Contoh Soal Pesawat Sederhana - SMP 1

Contoh Soal Pesawat Sederhana – SMP 3 memuat kumpulan soal dengan materi pesawat sederhana untuk level kognitif penalaran. Berdasarkan Kisi – Kisi Ujian Nasional 2020, materi pesawat sederhana diberikan dalam tiga level kognitif. Ketiga level kognitif tersebut meliputi level kognitif pengetahuan dan pemahaman, aplikasi, dan penalaran. Untuk level kognitif penalaran akan menguji kemampuan peserta ujian nasional dalam menyelesaikan masalah seputar pesawat sederhana menggunakan nalar. Kumpulan soal pesawat sederhana yang sesuai level kognitif penalaran diberikan seperti soal – soal berikut.

Contoh 1 – Soal UN IPA SMP/MTs Tahun 2019

Batang besi sepanjang 100 cm digantung dengan tali di bagian tengahnya sebagai tuas seperti gambar.

Contoh Soal Pesawat Sederhana UN IPA SMP 2017

Tuas menjadi seimbang dengan cara menggeser beban ….
A. P = 20 cm menjauhi K dan Q = 10 cm mendekati L
B. P = 15 cm menjauhi K dan Q = 25 cm mendekati L
C. P = 25 cm menjauhi K dan Q = 25 cm mendekati L
D. P = 5 cm menjauhi K dan Q = 20 cm mendekati L

Pembahasan:

Kondisi seimbang pada tuas dipenehui ketika memenuhi persamaan perkalian beban (W) dengan lengan beban (Lb) sama dengan kuasa (F) dengan lengan kuasa (Lk).

Menghitung perbandingan Lb dan Lk agar tuas menjadi seimbang:

Pembahasan Soal Pesawat Sederhana UN IPA SMP 2017

Kesimpulannya, agar kedua benda seimbang maka nilai lengan kuasa (Lk) harus tiga kali lengan beban (Lb). P = 5 cm menjauhi K dan Q = 20 cm mendekati L Untuk membuat nilai lengan kuasa (Lk) sama dengan lengan beban (Lb) yang harus dilakukan adalah menggeser beban P = 25 cm menjauhi K dan Q = 25 cm mendekati L.

Jawaban: C

Contoh 2 – Soal UN IPA SMP/MTs Tahun 2017

Sebuah benda diletakkan di atas seperti gambar.

Contoh Soal Pesawat Sederhana UN IPA SMP 2019

Saat titik tumpu digeser 10 cm mendekati beban, supaya tuas tetap seimbang yang harus dilakukan adalah ….
A. menggeser kuasa sejauh 30 cm mendekati titik tumpu
B. menggeser kuasa sejauh 30 cm mendekati titik tumpu
C. menambah kuasa menjadi 240 N
D. mengurangi kuasa menjadi 133,2 N

Pembahasan:

Informasi awal yang diberikan pada soal meliputi beberapa data seperti berikut.

Beban = w = 600 N
Kuasa = F = 200 N
Lengan beban = L_b = 30 cm

Menghitung lengan kuasa (L_k):

$w \times L_{b} = F \times L_{k}$

$600 \times 30 = 200 \times L_{k}$

$18.000 = 200 \times L_{k}$

$L_{k} = \frac{18.000}{200}$

$L_{k} = 90 \; cm$

Kemudian titik tumpu digeser mendekati beban sejauh 10 cm. Sehingga lengan beban sekarang menjadi 20 cm (L_b = 20 cm).

Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk membuat tuas tetap seimbang. Cara yang dilakukan agar membuat sistem seimbang harus memenuhi persamaan w × L_b = F × L_k.

Cara yang dapat melalui mengurangi beban, menambah kuasa, atau menggeser jarak kuasa. Yang tetap adalah posisi lengan beban sama dengan 20 cm.

Cara pertama: beban tetap, kuasa berubah (yang akan dicari), lengan kuasa tetap

$w \times L_{b} = F \times L_{k}$

$600 \times 20 = F \times 90$

$12.000 = 90 \times F$

$F = \frac{12.000}{90}$

$F = 133 \frac{1}{3} \; cm$

Sehingga cara pertama yang dapat dilakukan adalah membuat nilai kuasanya sama dengan $133 \frac{1}{3} \; cm$ yaitu dengan mengurangi nilai kuasa sebanyak

$= 200 \; N - 133 \frac{1}{3} \; N$

$= 66 \frac{2}{3} \; N$

Cara kedua: beban berubah (yang akan dicari), kuasa tetap, lengan kuasa berubah

$w \times L_{b} = F \times L_{k}$

$w \times 20 = 200 \times 90$

$20 w = 18.000$

$w = \frac{18.000}{20}$

$w = 900 \; N$

Cara kedua yang dapat dilakukan adalah membuat nilai bebannya menjadi 900 N, yaitu dengan menambah beban sebanyak = 900 N – 600 N = 300 N.

Cara ketiga: beban tetap, kuasa tetap, lengan kuasa berubah

$w \times L_{b} = F \times L_{k}$

$600 \times 20 = 200 \times L_{k}$

$12.000 = 200 L_{k}$

$L_{k} = \frac{12.000}{200}$

$w = 60 \; cm$

Sehingga, cara ketiga yang dapat dilakukan adalah membuat jarak kuasa dengan titik tumpu (lengan kuasa) menjadi 60 cm, yaitu dengan menggeser kuasa sejauh 30 cm mendekati titik tumpu.

Jadi, saat titik tumpu digeser 10 cm mendekati beban, supaya tuas tetap seimbang yang harus dilakukan adalah menggeser kuasa sejauh 30 cm mendekati titik tumpu.

Jawaban: B

Sekian kumpulan soal pesawat sederhana beserta dengan pembahasannya untuk level kognitif penalaran. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.