35 Contoh Soal Pesawat Sederhana Kelas 8 SMP Kurikulum Merdeka beserta Jawabannya

6. Sumbi menggunakan gunting untuk memotong kertas. Gunting adalah salah satu contoh dari pesawat sederhana jenis tuas. 

Jika jarak antara titik tumpu dan titik kuasa pada gunting adalah 15 cm, dan jarak antara titik tumpu dan titik beban adalah 5 cm, berapakah keuntungan mekanis gunting tersebut?

Jawaban:

Keuntungan Mekanis = Panjang Lengan Kuasa / Panjang Lengan Beban

Jadi, keuntungan mekanis gunting tersebut adalah:
Keuntungan Mekanis = 15 cm / 5 cm = 3

7. Supar menggunakan roda berporos guna memindahkan drum berisi cat. 

Adapun diameter roda adalah 50 cm dan diameter poros adalah 5 cm. Apabila gaya yang diberikan Supar pada poros adalah 100 N, berapakah besar gaya yang dihasilkan oleh roda untuk memindahkan drum?

Jawaban:

Keuntungan Mekanis = Diameter Roda / Diameter Poros

Jadi, keuntungan mekanis roda berporos tersebut adalah:
Keuntungan Mekanis = 50 cm / 5 cm = 10
Gaya yang dihasilkan oleh roda = Keuntungan Mekanis x Gaya pada Poros = 10 x 100 N = 1000 N

Penjelasan:

Keuntungan mekanis 10 berarti gaya yang dihasilkan oleh roda 10 kali lebih besar dari gaya yang diberikan Supar pada poros.

Contoh Soal Pesawat Sederhana Kelas 8 SMP Bagian 3

8. Pak Budi ingin memindahkan sebuah mesin yang beratnya 500 kg ke lantai dua sebuah gedung. 

Ia menggunakan bidang miring dengan panjang 5 meter dan tinggi 2 meter, serta sebuah katrol tunggal bergerak untuk membantu mengangkat mesin. 

Jika gaya gesek antara mesin dan bidang miring diabaikan, berapakah gaya minimal yang harus dikeluarkan Pak Budi untuk mengangkat mesin tersebut?

Jawaban:

Hitung keuntungan mekanis bidang miring:
Keuntungan mekanis = panjang bidang miring / tinggi bidang miring = 5 m / 2 m = 2,5

Hitung berat mesin:
Berat = massa × gravitasi = 500 kg × 10 m/s² = 5000 N

Hitung gaya yang dibutuhkan untuk mengatasi berat mesin pada bidang miring:
Gaya = berat / keuntungan mekanis = 5000 N / 2,5 = 2000 N

Karena menggunakan katrol tunggal bergerak, gaya yang dibutuhkan akan berkurang menjadi setengahnya:
Gaya minimal = 2000 N / 2 = 1000 N

Jadi, gaya minimal yang harus dikeluarkan Pak Budi adalah 1000 N.

9. Andi menggunakan sebatang besi sebagai pengungkit untuk mengangkat sebuah batu. 

Batu tersebut diletakkan di tengah-tengah batang besi, dengan titik tumpu berada 1 meter dari batu dan titik kuasa berada 2 meter dari titik tumpu. 

Jika berat batu 300 N, berapa gaya yang harus dikeluarkan Andi untuk mengangkat batu tersebut?

Jawaban:

Karena beban berada di tengah, maka panjang lengan kuasa dan lengan beban sama.

Keuntungan mekanis tuas = panjang lengan kuasa / panjang lengan beban = 2 m / 1 m = 2

Gaya yang harus dikeluarkan Andi = berat batu / keuntungan mekanis = 300 N / 2 = 150 N

Jadi, Andi harus mengeluarkan gaya sebesar 150 N untuk mengangkat batu tersebut.

10. Budi menggunakan sebuah roda berporos untuk memindahkan drum berisi cat. Diameter roda adalah 80 cm dan diameter poros adalah 10 cm. 

Jika gaya gesek antara poros dan bantalannya adalah 20 N, dan Budi ingin memindahkan drum dengan gaya 100 N, berapa berat maksimum drum yang dapat dipindahkan?

Jawaban:

Hitung keuntungan mekanis roda berporos:
Keuntungan mekanis = diameter roda / diameter poros = 80 cm / 10 cm = 8

Hitung gaya yang dihasilkan oleh roda:
Gaya oleh roda = keuntungan mekanis × gaya pada poros = 8 × 100 N = 800 N

Gaya yang sebenarnya digunakan untuk mengatasi gesekan dan mengangkat drum adalah:
Gaya efektif = gaya oleh roda – gaya gesek = 800 N – 20 N = 780 N

11. Sebuah bidang miring memiliki panjang 6 meter dan tinggi 2 meter. Jika berat benda yang akan dipindahkan adalah 300 N, berapa gaya yang diperlukan untuk menaikkan benda itu?

Jawaban:

F = W × h ÷ l
F = 300 × 2 ÷ 6 = 100 N

Jadi, gaya yang dibutuhkan untuk menaikkan benda adalah 100 N.

12. Dika menggunakan katrol ganda untuk mengangkat beban seberat 400 N. Jika sistem katrol memiliki keuntungan mekanis 4, berapa gaya yang harus diberikan Dika?

Jawaban:

F = W ÷ KM
F = 400 ÷ 4 = 100 N

Jadi, gaya yang harus diberikan Dika adalah 100 N.

13. Sebuah pengungkit memiliki panjang lengan kuasa 1,5 meter dan lengan beban 0,5 meter. Jika gaya kuasa 80 N, berapa berat beban yang bisa diangkat?

Jawaban:

F1 × L1 = F2 × L2
80 × 1,5 = F2 × 0,5
F2 = 240 N

Jadi, berat beban yang bisa diangkat adalah 240 N.

14. Sebuah roda berporos memiliki diameter roda 60 cm dan diameter poros 10 cm. Jika gaya yang diberikan pada roda adalah 50 N, berapa besar gaya keluaran yang dihasilkan?

Jawaban:

KM = D roda ÷ D poros = 60 ÷ 10 = 6
Gaya keluaran = KM × gaya = 6 × 50 = 300 N

Jadi, gaya keluaran yang dihasilkan adalah 300 N.

15. Sebuah bidang miring digunakan untuk menaikkan benda 250 N ke ketinggian 1,25 m dengan panjang papan 5 m. Berapa keuntungan mekanisnya?

Jawaban:

KM = l ÷ h = 5 ÷ 1,25 = 4
Jadi, keuntungan mekanisnya adalah 4.

16. Jika gaya 150 N digunakan untuk mengangkat beban 450 N menggunakan tuas, berapa keuntungan mekanisnya?

Jawaban:

KM = W ÷ F = 450 ÷ 150 = 3
Jadi, keuntungan mekanisnya adalah 3.

17. Sebuah katrol bergerak digunakan untuk mengangkat beban 200 N. Berapa besar gaya yang harus diberikan?

Jawaban:

KM = 2
F = W ÷ KM = 200 ÷ 2 = 100 N

Jadi, gaya yang harus diberikan adalah 100 N.

18. Sebuah roda berporos memiliki diameter roda 40 cm dan diameter poros 8 cm. Jika gaya pada roda 60 N, berapa gaya yang dihasilkan poros?

Jawaban:

KM = 40 ÷ 8 = 5
Gaya keluaran = 5 × 60 = 300 N

Jadi, gaya yang dihasilkan poros adalah 300 N.