Fisika Veritas: “Beri Aku Tuas yang Panjang Maka Aku Akan Memindahkan Dunia“

Judul posting ini merupakan salah satu kata-kata seorang ilmuwan Yunani kuno. Hmm, salah satu keuntungan mekanik yang ditawarkan oleh fisika. Konsep ini mirip dengan posting mengenai kapal dan katrol. Kamu dapat memindahkan atau menggerakkan benda berat dengan menggunakan sistem tuas dengan ringan.

Dengan tuas yang panjang dan pemilihan tumpuan yang sesuai, kamu dapat dengan mudah memindahkan benda berat.

Sistem Tuas

Namun ada harga yang harus dibayar, yaitu perpindahannya. Ingat bahwa [usaha] = [gaya] x [perpindahan]. Memang kamu dapat menggerakkan beban tersebut dengan mudah (dengan gaya yang kecil) namun kamu butuh menarik tuas dengan susunan seperti gambar di atas sejauh –katakanlah– 50 cm hanya untuk memindahkannya sejauh 5 cm; karena sebenarnya usaha yang kamu lakukan pada ujung tuas adalah sama jika kamu langsung mengangkat beban tersebut sejauh 5 cm.

Tuas yang Ditarik

$W_{ujung} = (F_{ujung})(d_{ujung})$

$W_{ujung}= (10 N)(0.5 m)$

$W_{ujung}= 5 Joule$

usaha yang dilakukan sama artinya: $W_{beban} = W_{ujung} = 5Joule$

$W_{beban} = F_{beban}d_{beban} = 5 Joule$

$d_{beban} = \frac{5 Joule}{F_{beban}} = \frac{5 Joule}{100 N} = 0.05 m = 5 cm$

Dengan mendekatkan titik tumpu ke beban, akan semakin ringan bagimu untuk menggerakkan beban tersebut. Namun perpindahannya semakin kecil, karena apa? Karena usaha yang dilakukan adalah sama.

Keuntungan dari sistem tuas (juga sistem banyak katrol) adalah kelelahan kita ditukar menjadi kelelahan oleh perpindahan dibandingkan oleh gaya. Otot-otot manusia tidak dirancang untuk menerima gaya yang besar, namun memungkinkan untuk menerima perpindahan yang besar dengan gaya yang kecil walaupun secara konsep, usaha dan kelelahan kita sebenarnya sama saja.

Analisis Torsi untuk menentukan gaya minimum agar beban bergerak (Lanjutan)