Rumus Bidang Miring dan Contoh dalam Kehidupan Sehari-Hari | Soal Bidang Miring & Jawaban

Bidang miring adalah sebuah bidang miring yang digunakan untuk memindahkan sebuah benda ke ketinggian tertentu. Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.

Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut terhadap lantai seperti tampak pada gambar

Rumus- Rumus Bidang Miring

Besarnya gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda adalah:

Keterangan:

s : panjang bidang miring (m)
h : tinggi bidang miring (m)

w = berat beban (N)
F = gaya yang diberikan (N)

Rumus Keuntungan Mekanis Bidang Miring
Dengan demikian, keuntungan mekanis dari bidang miring adalah sebagai berikut.

Dalam kehidupan sehari-hari, prinsip kerja bidang miring digunakan pada pembuatan jalan-jalan di bukit dan pegunungan, sekrup, resleting, dan tangga. Sekrup bekerja dengan menggunakan prinsip bidang miring. Pada sekrup terdapat silinder dan uliran yang bekerja bersamaan. Jika sekrup diputar satu kali maka kepala sekrup dan sumbu sekrup akan bergerak melingkar satu kali. Besar keuntungan mekanis dari sekrup dirumuskan sebagai berikut.

Interval sekrup merupakan jarak antar uliran.
Keuntungan menggunakan bidang miring adalah memperkecil usaha yang dilakukan dengan menambah jarak tempuh. Kelemahan dari pesawat ini adalah untuk menggunakannya diperlukan waktu yang relatif lebih lama. 

Contoh Soal tentang Bidang Miring dan Jawabannya

1. Sebuah balok akan dinaikkan ke dalam sebuah truk dengan menggunakan bidang miring
sepanjang 2,5 m. Gaya yang dibutuhkan sebesar 400 N. Jika tinggi bidang miring 2 m,
berapakah berat balok tersebut?
Penyelesaian :
Diketahui:
F = 400 N
s = 2,5 m
h = 2 m
Ditanyakan: w = . . .?
Jawab:
F × s = w × h
400 × 2,5 = w × 2
2w = 1.000
w = 500
Jadi, berat balok tersebut adalah 500 N.

2. Seorang mendorong sebuah peti seberat 600 N. Pria ini menggunakan sebuah papan dengan panjang 4 m yang digunakan sebagai bidang miring. Jika jarak permukaan tanah dan bak truk 2 m, hitunglah keuntungan mekanis penggunaan bidang miring ini!

Jawab:
berat (w) = 600 N

jarak tanah dan bak truk = 2 m
panjang bidang miring (s) = 4 m
keuntungan mekanis = .... ?
Usaha yang dilakukan:
W = w × h
= 600 N × 2 m
= 1.200 N.m

Jika menggunakan bidang miring, gaya yang dibutuhkan
adalah:
F = w/s =  1.200 Nm/4 m = 300 N

Keuntungan mekanis = beban / kuasa = 600/300 = 2

Jadi, keuntungan mekanis penggunaan bidang miring ini adalah 2.

3. Seorang pedagang akan menaikkan barang yang baru saja dibelinya menuju ketinggian 1,5 m dari tanah. Untuk mempermudah memindahkan barang seberat 900 N itu, ia menggunakan bidang miring licin sepanjang 4,5 m. Hitunglah gaya dorong minimum yang diperlukan untuk menaikkan barang tersebut.
Penyelesaian:
Diketahui : s = 4,5 m ; w = 900 N ; h = 1,5 m
Ditanya : F?
Jawab:
w / F = s / h → F = w x h / s → F = 900N x 1,5m / 4,5m = 300 N
Jadi, gaya dorong minimum yang diperlukan untuk menaikkan benda adalah 300 N.

Contoh Bidang Miring dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari, penggunaan bidang miring terdapat pada tangga, lereng gunung, dan jalan di daerah pegunungan. Semakin landai tangga, semakin mudah untuk dilalui. Sama halnya dengan lereng gunung, semakin landai lereng gunung maka semakin mudah untuk menaikinya, walaupun semakin jauh jarak tempuhnya. Jalan-jalan di pegunungan dibuat berkelok-kelok dan sangat panjang. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan keuntungan mekanis yang cukup besar agar kendaraan dapat menaikinya dengan mudah.

a. Baji
Baji adalah pesawat sederhana yang prinsip kerjanya sama dengan bidang miring. Baji merupakan dua bidang miring yang disatukan. Baji terbuat dari bahan keras, misalnya besi atau baja. Baji digunakan untuk membelah kayu, membelah batu, atau benda keras lainnya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang dilakukan. Gambar berikut menunjukkan alat-alat yang sering kamu jumpai yang menggunakan prinsip baji.

b. Sekrup
Sekrup adalah alat yang digunakan untuk memudahkan kerja. Sekrup merupakan bidang miring yang dililitkan pada sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak antara ulir-ulir lilitan sekrup disebut interval sekrup. Pesawat sederhana yang sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari yang prinsip kerjanya berdasarkan sekrup adalah dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.

Prinsip kerja sekrup digunakan pada (a) baut, (b) paku ulir, dan (c) dongkrak.