PESAWAT SEDERHANA

PESAWAT SEDERHANA

Secara umum pesawat sederhana adalah peralatan sederhana yang biasa kita gunakan untuk mempermudah atau membantu manusia dalam melakukan kerja atau usaha kita sehari hari. 

Bagaimana pesawat sederhana membantu mempermudah pekerjaan manusia?

a. Pesawat sederhana dapat meningkatkan besar gaya angkat atau dorong pada suatu objek.

Contoh: Tuas atau pengungkit.

Pada umumnya Tuas sederhana dapat berupa sebuah batang yang terbuat dari bahan kayu, bambu, atau besi. Cara kerja tuas yaitu dengan memanfaatkan sebuah penumpu yang bisa berupa batu atau benda keras lainnya. Satu penumpu dapat diletakkan di antara dua ujung batang tuas, sehingga alat pengungkit dapat memudahkan pekerjaaan memindahkan benda. 

b. Pesawat Sederhana dapat meningkatkan jarak untuk gaya dapat bekerja.

Contohnya: Bidang miring

Misalkan seorang pekerja ingin memindahkan barang ke dalam mobil angkutan atau truk, untuk memudahkan pekerjaannya, mereka menggunakan papan bidang miring.

Meskipun ada penambahan jarak peti ke dalam bagian mobil, namun usaha yang digunakan untuk mengangkat barang ke dalam mobil menjadi lebih kecil.

c. Pesawat Sederhana dapat mengubah arah gaya yang bekerja.

Contohnya: kapak kayu

Ketika seorang tukang membelah sebuah kayu dengan kapak, gaya dari kapak yang kita ayunkan ke balok kayu bergerak ke bawah, sedangkan balok kayu yang terpotong, menghasilkan potongan kayu ke kanan dan ke kiri. 

Contoh lain adalah saat kita menimba air di dalam sumur, 

gaya yang kita berikan pada ember air adalah mengerek tali katrol ke arah bawah, sedangkan ember air yang berada dalam sumur naik ke atas.

KEUNTUNGAN MEKANIK

• Di dalam pesawat sederhana, dapat ditentukan nilai keuntungan mekanik (km)
• Keuntungan mekanik (km)adalah Bilangan Yang Menunjukkan Berapa Kali Pesawat Sederhana Menggandakan Gaya 
• Besarnya keuntungan mekanik dinyatakan sebagai perbandingan antara berat beban yang akan diangkat dengan besar gaya kuasa yang diperlukan.
• Secara matematis dapat dituliskan sbb:

• Jika nilai KM > 1, maka dikatakan pesawat sederhana bersifat menguntungkan, (artinya gaya yang diperlukan menjadi lebih ringan)
• Jika nilai KM < 1, maka dikatakan pesawat sederhana bersifat merugikan, (artinya gaya yang diperlukan justru menjadi lebih berat)
• Jika nilai KM = 1, maka dikatakan pesawat sederhana bersifat tidak menguntungkan dan tidak merugikan, (artinya gaya  yang diperlukan sama saja dengan gaya beban)

Macam-Macam Pesawat Sederhana

a. Katrol 

Katrol adalah roda yang sekelilingnya diberi tali, biasa dipakai untuk mempermudah pekerjaan manusia untuk menarik beban. 

Secara umum, ada tiga macam katrol yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

1) Katrol tetap

• Adalah katrol yang posisinya selalu tetap saat digunakan.
• Hal itu dikarenakan poros pada katrol telah dipasang pada suatu tempat sehingga tidak berpindah tempat.
• Pada Katrol Tetap Titik Tumpu terletak pada sumbu/poros katrol
• Sehingga Jarak antara Titik Beban ke Titik Tumpu sama dengan jarak antara kuasa ke titik tumpu
• Hal ini menyebabkan gaya kuasa yang dikeluarkan akan bernilai sama dengan berat bebannya. 
• sehingga menyebabkan keuntungan mekanis katrol tetap bernilai satu. (km = 1)
• Contoh katrol tetap bisa ditemukan di tiang bendera dan sumur timba.

2) Katrol bebas

• Katrol bebas berkebalikan dengan katrol tetap. 
• Poros pada katrol bebas tidak dipasang pada tempat yang tetap sehingga katrol akan dapat berpindah tempat seperti bergerak bebas saat bekerja. 
• Pada katrol bebas titik tumpu terletak pada tali yang terikat pada tempat tertentu 
• titik beban terletak pada pusat (poros) katrol dan titik kuasa terletak pada tali yang ditarik gaya.
• Pada katrol bebas, gaya kuasa yang dikeluarkan untuk menarik bebannya bernilai setengah dari berat bebannya. 
• Maka dari itu, keuntungan mekanis katrol bebas bernilai 2. (km = 2)
• Alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan umumnya menggunakan katrol jenis ini. 

3) Katrol majemuk

• Adalah penggabungan beberapa katrol, sehingga mempunyai keuntungan mekanik yang berlipat ganda. 
• Keuntungan mekanis katrol majemuk sama dengan jumlah tali atau jumlah katrol yang digunakan untuk mengangkat benda tersebut.
• Katrol majemuk sering dipakai untuk mengangkat benda maupun alat-alat berat dalam perindustrian.

b. Roda berporos

• Roda merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang menggunakan prinsip menghubungkan roda pada sebuah poros yang dapat diputar secara bersamaan. 
• Roda berporos adalah pesawat sederhana yang memiliki dua roda dengan ukuran berbeda yang berputar bersamaan.
• Roda dapat memperkecil gaya yang dibutuhkan untuk menggeser suatu benda dengan meminimalkan gaya gesek. 
• Roda berporos ini diterapkan dalam transportasi darat, gerobak, setir mobil, dan kapal; serta gerinda.
• Keuntungan mekanis yang diperoleh dari penggunaan roda akan memengaruhi kecepatan yang dihasilkan,

c. Bidang Miring

• Bidang miring adalah pesawat sederhana yang berupa papan/bidang yang dibuat miring. 
• Tujuannya adalah untuk memperkecil usaha saat memindahkan beban yang berat. Saat memindahkan objek, jarak yang ditempuh menjadi lebih besar, tapi gaya yang diperlukan menjadi lebih kecil.
• Semakin landai bidang miring, gaya yang diberikan semakin kecil.
• Sebaliknya, semakin curam bidang miring, gayanya semakin besar.
• Prinsip bidang mirip banyak di manfaatkan di kehidupan kita seperti jalan pegunungan yang dibuat berkelok-kelok, tangga berputar, pisau, kapak, sekrup, dan sebagainya.
• Keuntungan mekanik bidang miring:

d. Pengungkit / Tuas

Pengungkit yaitu pesawat sederhana yang dibuat dari sebatang benda yang keras (seperti balok kayu, batang bambu, atau batang logam) yang digunakan untuk mengangkat atau mencongkel benda. 

Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya

Tuas memiliki bagian-bagian inti yang mendukung cara kerjanya.

Bagian-bagian itu di antaranya, titik tumpu/Fulcrum (F), beban/Load (L) dan titik tempat memberikan gaya/Effort  (E). 

Tuas dibagi menjadi 3 jenis yaitu :

Tuas jenis pertama dengan titik tumpu (F) berada di antara titik tempat memberikan gaya (E) dan beban (L) 

contoh tuas jenis 1 :

Tuas jenis kedua dengan beban (L) di antara titik pemberi gaya (E) dan titik tumpu (F)

contoh :

Tuas jenis ketiga dengan titik tempat pemberi gaya (E) di antara titik tumpu (F) dan beban (L)

contoh :

Pengungkit pada tubuh manusia

• Pada saat kamu melakukan suatu aktivitas, otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama.
• Prinsip kerja ketiganya seperti sebuah pengungkit
• Di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.

Tuas jenis pertama

• Gerakan leher mendongak dan menunduk mirip dengan prinsip tuas jenis pertama. 
• Tulang rahang dan kepala bagian depan sebagai beban, tulang tengkorak sebagai titik tumpu serta otot leher sebagai titik tempat memberikan gaya.

Tuas jenis kedua

• Gerakan kaki untuk jinjit mirip dengan prinsip tuas jenis kedua
• Tulang telapak kaki sebagai titik tumpu, tulang kering sebagai beban, dan otot kaki sebagai titik tempat pemberi gaya.

Tuas jenis ketiga

• Gerakan tangan mengangkat benda mirip denga prinsip tuas jenis ketiga
• Tulang telapak tangan sebagai beban, sendi siku sebagai titik tumpu, dan otot lengan atas sebagai titik tempat pemberi gaya.