Archive for Januari 2024
Pesawat Sederhana
Pesawat Sederhana
Pengertian Pesawat Sederhana
Dikutip dari buku Si Teman Fisika SMP Kelas VIII karya Yadi Nurhayadi dkk., Pesawat sederhana merupakan alat bantu manusia yang memiliki susunan sederhana. Pesawat sederhana digunakan untuk mempermudah manusia dalam melakukan pekerjaan mereka.
Jadi, besarnya usaha yang dilakukan baik dengan menggunakan pesawat sederhana atau pun tidak akan tetap sama besar. Pesawat sederhana mampu mengubah arah gaya yang dilakukan dan menempuh jarak yang lebih jauh dengan mengontrol besar kecil kecepatan laju suatu benda.
Dengan demikian, pesawat sederhana merupakan alat yang digunakan untuk mempermudah manusia walaupun membutuhkan waktu yang lebih lama seperti karena lintasan yang dilalui lebih jauh.
Contoh Pesawat Sederhana
Dikutip dari buku IPA untuk Sekolah Dasar Kelas 5, berikut beberapa contoh aplikasi pesawat sederhana yang dapat ditemukan di kehidupan sehari-hari:
Tuas
1. Jungkat-jungkit
2. Gunting
3. Pencabut kuku
Katrol
1. Timba air sumur
2. Tiang bendera
Bidang Miring
1. Pisau
2. Sekrup
3. Baji
Roda Bergigi
1. Sepeda
2. Mesin lift
3. Mesin bor bergerak
Jenis dan Rumus Pesawat Sederhana
Berdasarkan definisi tersebut, pesawat sederhana diklasifikasikan menjadi empat jenis. Dikutip dari IPA Fisika 2 karya Mikrajuddin Abdullah, berikut macam-macam pesawat sederhana beserta rumusnya:
1. Tuas
Tuas merupakan sebuah batang yang dapat digerakkan secara tetap pada titik tumpuannya. Dengan menggunakan tuas, kita dapat menggeser atau mengungkit benda yang ditumpu oleh beban.
Oleh karena itu, tuas memiliki tiga titik yaitu titik beban, titik tumpu, dan titik kuasa. Jarak antara titik beban dan titik tumpu disebut dengan lengan beban, sementara jarak titik kuasa dengan titik tumpu adalah lengan kuasa.
Perbandingan antara lengan beban dengan lengan kuasa dikenal sebagai keuntungan mekanik sehingga rumus tuas sebagai berikut:
Km (Keuntungan mekanik) = lk : lb
Km (Keuntungan mekanik) = Fk : Fb
Keterangan:
Fk : besar kuasa
Fb : berat beban
2. Katrol
Katrol berupa roda kecil yang tepinya beralur sehingga tali atau benda penarik dapat berputar pada porosnya. Sifat katrol yang memudahkan manusia adalah kemampuan mengubah arah benda.
Prinsip yang digunakan katrol sebenarnya prinsip sama dengan prinsip tuas, dimana katrol memiliki tiga titik utama yaitu titik kuasa, titik tumpu, dan titik beban.
Berdasarkan rangkaian katrol dan besaran keuntungan mekaniknya, katrol dibagi menjadi tiga yaitu:
Pertama, katrol tunggal tetap seperti yang digunakan pada saat menarik ember dari dalam sumur. Jenis katrol ini memiliki lengan beban yang sama dengan lengan kuasa sehingga besar keuntungan mekanik adalah satu.
Rumus Km katrol tunggal tetap = lk : lb = 1
Kedua, katrol tunggal bergerak adalah katrol yang digantungkan pada tali penarik dan beban diikatkan pada sumbu katrol.
Adapun titik tumpunya berada di tepi katrol sebelah beban. Sementara lengan kuasa berada di tepi katrol lainnya. Dengan demikian, jarak lengan kuasa menjadi dua kali jarak lengan beban, maka:
lk = 2 x lb
Km katrol tunggal bergerak = lk : lb
Km katrol tunggal bergerak = 2 x lb / lb
Km katrol tunggal bergerak = 2
Ketiga, katrol majemuk atau sistem katrol terdiri dari sejumlah katrol tetap dan katrol bergerak. Keuntungan mekanik pada jenis katrol ini bergantung pada banyaknya lintasan tali antara katrol tetap dan katrol bergerak.
Makin banyak jumlah katrol bergerak maka makin banyak jumlah lintasan tali yang berarti keuntungan mekaniknya semakin besar.
3. Bidang Miring
Bidang miring merupakan suatu benda yang memiliki permukaan miring. Umumnya berbentuk papan yang diletakkan di antara dua benda dengan ketinggian yang berbeda. Adapun cara menghitung gaya yang dikeluarkan untuk bidang miring adalah:
Rumus F = W/s
Keterangan :
F : gaya dorong
W : beban
s : jarak
Sementara keuntungan mekanik dihitung melalui perbandingan panjang bidang miring dengan tinggi bidang miring:
Km bidang miring = l : h
l : panjang bidang miring
h : tinggi bidang miring
4. Roda Gigi (gir)
Berbagai pesawat sederhana yang sudah kita bahas sejauh ini merupakan bentuk penggandaan gaya. Namun, ternyata ada pesawat sederhana yang dapat menggandakan gerak yaitu roda bergigi.
Setiap gear memiliki jumlah gigi yang berbeda. Perbandingan antara jumlah gigi pada gear penggerak (input) dan gear yang digerakkan (output) mempengaruhi kecepatan dan torsi (daya putar) sehingga rumus keuntungan mekanik sebagai berikut:
Keuntungan Mekanik = Jumlah Gigi pada Roda Gigi Keluaran / Jumlah Gigi pada Roda Gigi Masukan.
Nah, itulah penjelasan tentang pesawat sederhana yang terdiri atas tuas, katrol, bidang miring, dan roda bergigi.
sumber: https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-7096305/pesawat-sederhana-pengertian-contoh-jenis-dan-rumusnya
Energi
Energi
Pengertian Energi – Energi dibutuhkan untuk beraktivitas sehari-hari. Misal saja, ketika berolahraga tentu kita merasa lelah. Setelah merasa lelah, kita tentunya beristirahat, mulai dari duduk, minum atau bahkan mengkonsumsi makanan.
Semua kegiatan di atas memerlukan energi. Jam bergerak setiap detik membutuhkan energi dari alat yang kita sebut baterai. Baterai pun juga harus diganti seiring waktu, karena mereka hanya mempunyai energi untuk jangka waktu tertentu.
Ada banyak sekali jenis-jenis energi, mulai dari energi buatan sampai energi alami. Energi alami yang bisa digunakan oleh manusia adalah angin, air, minyak bumi, cahaya. Energi cahaya terbesar saat ini adalah matahari.
Energi matahari juga membantu proses tumbuhan untuk berfotosintesis, membuat hujan dan lain-lain. Energi buatan manusia salah satunya adalah energi nuklir. Namun butuh tenaga ahli untuk menstabilkan radiasi yang dihasilkan. Di bawah ini akan lebih dijelaskan tentang energi.
Energi, dalam fisika, adalah satuan kapasitas untuk melakukan pekerjaan atau usaha. Ada beberapa macam bentuk energi, kinetik, termal, listrik, kimia, nuklir, dan berbagai bentuk energi lainnya. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi dapat diubah bentuknya, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.
Satuan pengukuran dalam Sistem Satuan Internasional (SI) energi adalah joule, yaitu energi yang dipindahkan ke suatu benda dengan cara memindahkannya sejauh satu meter melawan gaya satu newton.
Semua bentuk energi berhubungan dengan gerak, misalnya, setiap benda memiliki energi kinetik jika bergerak. Perangkat yang dikencangkan seperti busur atau pegas, meskipun dalam keadaan diam, memiliki potensi untuk menciptakan gerakan.
Hal itu juga mengandung energi potensial karena konfigurasinya. Demikian pula, energi nuklir adalah energi potensial karena dihasilkan dari konfigurasi partikel subatom dalam inti atom.
Bentuk energi yang umum termasuk energi kinetik dari benda yang bergerak, energi potensial yang disimpan oleh posisi benda dalam medan gaya gravitasi, listrik atau magnet, energi elastis yang disimpan dengan meregangkan benda padat, energi kimia yang dilepaskan ketika bahan bakar terbakar , energi radiasi yang dibawa oleh cahaya, dan energi panas karena suhu suatu benda.
Massa dan energi sangat erat hubungannya. Karena kesetaraan massa-energi, setiap benda yang memiliki massa ketika diam disebut massa diam. Massa diam juga memiliki jumlah energi yang setara yang disebut energi diam, dan energi tambahan apa pun dalam bentuk apa pun yang diperoleh benda di atas energi diam itu akan meningkatkan massa total objek sama seperti meningkatkan energi totalnya. Misalnya, setelah memanaskan suatu benda, peningkatan energinya pada prinsipnya dapat diukur sebagai peningkatan kecil massa, dengan skala yang cukup sensitif.
Seperti yang sudah dibahas sebelumnya organisme hidup membutuhkan energi untuk tetap hidup, seperti energi yang manusia dapatkan dari makanan dan oksigen. Peradaban manusia membutuhkan energi untuk berfungsi, yang didapatnya dari sumber energi seperti bahan bakar fosil, bahan bakar nuklir, atau energi terbarukan.
Proses iklim dan ekosistem bumi didorong oleh energi radiasi yang diterima Bumi dari Matahari dan energi panas bumi yang terkandung di dalam bumi.
BACA JUGA: Pengertian Batu Bara dan Pentingnya untuk Kehidupan
Jenis-jenis Energi
Windfarm in rural Alberta Canada
Jenis energi dapat dikategorikan menjadi dua kategori besar yaitu energi kinetik atau energi benda bergerak dan energi potensial atau energi yang tersimpan. Ini adalah dua bentuk dasar energi. Berikut beberapa jenis energi yaitu energi panas, energi cahaya, energi kimia, energi nuklir, energi listrik, energi gerak, energi suara, energi elastis dan energi gravitasi.
1. energi panas
Energi panas adalah energi yang berasal dari suatu zat yang molekul dan atomnya bergetar lebih cepat karena kenaikan suhu. Molekul dan atom yang membentuk materi, bergerak sepanjang waktu.
Ketika suatu zat memanas, kenaikan suhu membuat partikel-partikel ini bergerak lebih cepat dan menabrak satu sama lain. Energi panas adalah energi yang berasal dari zat yang dipanaskan. Semakin panas zat, semakin banyak partikelnya bergerak, dan semakin tinggi energi panasnya.
Contoh energi panas yang ada dalam kehidupan sehari-hari yaitu kehangatan dari matahari, secangkir coklat panas, memanggang kue dalam oven, dan menghangatkan badan dari alat pemanas. Coklat panas memiliki energi panas dari partikel getarnya.
Saat kamu menuangkan susu dingin ke dalam coklat panas, sebagian energi ini ditransfer dari coklat ke partikel di dalam susu.Sama halnya ketika memegang benda yang panas, energi panas berarti berpindah dari benda tersebut ke kulit.
2. energi kimia
Energi kimia disimpan dalam ikatan yang menghubungkan atom dengan atom lain dan molekul dengan molekul lain. Karena energi kimia disimpan, maka energi kimia termasuk dalam bentuk energi potensial.
Ketika reaksi kimia berlangsung, energi kimia yang tersimpan akan dilepaskan. Panas sering dihasilkan sebagai produk sampingan dari reaksi kimia, panas yang dihasilkan ini disebut reaksi eksoterm.
Energi kimia adalah jenis energi yang paling banyak digunakan di dunia, karena energi ini sangat penting bagi keberadaan manusia dan alam. Berikut adalah beberapa contoh energi kimia yang digunakan untuk kehidupan manusia, seperti makanan yang kita makan mengandung energi kimia yang tersimpan. Saat ikatan antara atom dalam makanan mengendur, reaksi kimia terjadi, dan senyawa baru dibuat.
Energi yang dihasilkan dari reaksi ini membuat kita tetap hangat, membantu kita bergerak, dan memungkinkan kita untuk tumbuh. Jenis makanan yang berbeda menyimpan jumlah energi yang berbeda. Kayu kering mengandung energi kimia yang tersimpan. Ketika membakar kayu di perapian, energi kimia dilepaskan dan diubah menjadi energi panas dan energi cahaya.
3. energi nuklir
Energi nuklir berasal dari inti atom. Energi dilepaskan oleh fusi nuklir nukleus menyatu bersama atau fisi nuklir. Pembangkit nuklir menggunakan fisi nuklir dari unsur radioaktif yang disebut uranium untuk menghasilkan listrik. Atom adalah partikel yang membentuk setiap objek di alam semesta, terdiri dari neutron, proton, dan elektron. Unsur-unsur pembentuk atom itu mengandung nukleus, dari situlah energi nuklir berasal.
Energi nuklir dilepaskan dari atom melalui Fusi dan Fisi nuklir. Fusi nuklir, ketika inti atom digabungkan atau tergambung bersama, beginilah cara matahari menghasilkan energi. Fisi nuklir, ketika inti atom terbelah. Ini adalah metode yang digunakan oleh pembangkit nuklir untuk menghasilkan listrik. Bahan bakar energi nukli adalah uranium.
Uranium adalah unsur radioaktif yang terbentuk pada saat bumi pertama kali diciptakan. Hal ini terjadi secara alami pada jenis batuan tertentu. Uranium adalah salah satu dari sedikit elemen yang mudah terbelah, sehingga digunakan sebagai bahan bakar oleh pembangkit listrik tenaga nuklir. Meskipun uranium bisa ditemukan di seluruh dunia, namun uranium masih merupakan sumber energi yang tidak terbarukan.
4. energi listrik
Energi listrik adalah jenis energi kinetik yang disebabkan oleh muatan listrik yang bergerak. Besarnya energi tergantung pada kecepatan muatan, semakin cepat muatan tersebut bergerak, semakin banyak energi listrik yang dibawanya. Beberapa contoh energi listrik adalah aki mobil, reaksi kimia menghasilkan elektron yang memiliki energi untuk bergerak dalam arus listrik. Muatan bergerak ini memberikan energi listrik ke sirkuit di dalam mobil.
Selama badai petir, petir adalah contoh energi listrik, yang dapat kita lihat adalah listrik di atmosfer dilepaskan. Belut listrik juga menghasilkan energi listrik, yang mereka gunakan untuk bertahan melawan pemangsa dan untuk menyetrum mangsanya. Belut listrik bisa menghidupkan tenaga sampai 600 volt, lima kali lebih besar dari stop kontak standar.
5. energi cahaya
Energi cahaya adalah bentuk radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang, yang dapat dilihat oleh mata manusia. Energi cahaya adalah jenis energi kinetik. Energi cahaya merambat dalam bentuk gelombang. Energi ini sangat cepat nyatanya tidak ada yang bergerak lebih cepat dibandingkan kecepatan cahaya. Kecepatan cahaya bisa melaju secepat 300.000 km per detik.
Energi cahaya terbentuk karena cahaya terdiri dari foton, yang seperti paket energi kecil. Ketika atom suatu benda memanas, foton dihasilkan dari pergerakan atom. Semakin panas objek, semakin banyak foton yang dihasilkan. Contoh dari energi cahaya adalah bintang, lampu atau laser.
6. energi gerak
Energi gerak atau mekanik adalah energi yang tersimpan dalam benda yang bergerak. Energi gerak sebenarnya adalah jumlah energi kinetik dan potensial dalam suatu benda yang digunakan untuk melakukan usaha. Usaha adalah ketika sebuah gaya bekerja pada suatu benda dan menyebabkannya bergerak, mengubah bentuk atau posisi, atau melakukan sesuatu secara fisik. Ketika mendorong pintu untuk dibuka, ‘pekerjaan’ telah dilakukan pada pintu, menyebabkan pintu jadi terbuka.
Selain itu misal saja kamu memiliki palu besi dan kamu ingin menggunakannya untuk menancapkan paku ke sepotong kayu di lantai. Palu besi sendiri tidak memiliki energi kinetik, tetapi memiliki beberapa energi potensial karena beratnya. Untuk melakukan pekerjaan mendorong paku ke dalam potongan kayu, pertama-tama kamu harus mengangkat palu untuk meningkatkan energi potensial palu. Selanjutnya, kamu harus menggunakan kekuatan untuk memindahkannya ke bawah dengan kecepatan tinggi untuk mengenai paku, jadi ia sekarang memiliki energi kinetik.
7. energi suara
Energi suara adalah pergerakan energi melalui suatu zat dalam gelombang. Energi suara merambat dalam bentuk gelombang. Tidak seperti energi cahaya, suara tidak dapat merambat melalui ruang hampa, karena tidak ada atom yang mentransmisikan getaran. Energi suara dihasilkan ketika suatu gaya menyebabkan suatu benda atau zat bergetar.
Energi tersebut kemudian ditransfer melalui zat tersebut dalam bentuk gelombang, yang disebut gelombang suara. Suara dapat ditransmisikan oleh padatan, cairan, dan gas, karena media seperti itu memiliki atom untuk meneruskan getaran. Beberapa contoh energi suara dalam kehidupan sehari-hari adalah bertepuk tangan, bernyanyi atau berbicara, memainkan alat musik dan lain-lain.
8. energi elastis
Energi elastis merupakan salah satu bentuk energi potensial, karena tersimpan dalam ikatan antar atom dalam suatu benda atau zat ketika sedang mengalami tekanan untuk sementara waktu. Tekanan ini bisa disebabkan oleh objek yang diregangkan atau terjepit. Energi elastis disimpan dalam ikatan antar atom dalam suatu benda atau zat. Ikatan ini menyerap energi saat ditekan, dan melepaskan energi itu saat rileks.
Gaya yang bekerja pada suatu benda dapat menyebabkannya berubah bentuk untuk sementara, seperti saat meregangkan karet gelang, atau menekan bola licin dengan tangan. Ketika ini terjadi, energi elastis dapat disimpan di dalam objek, siap untuk dilepaskan ketika objek kembali ke bentuk semula. Beberapa contoh energi elasti yaitu per, sponge dan ketapel.
9. energi gravitasi
Gravitasi adalah gaya yang mencoba menarik dua benda ke arah satu sama lain. Gravitasi bumi adalah apa yang membuat benda tetap di tanah dan apa yang menyebabkan benda jatuh. Bumi memiliki gravitasi, berguna untuk menahan segala sesuatu yang dekat dengan planet ini. Pohon, air, hewan, bangunan, dan udara yang kita hirup semuanya tertahan di sini oleh gravitasi.
Planet-planet, bulan-bulannya, dan bintang-bintang di alam semesta memiliki gravitasi. Bahkan tubuh kita sendiri memiliki gravitasi. Gravitasi bumi jauh lebih kuat daripada kita sendiri sehingga kita tidak memperhatikan gravitasi yang dimiliki tubuh kita. Black Hole atau lubang hitam memiliki daya tarik gravitasi paling tinggi.
Fungsi Energi
Engineer using tablet near oil refinery at night.
Energi adalah kebutuhan utama untuk makhluk hidup dalam melakukan aktivitas. Alam menghasilkan banyak energi yang bisa dimanfaatkan oleh manusia, seperti matahari, laut dan lain-lain. Energi memiliki banyak sekali fungsi untuk berbagai bidang. Mulai dari segi mekanika klasik, beberapa rumusan mekanik telah dikembangkan menggunakan energi. Konsep energi dalam mekanika klasik berguna secara umum untuk fisika modern.
Dalam biologi, energi memiliki peran untuk sistem biologis, mulai dari biosfer sampai makhluk hidup yang paling kecil. Pergerakan energi terjadi di biosfer, lapisan dari bumi di mana terdapat banyak kehidupan. Mulai dari sistem akar sampai ke palung terdalam di samudera. Energi memiliki peran dalam pertumbuhan dan perkembangan sel suatu organisme, termasuk manusia.
Cara menghemat energi
Aerial view of building exterior of a coal fired power station. Large cooling towers emitting steam into to air. Great for global warming, climate change and pollution themes.
Cara mudah untuk menghemat energi adalah dengan membuat perubahan kecil dalam kebiasaan sehari-hari dan melakukan beberapa perawatan rutin dasar. Berikut adalah beberapa cara menghemat energi yang kamu bisa lakukan di rumah.
- Cuci baju sekaligus: ketika mencuci baju, usahakan selalu mencuci baju dengan sekali banyak. Mesin cuci memang dirancang untuk bisa mencuci baju yang banyak. Dengan mencuci baju sekaligus kamu bisa menghemat energi listrik dan tenaga kamu.
- Bersihkan alat-alat elektronik: setiap alat elektronik bekerja lebih efisien ketika mereka bersih dari debu dan kotoran. Jika alat bekerja lebih efisien, maka tidak membutuhkan energi yang banyak.
- Jangan terlalu lama membuka kulkas dan oven: Usahakan selalu tutup oven jika sedang memasak. Jangan terlalu lama berdiri di depan kulkas, semakin lama kulkas terbuka maka semakin banyak energi yang dibutuhkan untuk tetap mendinginkan makanan.
- Buka tirai jendela: Membiarkan cahaya matahari masuk ke rumah akan membawa manfaat bagi ruangan. Ruangan jadi tidak lembab, tidak perlu menyalakan lampu, terlebih lagi cahaya matahari bisa menghangatkan ruangan yang dingin.
- Matikan lampu: Matikan lampu saat kamu sedang tidak ada di ruangan. Bohlam lampu membuang 95% energi dan mengeluarkan panas. Gunakan dengan hemat, atau ganti dengan lampu yang menggunakan sensor sehingga jauh lebih hemat.
- Jangan mandi berlama-lama: Manusia memang membutuhkan mandi untuk membersihkan badannya, namun mandi berlama-lama terlebih lagi menggunakan shower bisa menghabiskan 2.5 galon per menit.
- Cabut colokan yang tidak terpakai: Mengisi baterai handphone atau laptop memang sudah jadi kebutuhan utama. Namun, jika tidak mencabut charger yang sedang tidak dipakai karena mereka akan menarik daya secara terus menerus.
- Gunakan mode sleep atau hibernate: Jika kamu menggunakan laptop, dan membiarkan dalam mode screen saver, sebaiknya ganti ke dalam mode sleep atau hibernate. Dengan begitu energi listrik yang dipakai jadi lebih hemat
