Menghitung Gaya yang Diperlukan untuk Menggulingkan Batu Besar Menggunakan Tuas

Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang bagaimana menghitung gaya yang diperlukan untuk menggulingkan batu besar menggunakan tuas. Kita akan menggunakan contoh kasus di mana batu memiliki massa 120 kg, panjang tuas 6 meter, dan lengan bebannya 2 meter. Diketahui: - Massa batu: 120 kg - Panjang tuas: 6 meter - Panjang lengan bebannya: 2 meter Ditanya: Berapa gaya yang harus diberikan untuk menggulingkan batu tersebut? Jawab: Untuk menghitung gaya yang diperlukan, kita dapat menggunakan prinsip dasar tuas. Prinsip ini menyatakan bahwa gaya yang diberikan pada satu sisi tuas akan menghasilkan gaya yang setara di sisi lainnya. Dalam kasus ini, kita dapat menggunakan rumus dasar tuas: \[ \text{{Gaya pada sisi 1}} \times \text{{Panjang sisi 1}} = \text{{Gaya pada sisi 2}} \times \text{{Panjang sisi 2}} \] Dalam kasus ini, sisi 1 adalah sisi di mana gaya diberikan (lengan bebannya) dan sisi 2 adalah sisi di mana batu berada. Mari kita sebut gaya yang harus diberikan sebagai \( F_1 \) dan gaya yang diberikan pada batu sebagai \( F_2 \). Panjang sisi 1 adalah 2 meter dan panjang sisi 2 adalah 6 meter. Dengan menggunakan rumus tuas, kita dapat menulis persamaan berikut: \[ F_1 \times 2 = F_2 \times 6 \] Kita dapat membagi kedua sisi persamaan dengan 2 untuk mendapatkan: \[ F_1 = 3F_2 \] Sekarang, kita perlu mencari nilai \( F_2 \). Kita dapat menggunakan rumus Newton untuk menghitung gaya: \[ F = m \times a \] Dalam kasus ini, kita tidak memiliki percepatan, tetapi kita memiliki massa batu. Jadi, kita dapat menggunakan rumus ini untuk menghitung gaya yang diberikan pada batu: \[ F_2 = m \times g \] Di mana \( g \) adalah percepatan gravitasi, yang biasanya didefinisikan sebagai \( 9.8 \, \mathrm{m/s^2} \). Mari kita masukkan nilai massa batu ke dalam rumus: \[ F_2 = 120 \, \mathrm{kg} \times 9.8 \, \mathrm{m/s^2} = 1176 \, \mathrm{N} \] Sekarang kita dapat menggantikan nilai \( F_2 \) ke dalam persamaan sebelumnya untuk mencari nilai \( F_1 \): \[ F_1 = 3 \times 1176 \, \mathrm{N} = 3528 \, \mathrm{N} \] Jadi, gaya yang harus diberikan untuk menggulingkan batu tersebut adalah 3528 N. Dalam artikel ini, kita telah membahas tentang bagaimana menghitung gaya yang diperlukan untuk menggulingkan batu besar menggunakan tuas. Kita menggunakan contoh kasus di mana batu memiliki massa 120 kg, panjang tuas 6 meter, dan lengan bebannya 2 meter. Dengan menggunakan prinsip dasar tuas dan rumus Newton, kita dapat menghitung gaya yang harus diberikan, yaitu 3528 N.