12 Contoh soalan mesin mudah
1. Lihat gambar takal tetap di sisi! Untuk mengangkatnya, daya F diperlukan.
sebesar…
A. 50 U
B. 100 U
C. 200 U
D. 1000 U
Perbincangan
Berat beban = 100 Newton. Untuk mengangkat beban, daya minimum 100 Newton diperlukan.
Jawapan yang betul ialah B.
2. Lihat gambar itu!
Kelebihan mekanikal tuas tersebut ialah…
A. 1
B. 1,5
C. 2,5
D. 10
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Berat (w) = 75 Newton
Daya (F) = 7,5 Newton
Lengan Kuasa (LK) = 50 cm
Lengan Beban (LB) = 5 cm
Ditanya: Kelebihan mekanikal (KM)
Jawapan:
Formula untuk kelebihan mekanikal tuas:
KM = w / F atau KM = LK/LB
Maklumat: KM = kelebihan mekanikal, w = berat beban, F = daya, LK = lengan kuasa, LB = lengan beban.
Kelebihan mekanikal tuas dikira menggunakan formula di atas:
KM = w/F = 75 Newton / 7,5 Newton = 10 atau
KM = LK/LB = 50 cm /5 cm = 10
Jawapan yang betul ialah D.
3. Lihat gambar tuas berikut!
Besarnya daya yang digunakan untuk mengangkat batu tersebut ialah…
A. 2.250 Newton
B. 1.500 Newton
C. 750 Newton
D. 500 Newton
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Berat beban (w) = 1500 Newton
Lengan beban (Lb) = 0,5 meter
Lengan kuasa (Lk) = 1,5 meter
Ditanya: Daya (F)
Jawapan:
Formula untuk kelebihan mekanikal tuas:
Km = w / F atau Km = Lk/Lb
Huraian formula:
Km = kelebihan mekanikal, w = berat beban, F = daya, Lk = lengan kuasa, Lb = lengan beban.
Kelebihan mekanikal:
Km = Lk/Lb = 1,5/0,5 = 3
Gaya besar:
Km = b / f
F = b / Km
F = 1500 Newton / 3
F = 500 Newton
Jawapan yang betul ialah D.
4. Lihat gambar itu!
Daripada empat mesin ringkas di atas, mesin yang menggunakan prinsip satah condong ialah...
A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 3 dan 4
Perbincangan
Mesin ringkas ialah alat yang digunakan untuk memudahkan kerja manusia. Contohnya, jika anda menghadapi kesukaran untuk mengangkat objek ke ketinggian tertentu, satah condong boleh digunakan. Menolak objek di sepanjang satah condong memerlukan daya yang lebih sedikit berbanding mengangkatnya secara langsung. Dalam kes ini, objek bergerak manakala satah condong kekal pegun.
Satah condong dalam imej di atas ialah satah condong yang pegun. Terdapat satah condong yang merupakan mesin ringkas yang boleh bergerak, iaitu skru (1) dan baji. Contoh baji ialah paksi (2), pisau dan pahat. Dalam kes ini, objek itu pegun manakala satah condong bergerak.
Jawapan yang betul ialah A.
5. Mesin ringkas berikut yang menggunakan prinsip tuas ialah...
Perbincangan
Satu jenis mesin ringkas ialah tuil. Tuil ialah alat yang meningkatkan daya, di mana daya yang dihasilkan adalah lebih besar daripada daya yang dilepaskan. Terdapat tiga jenis tuil, iaitu tuil kelas pertama, tuil kelas kedua dan tuil kelas ketiga. Ciri-ciri tuil kelas pertama ialah titik tumpu berada di antara daya dan beban, contohnya gunting dan playar. Ciri-ciri tuil kelas kedua ialah beban berada di antara titik tumpu dan daya, contohnya penarik paku dan stapler. Ciri-ciri tuil kelas ketiga ialah daya berada di antara beban dan titik tumpu, contohnya berus.
Rajah B ialah contoh tuas kelas kedua, di mana beban berada di antara titik tumpu (roda) dan kuasa (daya angkat dan daya tolakan manusia).
Jawapan yang betul ialah B.
6. Mesin ringkas berikut mempunyai prinsip kerja yang sama seperti mesin ringkas di atas, iaitu...
Perbincangan
Mesin ringkas dalam imej di atas ialah tuil. Tuil ialah peranti penguat daya, di mana daya yang terhasil adalah lebih besar daripada daya yang dikenakan. Terdapat tiga jenis tuil: tuil kelas pertama, tuil kelas kedua dan tuil kelas ketiga.
Ciri-ciri tuas kelas pertama ialah titik tumpu berada di antara daya dan beban, contohnya tuas, gunting dan playar.
Ciri-ciri tuas kelas kedua ialah beban berada di antara titik tumpu dan daya, contohnya penarik paku dan stapler.
Ciri-ciri tuas kelas ketiga ialah daya berada di antara beban dan titik tumpu, contohnya berus.
Imej dalam soalan di atas ialah tuil dan mesin ringkas yang berfungsi berdasarkan prinsip yang sama seperti tuil ialah gunting.
Jawapan yang betul ialah C.
7. Lihat permainan unggang-unggang seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut!
Jisim kanak-kanak A adalah lebih besar daripada kanak-kanak B. Agar jongkang-jongket itu seimbang, kedudukan yang betul ialah...
A. Titik tumpu T dialihkan ke titik P
B. Kanak-kanak B bergerak ke titik R
C. Kanak-kanak A bergerak ke titik P
D. Kanak-kanak B bergerak ke titik Q
Perbincangan
Jongkang-jongket ialah contoh mesin tuas ringkas. Formula untuk kelebihan mekanikalnya ialah:
KM = w lb = F lk
Penerangan:
KM = kelebihan mekanikal,
w = beban
lb = lengan beban = jarak antara beban dan titik tumpu. Titik tumpu dalam rajah ialah T
F = kuasa
lk = lengan kuasa = jarak antara kuasa dan titik tumpu. Titik tumpu dalam rajah ialah T
Berdasarkan formula di atas, supaya hasil darab beban (w) dan lengan beban (lb) adalah sama dengan hasil darab daya (F) dan lengan daya (lk), maka jika beban besar dan daya kecil, lengan beban (lb) mestilah kecil dan lengan daya (lk) mestilah besar.
Lihat imej di atas. Jika A ialah beban yang lebih besar dan B ialah daya yang lebih kecil, maka keseimbangan berlaku apabila lengan beban kecil dan lengan daya besar.
Lengan beban menjadi lebih kecil selepas kanak-kanak A beralih ke P.
Jawapan yang betul ialah C.
8.
Lihat gambar di bawah!
Daripada empat satah condong di atas, satah yang mempunyai kelebihan mekanikal yang sama ditunjukkan dalam rajah nombor….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
Perbincangan
Satah condong ialah mesin ringkas. Mesin ringkas ialah alat yang membantu manusia melaksanakan tugas. Satah condong digunakan untuk memudahkan manusia mengangkat objek ke ketinggian tertentu.
Kelebihan mekanikal satah condong ialah nisbah panjang satah condong kepada ketinggian satah condong.
Kelebihan mekanikal satah condong 1 = 5 cm / 2 cm = 2,5
Kelebihan mekanikal satah condong 2 = 3 cm / 2 cm = 1,5
Kelebihan mekanikal satah condong 3 = 3 cm / 1 cm = 3
Kelebihan mekanikal satah condong 4 = 12 cm / 4 cm = 3
Kelebihan mekanikal yang sama ditunjukkan oleh rajah (3) dan (4).
Jawapan yang betul ialah D.
9.
Sesetengah satah condong mempunyai dimensi seperti gambar.
Satah condong yang mempunyai kelebihan mekanikal yang sama ialah….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (4)
D. (3) dan (4)
Perbincangan
Kelebihan mekanikal satah condong 1 = 3,2 m / 80 cm = 320 cm / 80 cm = 4
Kelebihan mekanikal satah condong 2 = 3,6 m / 90 cm = 360 cm / 90 cm = 4
Kelebihan mekanikal satah condong 3 = 3 m / 120 cm = 300 cm / 120 cm = 2,5
Kelebihan mekanikal satah condong 4 = 4 m / 125 cm = 400 cm / 125 cm = 3,2
Kelebihan mekanikal yang sama ditunjukkan oleh rajah (1) dan (2).
Jawapan yang betul ialah A.
10.
Lihat gambar satah condong berikut!
Satah condong yang mempunyai kelebihan mekanikal yang sama ialah….
A. (1) dan (2)
B. (1) dan (3)
C. (2) dan (3)
D. (3) dan (4)
Perbincangan
Kelebihan mekanikal satah condong 1 = 3 m / 1,2 m = 2,5
Kelebihan mekanikal satah condong 2 = 5 m / 2 m = 2,5
Kelebihan mekanikal satah condong 3 = 4 m / 1,5 m = 2,6
Kelebihan mekanikal satah condong 4 = 3,6 m / 1,2 m = 3
Kelebihan mekanikal yang sama ditunjukkan oleh rajah (1) dan (2).
Jawapan yang betul ialah A.
11. Mesin ringkas
Lihat imej tuas berikut.
Jarak AB = BC = CD = DE, jumlah daya yang mesti dikenakan pada titik E supaya tuil seimbang ialah…
A. 300 U
B. 450 U
C. 750 U
D. 900 U
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
AB = BC = CD = DE = l
Lengan beban (Lb) = l
Lengan kuasa (Lk) = 3l
Berat beban (w) = 900 Newton
Ditanya: Daya (F)
Jawapan:
Kelebihan mekanikal:
Km = Lk/Lb = 3l/l = 3
Gaya besar:
Km = b / f
F = b / Km
F = 900 Newton / 3
F = 300 Newton
Jawapan yang betul ialah A.
12. Lihat gambar tuas di bawah!
Beban kemudian dialihkan 10 cm lebih dekat ke titik tumpu. Untuk mengekalkan keseimbangan tuas, daya mesti...
A. tambah 54 N
B. tolak 64 N
C. tambah 75 N
D. tolak 96 N
Perbincangan
Kirakan lengan kuasa (Lk)
Adalah diketahui bahawa:
Lengan beban (Lb) = 25 cm
Berat beban (w) = 480 Newton
Daya (F) = 160 N
Ditanya: Lengan kuasa (Lk)
Jawapan:
Kelebihan mekanikal (Km):
Km = w / F = 480 Newton / 160 N = 3
Lengan kuasa (Lk):
Km = Lk/Lb
3 = Lk/25 cm
Lk = (3)(25 cm)
Lk = 75 cm
Kirakan magnitud daya (F)
Adalah diketahui bahawa:
Lengan beban (Lb) = 25 cm – 10 cm = 15 cm
Berat beban (w) = 480 Newton
Lengan kuasa (Lk) = 75 cm
Ditanya: Daya (F)
Jawapan:
Kelebihan mekanikal (Km):
Km = Lk/Lb
Km = 75 cm / 15 cm
Km = 5
Magnitud daya (F):
Km = b / f
F = b / Km
F = 480 Newton / 5
F = 96 Newton
Agar tuil berada dalam kedudukan yang seimbang, daya dikurangkan sebanyak 64 Newton (160 N – 96 N).
Jawapan yang betul ialah B.
Sumber soalan:
Soalan Peperiksaan Kebangsaan Sains Sekolah Menengah Rendah/Sekolah Menengah Rendah Islam
