Bab 10 Mesin Ringkas

Tuas1. Tuas ialah sejenis mesin ringkas yang biasa digunakan

dalam kehidupan harian untuk memudahkan kerja kita. 2. Tuas terdiri daripada satu batang tegar yang dapat

berputar bebas pada satu titik sokongan tetap. 3. Terdapat tiga bahagian dalam setiap sistem tuas, iaitu

fulkrum yang merupakan titik sokongan tetap atau titik pangsi, beban yang merupakan berat objek yang bertindak ke bawah disebabkan oleh tarikan graviti dan daya yang bertindak untuk mengangkat atau mengalihkan beban.

4. Lazimnya, daya yang kecil mampu mengangkat beban yang berat dengan menggunakan tuas.

Lakukan aktiviti di bawah ini.

Radas: Pembaris, stapler, dan duit syiling

Aktiviti ini menunjukkan daya yang kecil dapat mengimbangkan suatu beban yang besar dalam sistem tuas ini.

5. Tuas dapat dibahagikan kepada tiga kelas berdasarkan kedudukan fulkrum, beban, dan daya yang dikenakan pada tuas itu.

6. Tuas kelas pertama dan kedua boleh digunakan untuk mengangkat beban berat hanya dengan daya yang kecil.

Tuas kelas pertama

• Fulkrum terletak di antara daya dengan beban.• Daya dan beban bertindak pada arah yang sama.

Tuas kelas kedua

• Beban terletak di antara fulkrum dengan daya.• Daya dan beban bertindak pada arah yang bertentangan.

Tuas kelas ketiga

• Daya terletak di antara fulkrum dengan beban.• Daya dan beban bertindak pada arah yang bertentangan.

Momen daya1. Apabila daya dikenakan pada sesuatu objek, daya itu

akan memutarkan objek itu pada satu titik pangsi atau fulkrumnya.

2. Daya atau kesan putaran ini disebut momen daya. 3. Kesan putaran dapat diperhatikan apabila kita membuka

pintu atau menggunakan sepana untuk melonggarkan nat.

4. Momen daya dapat dihitung jika daya tindakan didarab dengan jarak serenjang dari fulkrum (pangsi) ke daya.

Momen daya = Daya Jarak serenjang dari fulkrum (pangsi) ke daya

5. Momen daya bergantung pada daya yang dikenakan dan jarak serenjang dari fulkrum (pangsi) ke daya.

Momen daya = 10N 0.6m = 6Nm

Pandangan dari atas pintu

Momen daya = 30N 0.2m = 6Nm

Pandangan dari atas pintu

6. Daya yang lebih kecil diperlukan untuk membuka pintu jika jarak serenjang dari engsel (pangsi) lebih panjang.

Prinsip tuas1. Prinsip tuas menyatakan bahawa apabila suatu tuas

berada dalam keadaan yang seimbang, hasil darab beban dan jarak beban dari fulkrum adalah sama dengan hasil darab daya dan jarak daya dari fulkrum.

2. Prinsip tuas dapat diwakili oleh formula yang berikut:

Beban(N) X Jarak beban dari fulkrum(m) = Daya(N) X Jarak daya dari fulkrum(m)

Contoh 1

Jika jarak batu kecil dari batu besar dan pekerja masing-masing ialah 1 m dan 2 m, berapakah nilai daya yang perlu dikenakan oleh pekerja itu untuk mengangkat batu besar seberat 800 N?

Penyelesaian:

Daya X Jarak daya dari fulkrum = Beban X Jarak beban dari fulkrum Daya X 2m = 800N X 1m

Daya = ( 800N X 1m) 2m

Daya = 400N

Contoh 2

Jika jarak batu kecil dari batu besar dan pekerja masing-masing ialah 1 m dan 2 m, berapakah nilai daya yang perlu dikenakan oleh pekerja itu untuk mengangkat batu besar seberat 800 N?

Penyelesaian:

Beban X Jarak beban dari fulkrum = daya X daya dari fulkrum

Beban X 0.3m = 3N X (0.3 0.1)m

Beban = ( 3N X 0.2m) 0.3m

Beban = 2N

Ingat semula

1. Mesin ringkas ialah alat yang dapat membantu manusia melakukan kerja dengan mudah.

2. Tuas ialah sejenis mesin ringkas yang dibahagikan kepada tiga kelas tuas, iaitu kelas pertama, kelas kedua dan kelas ketiga, berdasarkan kedudukan fulkrum, beban, dan daya.

3. Tuas kelas pertama mempunyai fulkrum yang terletak di antara beban dan daya. Contoh-contoh tuas kelas pertama ialah gunting, playar, dan jongkang-jongket.

4. Tuas kelas kedua mempunyai beban yang terletak di antara fulkrum dan daya. Contoh- contoh tuas kelas kedua ialah pemotong kertas, kereta sorong, dan pembuka penutup botol.

5. Tuas kelas ketiga mempunyai daya yang terletak di antara fulkrum dan beban. Contoh-contoh tuas kelas ketiga ialah joran dan penyepit ais.

6. Momen daya ialah kesan putaran yang terhasil apabila daya yang dikenakan pada suatu objek memutarkan objek itu pada satu titik pangsi (fulkrum).

7. Prinsip tuas menyatakan bahawa hasil darab beban dan jarak beban dari fulkrum adalah sama dengan hasil darab daya dan jarak daya dari fulkrum apabila tuas berada dalam keadaan seimbang.