Tuas atau disebut juga dengan pengungkit merupakan jenis pesawat sederhana yang memiliki usia paling tua dibandingkan dengan pesawat sederhana lainnya. Tuas sudah di gunakan pada awal peradaban kehidupan nenek moyang. Awalnya tuas digunakan untuk membantu memindahkan benda-benda berat untuk meringankan pekerjaan rumah. Contohnya seperti memindahkan batu besar untuk membuat paramida dan lainnya.
Selain untuk memindahkan benda berat, tuas juga digunakan untuk mengungkit, mencabut dan mengangkat benda. Untuk mengetahui lebih lengkap tentang tuas, beriktu ini akan dijelaskan secara lengkap tentang pengertian tuas, macam-macam tuasm cara kerja, fungsi dan contoh soal tuas dengan penjelasannya.
Baca Juga : Pesawat Sederhana dan Penjelasannya
Pengertian Tuas atau Pengungkit
Tuas atau pengungkit adalah jenis pesawat sederhana yang memiliki usia paling tua dibandingkan dengan pesawat sederhana lainnya. Tuas telah digunakan sejak peradapan nenek moyang. Saat itu tuas digunakan untuk memindahkan benda-benda berat sehingga memudahkan pekerjaan.
Cara Kerja Tuas
Prinsip atau cara kerja tuas dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Berdasarkan gambar diatas, titik A disebut titik kuasa, yaitu tempat melakukan usaha atau kerja. Titik B disebut titik beban, yaitu tempat beban di letakkan. Titik C disebut titik tumpu.
Jarak antara titik kuasa dan titik tumpu atau jarak AC disebut Lengan Kuasa (lk). Jarak antara titik beban dan titik tumpu disebut lengan beban (lb). Massa kuasa dinyatakan sebagai mA dan massa beban dinyatakan sebagai mB.
Massa kuasa berbanding terbalik dengan panjang lengan masing-masing. Jadi, rumus yang berlaku adalah sebagai berikut:
mA : mB = lb : lk
atau
mA lk = mB lb
Jika kedua ruas dikali dengan g = gravitasi maka :
mA g lk = mB g lk
atau
wA lk = wB lb
Besarnya wA = F = kuasa merupakan gaya yang dikerjakan, sedangkan wB = w = beban yang diangkat.
F lk = w lb
Keterangan:
F = gaya yang bekerja (N)
w = beban (N)
lk = lengan kuasa (m atau cm)
lb = lengan beban (m atau cm)
Perbandingan antara beban dengan kuasa disebut keuntungan mekanik (KM) pesawat. Jadi,
KM = W/F = Ik/Ib
Baca Juga : Hukum Kirchoff dan Penjelasannya
Macam Macam Tuas
Berdasarkan pada posisi titik tumpu, titik beban dan titik kuasanya, pengungkit dibagi menjadi tiga jenis, yaitu pengungkit jenis 1, pengungkit jenis 2 dan pengungkit jenis 3.
Pengungkit Jenis 1
Pengungkit jenis 1 adalah jenis pengungkit dengan titik tumpu berada di antara titik beban dan titik kuasa. Pengungkit jenis 1 merupakan bentuk dasar dari suatu pengungkit. Contohnya seperti jungkat-jungkit, gunting, tang, linggis, palu dan sebagainya.
Pengungkit Jenis 2
Pengungkit jenis 2 adalah jenis pengungkit dengan titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa. Contonya seperti pembuka tutup botol, gerobak dorong, alat pemecah dan sebagainya.
Pengungkit Jenis 3
Pengungkit jenis 3 adalah jenis pengungkit dengan titik kuasa berada diantara titik beban dan titik tumpu. Contohnya seperti alat pancing, pinset, stapler dan sebagainya.
Baca Juga : Hukum Kekekalan Energi dan Penjelasannya
Fungsi Tuas atau Pengungkit
Tuas atau pengungkit berfungsi sebagai alat pembesar gaya sehingga keuntungan menggunakan tuas yaitu gaya yang dihasilkan lebih besar dibandingkan gaya yang dikeluarkan. Besar gaya yang dihasilkan tergantung dari panjang lengan gaya dan panjang lengan beban. Semakin besar perbandingannya maka semakin besar juga gaya ungkit yang dihasilkan menggungakan tuas atau pengungkit.
Rumus Tuas atau Pengungkit
Secara matematis, rumus yang dapat digunakan untuk menghitung seberapa besar gaya yang digunakan yaitu:
W x LB = F x Lk
Keterangan:
W = berat beban (Newton) → W = m x g
LB = Lengan beban (meter)
F = gaya yang diberikan (Newton) → F = kuasa
Lk = lengan kuasa
Contoh Soal Tuas atau Pengungkit
Soal 1:
Untuk mengangkat beban 1.000 N digunakan tuas yang panjangnya 300 cm dan lengan beban 50 cm. Hitunglah gaya yang diperlukan mengangkat beban tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
w = 1.000 N
lb = 50 cm
Jika panjang tuas dan panjang lengan beban (lb) diketahui maka panjang lengan kuasa (lk) dapat dicari dengan cara mengurangkan panjang tuas dengan lengan kuasa. Maka:
lk = 300 cm – lb
lk = 300 cm – 50 cm
lk = 250 cm
Gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban yakni:
w . lb = F . lk
1.000 N . 50 cm = F . 250 cm
F = 1.000 N . 50 cm/250 cm
F = 200 N
Soal 2:
Sebuah linggis yang panjangnya 1,5 m digunakan untuk mencabut paku yang tertancap disebuah tembok. Linggis ditumpu 25 cm dari paku yang akan di cabut. Untuk melepaskan paku dari tembok diperlukan gaya sebesar 9,4 x 104 N. Berapa gaya lekat paku pada kayu? Berapa keuntungan mekanisnya?
Penyelesaian:
Diketahui:
Fk = 9,4 x 104 N
lb = 25 cm
panjang linggis = 1,5 m = 150 cm
Panjang lengan kuasa dapat dicari yakni dengan cara mengurangkan panjang linggis dengan lengan beban, maka:
lk = panjang linggis – lb
lk = 150 cm – 25 cm
lk = 125 cm
Gaya lekat paku pada kayu yakni:
Fb . lb = F . lk
Fb . 25 cm = 9,4 x 104 N . 125 cm
Fb = 9,4 x 104 N . 125 cm/25 cm
Fb = 4,7 x 105 N
Keuntungan mekanis pengungkit atau tuas yakni:
KM = Fb/Fk
KM = lk/lb
KM = 125 cm/25 cm
KM = 5
Baca Juga : Hukum Newton 1 2 3 dan Penjelasannya
Demikian artikel mengenai Pengertian Tuas dan Penjelasannya. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan anda mengenai pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam.