntungan Mekanis KM KM = w/F = 900/300 = 3 Jadi, keuntungan mekanis KM tuas tersebut adalah 3. Contoh Soal 4 Tuas dalam keadaan seimbang saat posisi beban dan kuasa seperti gambar Jika titik tumpu kemudian digeser 10 cm mendekati beban, agar tuas tetap seimbang yang harus dilakukan adalah… A. Mengurangi kuasa sebesar 10 N B. Menambah kuasa agar menjadi 200 N C. Menggeser kuasa mendekati titik tumpu sejauh 50 cm D. Menggeser kuasa mendekati titik tumpu sejauh 40 cm Jawaban C. Menggeser kuasa mendekati titik tumpu sejauh 50 cm Pembuktian Diketahui w = 800 N lb = 40 cm = 0,4 m lk = 160 cm = 1,6 m Ditanyakan Apa yang harus dilakukan agar tuas tetap seimbang jika titik tumpu digeser 10 cm mendekati beban? Penyelesaian Syarat agar terjadi kesetimbangan pada tuas adalah jika bagian beban sama dengan bagian kuasa w . lb = F . lk Langkah pertama, kita cari terlebih dahulu besar gaya kuasa F pada gambar F = lb/lk . w = 0,4/1,6 . 800 = 200 N Jadi, besar gaya kuasa pada gambar adalah 200 N. Langkah kedua, menggeser titik tumpu 10 cm atau 0,1 m ke titik beban. Setelah digeser, maka kondisi yang terjadi lengan beban berkurang 0,1 m lengan kuasa bertambah 0,1 m w . lb - 0,1 = F . lk + 0,1 800 . 0,4 - 0,1 = 200 . 1,6 + 0,1 800 . 0,3 = 200 . 1,7 240 = 340 Belum seimbang Untuk membuatnya seimbang, maka kita geser kuasa mendekati titik tumpu sejauh 50 cm atau 0,5 m, artinya panjang lengan kuasa akan berkurang 0,5 m. w . lb = F . lk - 0,5 800 . 0,3 = 200 . 1,7 - 0,5 240 = 20 . 1,2 240 = 240 Seimbang Jadi, terbukti bahwa tuas menjadi seimbang dengan menggeser kuasa mendekati titik tumpu sejauh 50 cm Pilihan C. Contoh Soal 5 Perhatikan gambar berikut! Tuas ini akan gaya menghasilkan kuasa F paling kecil bila beban w di letakkan titik... A. 1, tumpu T di titik 2 dan F di titik 4 B. 2, tumpu T di titik 3 dan F di titik 7 C. 1, tumpu T di titik 5 dan F di titik 6 D. 3, tumpu T di titik 4 dan F di titik 7 Jawaban B. 2, tumpu T di titik 3 dan F di titik 7 Pembuktian Maksud dari soal ini adalah hanya dengan gaya kuasa kecil beban bisa terangkat. Besar gaya angkat pada tuas dipengaruhi oleh panjang lengan kuasa dan panjang lengan beban Jika lengan kuasa lebih panjang dari lengan beban, maka gaya kuasa kecil. Jika lengan kuasa lebih pendek dari lengan beban, maka gaya kuasa besar. Mari kita periksa satu per satu pilihan di atas A. 1, tumpu T di titik 2 dan F di titik 4, pada kondisi ini lk = 2 dan lb = 1, artinya gaya kuasa agak kecil. Berikut ini gambarnya B. 2, tumpu T di titik 3 dan F di titik 7, pada kondisi ini lk = 4 dan lb = 1, artinya gaya kuasa paling kecil. Berikut ini gambarnya C. 1, tumpu T di titik 5 dan F di titik 6, pada kondisi ini lk = 1 dan lb = 4, artinya gaya kuasa paling besar. Berikut ini gambarnya D. 3, tumpu T di titik 4 dan F di titik 7, pada kondisi ini lk = 3 dan lb = 1, artinya gaya kuasa kecil. Berikut ini gambarnya Kesimpulan Tuas pengungkit adalah pesawat sederhana yang terdiri dari sebuah batangan kokoh yang dapat berputar mengelilingi sebuah titik. Gimana adik-adik, udah paham kan materi tuas pengungkit di atas? Jangan bingung lagi yah. Sekian dulu materi kali ini, bagikan agar teman yang lain bisa membacanya. Terima kasih, semoga bermanfaat.
P0Wh.