Contoh soal bidang miring SMP dapat membantu siswa memahami salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Bidang miring digunakan untuk mempermudah pekerjaan dengan memperkecil gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi.
Contoh penerapan bidang miring dapat ditemukan pada papan untuk menaikkan barang ke kendaraan, jalan di daerah pegunungan, tangga, dan jalur landai untuk kursi roda. Prinsip utamanya adalah memperpanjang jarak yang ditempuh sehingga gaya yang dibutuhkan menjadi lebih kecil.
Pada bidang miring ideal, keuntungan mekanis dapat dihitung menggunakan rumus:
KM = panjang bidang miring ÷ tinggi bidang miring
Keterangan:
KM = keuntungan mekanis
s = panjang bidang miring
h = tinggi bidang miring
Selain itu, keuntungan mekanis juga dapat ditentukan dari perbandingan beban dan gaya:
KM = W ÷ F
Keterangan:
W = berat beban
F = gaya yang diberikan
Pada bidang miring ideal berlaku hubungan:
F × s = W × h
Artinya, semakin panjang bidang miring untuk mencapai tinggi yang sama, semakin kecil gaya yang diperlukan. Namun, jarak yang harus ditempuh benda menjadi lebih panjang.
Soal Nomor 1
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki panjang 6 meter dan tinggi 2 meter. Keuntungan mekanis bidang miring tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Jawaban Benar
B. 3
Pembahasan Lengkap
Rumus keuntungan mekanis:
KM = s ÷ h
KM = 6 ÷ 2
KM = 3
Jadi, keuntungan mekanis bidang miring adalah 3.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung keuntungan mekanis bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan keuntungan mekanis berdasarkan panjang dan tinggi bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 2
Pertanyaan
Sebuah benda beratnya 600 N dinaikkan melalui bidang miring dengan keuntungan mekanis 3. Gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 150 N
C. 200 N
D. 250 N
E. 300 N
Jawaban Benar
C. 200 N
Pembahasan Lengkap
Gunakan rumus:
KM = W ÷ F
Maka:
F = W ÷ KM
F = 600 ÷ 3
F = 200 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 200 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan gaya pada bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan keuntungan mekanis untuk menghitung gaya.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 3
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki panjang 8 meter dan tinggi 2 meter. Keuntungan mekanis bidang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Jawaban Benar
C. 4
Pembahasan Lengkap
KM = s ÷ h
KM = 8 ÷ 2
KM = 4
Jadi, keuntungan mekanis bidang miring adalah 4.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung keuntungan mekanis dari ukuran bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 4
Pertanyaan
Sebuah benda memiliki berat 800 N. Benda tersebut dinaikkan melalui bidang miring dengan panjang 10 meter dan tinggi 2 meter. Gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 120 N
C. 140 N
D. 160 N
E. 200 N
Jawaban Benar
D. 160 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = s ÷ h
KM = 10 ÷ 2
KM = 5
Gunakan:
KM = W ÷ F
F = W ÷ KM
F = 800 ÷ 5
F = 160 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 160 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghubungkan keuntungan mekanis dengan gaya dan berat benda.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung gaya berdasarkan berat benda serta ukuran bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 5
Pertanyaan
Mengapa bidang miring dapat mempermudah pekerjaan?
Pilihan Jawaban
A. Mengurangi berat benda
B. Mengurangi massa benda
C. Mengurangi gaya yang diperlukan
D. Menghilangkan gaya gravitasi
E. Menghilangkan jarak tempuh
Jawaban Benar
C. Mengurangi gaya yang diperlukan
Pembahasan Lengkap
Bidang miring memungkinkan benda dinaikkan ke tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih kecil dibandingkan mengangkatnya secara langsung.
Sebagai gantinya, benda harus menempuh jarak yang lebih panjang.
Jadi, bidang miring mempermudah pekerjaan karena mengurangi gaya yang diperlukan.
Kompetensi yang Diukur
Pemahaman konsep pesawat sederhana.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menjelaskan manfaat bidang miring dalam kehidupan sehari-hari.
Level Kognitif
C2 – Memahami.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 6
Pertanyaan
Sebuah bidang miring panjangnya 12 meter dan tingginya 3 meter. Keuntungan mekanis bidang miring tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Jawaban Benar
C. 4
Pembahasan Lengkap
KM = s ÷ h
KM = 12 ÷ 3
KM = 4
Jadi, keuntungan mekanis bidang miring adalah 4.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan rumus keuntungan mekanis bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 7
Pertanyaan
Sebuah benda beratnya 1.000 N dinaikkan melalui bidang miring dengan panjang 5 meter dan tinggi 1 meter. Gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 150 N
C. 200 N
D. 250 N
E. 300 N
Jawaban Benar
C. 200 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = s ÷ h
KM = 5 ÷ 1
KM = 5
Gaya:
F = W ÷ KM
F = 1.000 ÷ 5
F = 200 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 200 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung gaya pada bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan gaya ideal berdasarkan berat benda dan keuntungan mekanis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 8
Pertanyaan
Sebuah papan digunakan untuk menaikkan peti ke bak truk. Panjang papan 4 meter dan tinggi bak truk 1 meter. Keuntungan mekanis papan tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Jawaban Benar
C. 4
Pembahasan Lengkap
KM = s ÷ h
KM = 4 ÷ 1
KM = 4
Artinya, pada kondisi ideal, keuntungan mekanis bidang miring tersebut adalah 4.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menerapkan konsep bidang miring dalam kehidupan sehari-hari.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan keuntungan mekanis dari penerapan bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 9
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki panjang 9 meter dan tinggi 3 meter. Jika berat benda yang dinaikkan adalah 900 N, gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Jawaban Benar
C. 300 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 9 ÷ 3 = 3
Gaya:
F = W ÷ KM
F = 900 ÷ 3
F = 300 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 300 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan gaya berdasarkan keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung gaya ideal pada bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 10
Pertanyaan
Dua bidang miring digunakan untuk menaikkan benda ke ketinggian yang sama. Bidang A memiliki panjang 6 meter, sedangkan bidang B memiliki panjang 12 meter. Bidang yang memerlukan gaya lebih kecil adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Bidang A
B. Bidang B
C. Keduanya sama
D. Tidak dapat ditentukan
E. Keduanya tidak dapat digunakan
Jawaban Benar
B. Bidang B
Pembahasan Lengkap
Untuk tinggi yang sama, bidang miring yang lebih panjang memiliki keuntungan mekanis lebih besar.
Bidang B memiliki panjang 12 meter, sedangkan bidang A hanya 6 meter.
Dengan tinggi yang sama, bidang B memerlukan gaya lebih kecil untuk menaikkan benda.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menganalisis hubungan panjang bidang dan gaya.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan bidang miring yang lebih menguntungkan berdasarkan panjang lintasan.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 11
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki panjang 8 meter dan tinggi 2 meter. Jika berat benda yang dinaikkan sebesar 400 N, gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 50 N
B. 75 N
C. 100 N
D. 125 N
E. 150 N
Jawaban Benar
C. 100 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = s ÷ h
KM = 8 ÷ 2
KM = 4
Gaya ideal:
F = W ÷ KM
F = 400 ÷ 4
F = 100 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 100 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung gaya pada bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan gaya berdasarkan berat benda dan keuntungan mekanis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 12
Pertanyaan
Sebuah bidang miring panjangnya 15 meter dan tingginya 3 meter. Keuntungan mekanis bidang miring tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
E. 7
Jawaban Benar
C. 5
Pembahasan Lengkap
KM = s ÷ h
KM = 15 ÷ 3
KM = 5
Jadi, keuntungan mekanis bidang miring adalah 5.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan perbandingan panjang dan tinggi bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 13
Pertanyaan
Sebuah benda beratnya 750 N dinaikkan menggunakan bidang miring dengan panjang 10 meter dan tinggi 2 meter. Gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 125 N
C. 150 N
D. 175 N
E. 200 N
Jawaban Benar
C. 150 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 10 ÷ 2 = 5
Gaya:
F = W ÷ KM
F = 750 ÷ 5
F = 150 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 150 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan gaya pada bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung gaya ideal menggunakan keuntungan mekanis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 14
Pertanyaan
Sebuah bidang miring digunakan untuk menaikkan benda setinggi 2 meter. Jika panjang bidang miring 10 meter, keuntungan mekanisnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Jawaban Benar
D. 5
Pembahasan Lengkap
KM = s ÷ h
KM = 10 ÷ 2
KM = 5
Jadi, keuntungan mekanis bidang miring adalah 5.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan keuntungan mekanis dari panjang dan tinggi bidang.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 15
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki keuntungan mekanis 4 dan tinggi 2 meter. Panjang bidang miring tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 m
B. 6 m
C. 8 m
D. 10 m
E. 12 m
Jawaban Benar
C. 8 m
Pembahasan Lengkap
Rumus:
KM = s ÷ h
Maka:
s = KM × h
s = 4 × 2
s = 8 m
Jadi, panjang bidang miring adalah 8 meter.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan panjang bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan rumus keuntungan mekanis untuk mencari panjang bidang.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 16
Pertanyaan
Sebuah benda beratnya 1.200 N dinaikkan melalui bidang miring sepanjang 12 meter dan tinggi 3 meter. Gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Jawaban Benar
C. 300 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 12 ÷ 3 = 4
Gaya:
F = 1.200 ÷ 4
F = 300 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 300 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghubungkan keuntungan mekanis dengan gaya dan berat benda.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung gaya berdasarkan ukuran bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 17
Pertanyaan
Dua bidang miring memiliki tinggi yang sama. Bidang A memiliki panjang 5 meter, sedangkan bidang B memiliki panjang 10 meter. Pernyataan yang benar adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Bidang A memiliki keuntungan mekanis lebih besar
B. Bidang B memiliki keuntungan mekanis lebih besar
C. Keduanya memiliki keuntungan mekanis yang sama
D. Bidang A memerlukan gaya lebih kecil
E. Keduanya tidak memiliki keuntungan mekanis
Jawaban Benar
B. Bidang B memiliki keuntungan mekanis lebih besar
Pembahasan Lengkap
Rumus:
KM = s ÷ h
Karena tinggi kedua bidang sama, bidang yang lebih panjang memiliki keuntungan mekanis lebih besar.
Bidang B memiliki panjang 10 meter sehingga keuntungan mekanisnya lebih besar daripada bidang A.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan membandingkan keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menganalisis pengaruh panjang bidang terhadap keuntungan mekanis.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 18
Pertanyaan
Sebuah peti beratnya 900 N dinaikkan melalui bidang miring panjang 9 meter dan tinggi 3 meter. Gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 150 N
B. 200 N
C. 250 N
D. 300 N
E. 350 N
Jawaban Benar
D. 300 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 9 ÷ 3
KM = 3
Gaya:
F = 900 ÷ 3
F = 300 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 300 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung gaya pada bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan keuntungan mekanis untuk menentukan gaya.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 19
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki panjang 20 meter dan tinggi 5 meter. Jika gaya yang digunakan sebesar 100 N, berat benda ideal yang dapat dinaikkan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 200 N
B. 300 N
C. 400 N
D. 500 N
E. 600 N
Jawaban Benar
C. 400 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 20 ÷ 5
KM = 4
Gunakan:
KM = W ÷ F
W = KM × F
W = 4 × 100
W = 400 N
Jadi, berat benda ideal yang dapat dinaikkan adalah 400 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan beban berdasarkan keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung berat benda menggunakan gaya dan keuntungan mekanis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 20
Pertanyaan
Sebuah jalan menanjak memiliki kemiringan yang dibuat lebih landai dengan memperpanjang lintasannya. Keuntungan utama kondisi tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Jarak tempuh menjadi lebih pendek
B. Gaya yang diperlukan menjadi lebih kecil
C. Massa kendaraan menjadi lebih kecil
D. Berat benda menjadi hilang
E. Gravitasi tidak bekerja
Jawaban Benar
B. Gaya yang diperlukan menjadi lebih kecil
Pembahasan Lengkap
Jalan yang dibuat lebih landai berarti panjang lintasannya diperbesar untuk mencapai ketinggian yang sama.
Bidang miring yang lebih panjang memiliki keuntungan mekanis lebih besar sehingga gaya yang diperlukan menjadi lebih kecil.
Sebagai gantinya, jarak yang ditempuh menjadi lebih panjang.
Kompetensi yang Diukur
Pemahaman penerapan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menjelaskan manfaat bidang miring pada jalan menanjak.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 21
Pertanyaan
Sebuah bidang miring panjangnya 18 meter dan tingginya 6 meter. Jika berat benda 600 N, gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 100 N
B. 150 N
C. 200 N
D. 250 N
E. 300 N
Jawaban Benar
C. 200 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 18 ÷ 6
KM = 3
Gaya:
F = 600 ÷ 3
F = 200 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 200 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung gaya ideal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan gaya berdasarkan berat benda dan ukuran bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 22
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki panjang 16 meter dan tinggi 4 meter. Jika gaya ideal yang digunakan 125 N, berat benda yang dapat dinaikkan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 300 N
B. 400 N
C. 500 N
D. 600 N
E. 700 N
Jawaban Benar
C. 500 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 16 ÷ 4 = 4
Berat benda:
W = KM × F
W = 4 × 125
W = 500 N
Jadi, berat benda yang dapat dinaikkan adalah 500 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan beban menggunakan keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung berat benda dari panjang bidang, tinggi, dan gaya.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 23
Pertanyaan
Sebuah bidang miring digunakan untuk menaikkan benda seberat 1.000 N. Jika gaya ideal yang tersedia hanya 200 N, keuntungan mekanis yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Jawaban Benar
D. 5
Pembahasan Lengkap
Gunakan:
KM = W ÷ F
KM = 1.000 ÷ 200
KM = 5
Jadi, keuntungan mekanis yang diperlukan adalah 5.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan keuntungan mekanis berdasarkan beban dan gaya.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung keuntungan mekanis dari gaya dan berat benda.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit.
Soal Nomor 24
Pertanyaan
Sebuah papan panjangnya 6 meter digunakan untuk menaikkan benda ke tempat setinggi 1,5 meter. Keuntungan mekanis papan tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
E. 6
Jawaban Benar
C. 4
Pembahasan Lengkap
KM = s ÷ h
KM = 6 ÷ 1,5
KM = 4
Jadi, keuntungan mekanis papan adalah 4.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menghitung keuntungan mekanis dengan tinggi desimal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu melakukan pembagian dalam perhitungan bidang miring.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 25
Pertanyaan
Sebuah benda beratnya 2.000 N dinaikkan melalui bidang miring dengan panjang 20 meter dan tinggi 5 meter. Gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 250 N
B. 400 N
C. 500 N
D. 600 N
E. 750 N
Jawaban Benar
C. 500 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 20 ÷ 5
KM = 4
Gaya:
F = 2.000 ÷ 4
F = 500 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 500 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan gaya pada bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung gaya ideal berdasarkan ukuran bidang dan berat benda.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 26
Pertanyaan
Dua bidang miring memiliki tinggi yang sama, yaitu 2 meter. Bidang A panjangnya 8 meter dan bidang B panjangnya 12 meter. Perbandingan keuntungan mekanis A dan B adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 : 3
B. 3 : 2
C. 4 : 3
D. 3 : 4
E. 1 : 2
Jawaban Benar
A. 2 : 3
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis A:
KM A = 8 ÷ 2 = 4
Keuntungan mekanis B:
KM B = 12 ÷ 2 = 6
Perbandingan:
4 : 6 = 2 : 3
Jadi, perbandingan keuntungan mekanis A dan B adalah 2 : 3.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan membandingkan keuntungan mekanis dua bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan perbandingan keuntungan mekanis berdasarkan panjang dan tinggi bidang.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Soal Nomor 27
Pertanyaan
Sebuah bidang miring panjangnya 15 meter dan tingginya 3 meter. Jika gaya ideal yang digunakan 80 N, berat benda adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 200 N
B. 300 N
C. 400 N
D. 500 N
E. 600 N
Jawaban Benar
C. 400 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 15 ÷ 3 = 5
Berat benda:
W = KM × F
W = 5 × 80
W = 400 N
Jadi, berat benda adalah 400 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menentukan berat benda dari keuntungan mekanis.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan hubungan antara gaya, beban, dan keuntungan mekanis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 28
Pertanyaan
Perhatikan beberapa penerapan berikut:
- Jalan berkelok di pegunungan
- Papan untuk menaikkan barang ke truk
- Pisau
- Tang
Penerapan bidang miring ditunjukkan oleh ….
Pilihan Jawaban
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 1, 2, dan 3
E. 1, 2, 3, dan 4
Jawaban Benar
D. 1, 2, dan 3
Pembahasan Lengkap
Jalan berkelok di pegunungan dan papan untuk menaikkan barang merupakan contoh bidang miring. Pisau juga memiliki prinsip baji yang merupakan bentuk turunan dari bidang miring.
Tang termasuk pesawat sederhana jenis pengungkit.
Jadi, penerapan bidang miring ditunjukkan oleh 1, 2, dan 3.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan mengidentifikasi penerapan bidang miring.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengelompokkan benda berdasarkan prinsip pesawat sederhana yang digunakan.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sedang.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 29
Pertanyaan
Sebuah bidang miring memiliki panjang 24 meter dan tinggi 6 meter. Jika berat benda 1.200 N, gaya ideal yang diperlukan adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 200 N
B. 250 N
C. 300 N
D. 350 N
E. 400 N
Jawaban Benar
C. 300 N
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis:
KM = 24 ÷ 6
KM = 4
Gaya:
F = 1.200 ÷ 4
F = 300 N
Jadi, gaya ideal yang diperlukan adalah 300 N.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menyelesaikan perhitungan bidang miring secara lengkap.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan gaya berdasarkan berat benda dan keuntungan mekanis.
Level Kognitif
C3 – Menerapkan.
Tingkat Kesulitan
Mudah.
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit.
Soal Nomor 30
Pertanyaan
Sebuah peti beratnya 1.500 N dinaikkan menggunakan bidang miring sepanjang 15 meter dengan tinggi 3 meter. Jika gaya nyata yang digunakan adalah 400 N, keuntungan mekanis aktualnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2,5
B. 3
C. 3,5
D. 3,75
E. 4
Jawaban Benar
D. 3,75
Pembahasan Lengkap
Keuntungan mekanis aktual dihitung dari:
KM = W ÷ F
KM = 1.500 ÷ 400
KM = 3,75
Jadi, keuntungan mekanis aktual bidang miring adalah 3,75.
Perlu diperhatikan bahwa nilai ini lebih kecil daripada keuntungan mekanis ideal berdasarkan ukuran bidang, yaitu:
KM ideal = 15 ÷ 3 = 5
Perbedaan tersebut menunjukkan adanya faktor seperti gesekan dalam kondisi nyata.
Kompetensi yang Diukur
Kemampuan menganalisis keuntungan mekanis ideal dan aktual.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan keuntungan mekanis aktual serta membandingkannya dengan kondisi ideal.
Level Kognitif
C4 – Menganalisis.
Tingkat Kesulitan
Sulit.
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit.
Kesimpulan
Bidang miring merupakan salah satu pesawat sederhana yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan. Prinsip utamanya adalah memperbesar jarak tempuh agar gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda menjadi lebih kecil.
Rumus yang paling sering digunakan adalah:
KM = s ÷ h
dan
KM = W ÷ F
Keterangan:
KM = keuntungan mekanis
s = panjang bidang miring
h = tinggi bidang miring
W = berat beban
F = gaya yang diberikan
Semakin panjang bidang miring untuk mencapai ketinggian yang sama, semakin besar keuntungan mekanisnya sehingga gaya yang diperlukan semakin kecil. Contoh penerapannya dapat ditemukan pada jalan menanjak, papan untuk menaikkan barang, tangga, dan beberapa alat yang bekerja berdasarkan prinsip baji.
Dalam mengerjakan contoh soal bidang miring SMP, perhatikan terlebih dahulu besaran yang diketahui. Tentukan apakah soal meminta keuntungan mekanis, gaya, berat benda, panjang bidang, atau tinggi bidang. Setelah itu, pilih rumus yang sesuai dan pastikan satuan yang digunakan sudah benar.
Latihan soal secara rutin akan membantu siswa memahami hubungan antara gaya, beban, panjang bidang, dan tinggi bidang sehingga konsep bidang miring lebih mudah diterapkan dalam berbagai persoalan fisika.
