Rabu, 24 Januari 2024
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.
https://asset.kompas.com/crops/iWMoW8blgOzLIdL-izzB7pY3yZw=/71x35:721x469/750x500/data/photo/2022/09/19/632819c41cf81.jpg
Oleh karena itu, pesawat sederhana hanya bersifat memudahkan suatu gaya untuk melakukan usaha bukan memperkecil usaha tersebut. Tujuan dari penggunaan pesawat sederhana, selain mempermudah pekerjaan juga untuk melipatgandakan gaya atau kemampuan kita.
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
