Pesawat Sederhana

Oleh Diposting pada

Selamat datang di Dosen.co.id, web digital berbagi ilmu pengetahuan. Kali ini PakDosen akan membahas tentang Pesawat Sederhana? Mungkin anda pernah mendengar kata Pesawat Sederhana? Disini PakDosen membahas secara rinci tentang pengertian, jenis, rumus, fungsi, keuntungan dan contoh. Simak Penjelasan berikut secara seksama, jangan sampai ketinggalan.

Pesawat Sederhana: Pengertian, Jenis Serta Contoh Soal Lengkap

Pengertian Pesawat Sederhana

Baca Cepat Buka

Pesawat Sederhana ialah alat yang dapat digunakan untuk mempermudah suatu pekerjaan tanpa memperkecil usaha. Misalkan ketika seorang ibu rumah tangga menimba air dari dalam sumur menggunakan bantuan katrol, buruh angkut menggunakan bidang miring untuk menaikkan barang ke atas truk, pelayan restoran membuka botol minuman dengan menggunakan pembuka botol. Alat-alat tersebut merupakan contoh peswat sederhana yang dapat dijumpai di kehidupan sehari-hari.

Jenis-Jenis Pesawat Sederhana

Berikut ini terdapat beberapa jenis-jenis pesawat sederhana, yakni sebagai berikut:

1. Pengungkit atau Tuas

Pengkungkit atau Tuas

Pesawat sederhana yang pertama ialah pengungkit atau tuas. Tuas sering digunakan untuk mengangkat benda berat ataupun benda yang berukuran besar. Tuas dibagi menjadi 3 titik, yaitu : Titik Kuasa, Titik Tumpu, dan Beban. Tuas dibagi menjadi 3 golongan berdasarkan letak titiknya. Berikut adalah penggolongan pengungkit atau kuas, antara lain:

  • Tuas Golongan Pertama

Tuas Golongan Pertama

Tuas jenis golongan pertama ialah tuas dengan titik tumpu terletak diantara titik beban dan titik kuasa (Ditengah). Contohnya ialah, Gunting, Jungkat-Jungkit, Gunting kuku dan Linggis.

  • Tuas Golongan Kedua

Tuas Golongan Kedua

Tuas jenis golongan kedua ialah tuas dengan titik beban terletak antara titik tumpu dan titik kuasa. Contohnya ialah, Gerobak beroda satu, Pemecah biji dan Pembuka botol.

  • Tuas Golongan Ketiga

Tuas Golongan Ketiga

Tuas jenis golongan ketiga ialah tuas dengan titik kuasa terletak antara titik tumpu dan titik beban. Contohnya ialah Pinset, Pisau dan Pemotong kertas.

2. Bidang Miring

Bidang Miring

Bidang miring adalah jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk mempermudah memindahkan benda dari bawah ke atas atau sebaliknya.

Bidang miring berguna untuk membantu memindahkan benda-benda yang terlalu berat dari bawah ke atas atau sebaliknya.

Contoh bidang miring adalah : tangga, pisau, obeng, jalan berkelok di perbukitan, ulir pada sekrup.

1. Katrol

Katrol merupakan pesawat sederhana berupa roda yang dikelilingi rantai atau tali. Kegunaan katrol untuk mengangkut beban atau menarik suatu benda. Sebelum air diperoleh melalui pengolahan Perusahaan Air Minum, hampir semua orang memperoleh air dari sumber mata air yang disebut sumur.Bahkan, sampai sekarang di beberapa desa, sumur masih mudah dijumpai. Untuk mempermudah pengambilan air dari dalam sumur, digunakanlah alat yang termasuk jenis pesawat sederhana, yaitu katrol. Seperti halnya tuas, katrol juga memiliki kuasa, beban, dan titik tumpu. Dengan demikian, katrol juga memiliki keuntungan mekanis. Katrol dapat dibedakan menjadi katrol tetap, katrol bergerak, dan katrol ganda, berikut penjelasan dibawah ini:

Baca Lainnya :  Sel Lemak
  • Katrol Tetap

Katrol Tetap

Katrol tetap adalah katrol yang tetap berada pada posisinya dan tidak berpindah. Biasanya katrol tetap akan ditempatkan pada tempat tertentu. Contoh katrol tetap ialah, katrol pada tiang bendera dan katrol pada sumur timba.

  • Katrol Bebas

Katrol Bebas

Katrol Bebas adalah katrol yang dapat berpindah posisinya. Katrol bebas diletakkan diatas tali sehingga dapat digerakan. Salah satu ujung tali diikatkan pada tempat tertentu, sedangkan ujung tali lainnya dapat ditarik. Contoh katrol bebeas ialah, katrol pada pelabuhan peti kemas.

  • Katrol Majemuk

Katrol Majemuk

Katrol Majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat beserta bergeraknya katrol bebas ke atas.

2. Roda Berporos

Roda Berporos

Roda berporos ialah alat yang digunakan untuk mempermudah melakukan perpindahan. Roda dibuat dengan diberi poros. Saat bergerak roda berputar pada porosnya. Dengan roda memungkinkan manusia bergerak lebih cepat.

Contoh roda berporos ialah, kursi roda, roda mobil dan roda motor.

Rumus Pesawat Sederhana

Berikut ini adalah beberapa rumus-rumus pesawat sederhana yaitu:

  • Bidang Miring

Bidang miring merupakan sebuah bidang miring yang digunakan untuk memindahkan sebuah benda ke ketinggian tertentu.

Keterangan :
KM =  keuntungan mekanis
F     = gaya dorong (N)

s      = panjang bidang miring (m)
h     = ketinggian (m)
w    = berat beban (N)
Misalnya….

Massa kotak adalah 80 kg, dipindahkan dari atas tanah ke suatu tempat dengan ketinggian 1,5 m. Berapakah usaha dan gaya yang kita keluarkan bila :

a. kita angkat langsung ke atas !
b. melalui bidang miring sepanjang 4,5 m !

Diketahui :
m  = 80 kg
g   = 10 m/s2
h   = 1,5 m
s   = 4,5 m

a. mula2 kita cari berat benda dulu…. karena kita mengangkat benda secara langsung maka gaya ( F ) yang kita lakukan = berat benda ( w ) sedangkan jarak tempuhnya ( s ) = ketinggian ( h ) maka rumus usaha berubah lambang, semula W = F.s menjadi W = w.h

b. Jika benda kita dorong melalui bidang miring…..

 Usaha yang kita keluarkan sama namun dengan bidang miring gaya yang kita keluarkan menjadi lebih kecil karena lintasannya kita ubah dari ketinggian 1,5 m menjadi 4,5 m dalam bidang miring….

Prinsip bidang miring juga diterapkan pada berbagai macam alat buatan manusia seperti baji, kapak, tatah, pisau, obeng, paku, sekrup….juga jalan yang berkelok-kelok di pegunungan.

  • Tuas

 
keterangan : 

Baca Lainnya :  √Usus Dua Belas Jari: Pengertian, Bagian, Ciri Serta Fungsinya
F      = gaya yang dikerjakan pada tuas (N)
W    = beban tuas (N)
Lb    = lengan beban, adalah jarak antara titik tumpu 
            dengan dengan beban (m)
Lk    = lengan kuasa, adalah jarak antara titik tumpu 
           dengan kuasa/gaya yang dikerjakan  (m)
KM  = keuntungan mekanis

  • Katrol

Katrol adalah roda berongga yang disepanjang sisinya untuk tempat tali. Katrol sangat baik digunakan untuk memindahkan beban ke atas/bawah. Katrol dapat dibedakan menjadi katrol tunggal tetap, katrol tunggal bergerak, dan takal (katrol majemuk berganda).

1. Katrol Tunggal Tetap

katrol tunggal tetap terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya tidak berubah-ubah (tetap).
Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal tetap = 1
Keuntungan mekanis =1 berarti berat beban = gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban tersebut.
maka,
F = w
contoh : katrol yang digunakan untuk menimba air.

Trus…klo gaya yang kita keluarkan besarnya sama aja dengan berat bebannya, untuk apa dong fungsi katrol tunggal ini?

Hmm.. katrol jenis ini memang tidak mengurangi besar gaya yang kita keluarkan, namun dapat merubah arah gaya.  Bila kita menarik suatu beban dari atas ke bawah tanpa katrol maka kita harus mengeluarkan gaya dengan arah tersebut yaitu dari atas ke bawah sehingga kita kesulitan memanfaatkan berat tubuh kita. sedangkan bila menggunakan katrol (seperti yang terlihat pada gambar di atas…) gaya yang kita keluarkan justru berarah dari atas ke bawah. Hal ini menyebabkan kita dapat memanfatkan berat tubuh kita untuk mengankat beban tersebut jadi tangan kita tidak cepat lelah.

2. Katrol Tunggal Bergerak

katrol tunggal bergerak terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya dapat berubah-ubah (tetap)
Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal bergerak = 2
maka,
F = 1/2.w
Keuntungan mekanisnya = 2 artinya kita hanya perlu mengeluarkan gaya separuh dari berat beban yang kita angkat ( F = w/KM).

  • Takal (Katrol majemuk/berganda)

Takal / Katrol majemuk atau berganda adalah katrol yang terdiri dari sebuah katrol tetep dan satu atau lebih katrol bergerak… katrol ini biasanya digunakan untuk mengankat beban yang sangant berat.
Keuntungan mekanis (KM) takal = Jumlah katrol
F = W/jumlah katrol

Fungsi Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah sebuah alat mekanik yang mampu merubah arah atau besaran yang timbul dari sebuah gaya. Secara umum, keberadaan pesawat sederhana ini dapat disebut sebagai sebuah sistem mekanis paling sederhana dengan memanfaatkan laba mekanik guna meningkatkan gaya. Sebuah pesawat sederana akan memanfaatkan sebuah gaya kerja buat dimanfaatkan melawan sebuah gaya beban. Tanpa memperhatikan sebuah gaya gesek yang muncul, maka kerja yang ditimbulkan oleh sebuah beban, akan memiliki besaran yang sama dengan kerja yang terjadi pada sebuah beban. Dalam kehidupan sehari-hari, kita tak dapat melepaskan diri dari ketergantungan pada pesawat sederahana tersebut. Secara umum, ada beberapa pesawat sederhana yang mudah dijumpai dan kita manfaatkan buat membantu aktivitas keseharian kita.

Keuntungan Mekanik Pesawat Sederhana

Berikut ini adalah beberapa keuntungan mekanik pesawat sederhana menurut jenisnya yaitu:

  • Keuntungan Mekanik Tuas

Keuntungan mekanik pada tuas adalah perbandingan antara gaya beban (w) dengan gaya kuasa (F), dapat dituliskan sebagai Keuntungan mekanik pada tuas bergantung pada masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, maka keuntungan mekaniknya akan semakin besar.

Baca Lainnya :  Urbanisasi Adalah

  • Keuntungan mekanik bidang miring

Keuntungan mekanik bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan. Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dengan perbandingan antara panjang (l) dan tinggi bidang miring (h). Pemanfaatan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari terdapat pada tangga dan jalan di daerah pegunungan.

  • Keuntungan mekanik katrol

Keuntungan mekanik pada katrol majemuk adalah sejumlah tali yang digunakan untuk mengangkat beban.

Contoh Soal Pesawat Sederhana

Berikut ini adalah beberapa contoh soal pesawat sederhana yaitu:

1. Contoh Pertama

Seseorang hendak mengangkat sebuah beban dengan memakai katrol tunggal bergerak. Jika berat beban tersebut ialah 1.000 N, maka besar gaya yang harus diberikan orang tersebut ialah ….
A. 600 N
B. 500 N
C. 250 N
D. 100 N

Pembahasan :
Katrol tunggal bergerak befungsi mengalihkan gaya tetapi tidak mengubah arah gaya. Keuntungan mekanis katrol bergerak ialah 2. Keuntungan mekanis katrol sanggup dihitung dengan rumus berikut:

KM = w  = lf
F lw

Keterangan :
KM = laba mekanis
w = berat beban (N)
F = gaya atau kuasa (N)
lf = lengan kuasa (m)
lw = lengan beban (m).

Pada soal diketahui berat beban 1.000 N dan laba mekanis untuk katrol ebrgerak ialah 2. Dengan demikian, gaya yang harus diberikan adalah:
⇒ KM = w/F
⇒ 2 = w/F
⇒ 2F = w
⇒ 2F = 1.000 N
⇒ F = 1.000/2 N

2. Contoh Kedua

Seorang petugas hendak memindahkan sebuah beban dengan memakai bidang miring yang panjangnya 4,5 m. Jika berat beban ialah 600 N dan tinggi bidang miring ialah 1,5 m, maka besar kuasa yang harus diberikan petugas ialah ….
A. 100 N
B. 200 N
C. 300 N
D. 400 N

Pembahasan :
Dik : w = 600 N, l = 4,5 m, h = 1,5 m
Dit : F = … ?

Keuntungan mekanis:
⇒ KM = l/h
⇒ KM = 4,5/1,5
⇒ KM = 3

Besar kuasa yang harus diberikan:
⇒ KM = w/F
⇒ 3 = 600/F
⇒ 3F = 600
⇒ F = 600/3
⇒ F = 200 N

3. Contoh Ketiga

Seorang murid akan memindahkan sebuah kerikil yang beratnya 600 N dengan memakai tuas. Jika tuas diatur sedemikian rupa sehingga panjang lengan beban 1,5 m dan panjang lengan kuasa 3 m, maka kuasa yang harus diberikan murid itu ialah ….
A. 400 N
B. 300 N
C. 200 N
D. 150 N

Pembahasan :
Dik : w = 600 N, lw = 1,5 m, lf = 3 m
Dit : F = … ?

Keuntungan mekanis tuas yang digunakan:
⇒ KM = lf/lw
⇒ KM = 3/1,5
⇒ KM = 2

Kuasa yang harus diberikan :
⇒ KM = w/F
⇒ 2 = 600/F
⇒ 2F = 600
⇒ F = 600/2
⇒ F = 300 N

Demikian Penjelasan Materi Tentang Pesawat Sederhana: Pengertian, Jenis, Rumus, Fungsi, Keuntungan dan Contoh Semoga Materinya Bermanfaat Bagi Siswa-Siswi.