Pesawat Sederhana

 Pesawat sederhana

Jenis-Jenis Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah suatu alat yang digunakan untuk mempermudah melakukan usaha. Pesawat sederhana terdiri atas, katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit.

1.     1.  Katrol

Roda berporos merupakan pesawat sederhana yang terdiri atas sebuah poros yang melekat pada pusat roda yang lebih besar sehingga roda dan poros dapat berputar bersama-sama. Roda berporos memiliki fungsi untuk mempercepat

Contoh penerapan pesawat sederhana jenis roda berporos adalah pada kursi roda, sepeda, mobil, dan sepatu roda.

Katrol adalah sebuah roda yang sekelilingnya diberi tali dan dipakai untuk mempermudah pekerjaan manusia. Ada berbagai macam katrol, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

§    Katrol tetap berfungsi untuk mengubah arah gaya tidak menggandakan gaya kuasa. Keuntungan 

   mekanis untuk katrol tetap sama dengan 1.

§   Katrol bebas berfungsi untuk melipat gandakan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan 

   untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya beban. Keuntungan mekanis untuk 

   katrol bebas sama dengan 2.

§   Katrol majemuk merupakan katrol gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai 

   menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk 

   mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanis untuk katrol bebas sama dengan 

   jumlah katrol.

Contoh soal

 Perhatikan gambar berikut!

Sebuah beban seberat 40 Newton ditarik ke atas dengan katrol tetap seperti pada gambar. Jika gesekan tali dan berat katrol diabaikan 
berapa gaya kuasa minimum yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut?

jawab

Diketahui

W = 40N

ditanya

F = ?

jawab

karena gambar adalah kantrol tetap maka keuntungan mekanisnya = 1,sehingga KM = W/F = 1

W = F.
jadi besar gaya kuasa adalah : F  = 40 N

2.    Roda Berporos

            Roda berporos merupakan pesawat sederhana yang terdiri atas sebuah poros yang melekat pada pusat roda yang lebih besar sehingga roda dan poros dapat berputar bersama-sama. Roda berporos memiliki fungsi untuk mempercepat gaya. Contoh penerapan pesawat sederhana jenis roda berporos adalah pada kursi roda, sepeda, mobil, dan sepatu roda.

3     3.Bidang Miring

Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Bidang miring mampu mengubah gaya dan jarak. Contoh penerapan bidang miring adalah tangga, sekrup, dan pisau.

Keuntungan mekanis bidang miring adalah

KM = W/F 

atau

KM = l/h

Keterangan:

KM = keuntungan mekanis

W = berat beban (N)

F = gaya kuasa (N)

l = panjang bidang miring

h = tinggi bidang miring

Contoh soal

Perhatikan Gambar

Sebuah balok dengan berat 300 N diletakkan pada bidang miring licin seperti pada gambar. Berapa besar gaya yang diperlukan untuk menarik balok tersebut dari P ke Q ?

Jawaban

Diketahui
h = 3 m (tinggi)
s = 5 m (panjang bidang miring)
W = 300 N

Ditanya
F ... ?

jawab
Persamaan untuk bidang miring
W . h = F . s
300 . 3 = F . 5
 F  = 900 / 5
 F  = 180 N 

4.Pengungkit/Tuas

 

Pengungkit merupakan 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.

Sistem kerja pengungkit terdiri atas tiga bagian, yaitu bagian beban, titik tumpu, dan kuasa. Berdasarkan posisi bagian-bagian sistem kerjanya, maka pengungkit dikelompokkan menjadi tiga yaitu pengungkit jenis pertama, pengungkit jenis kedua, dan pengungkit jenis ketiga.

a. Pengungkit Jenis Pertama

Pengungkit jenis pertama memiliki titik tumpu yang berada di antara beban dan kuasa. Semakin panjang lengan kuasa, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengungkit beban tersebut. Contoh pengungkit jenis pertama, yaitu gunting, tang, linggis, dan palu pencabut paku.

b. Pengungkit Jenis Kedua

Pengungkit jenis kedua memiliki beban yang berada di antara titik tumpu dan kuasa. Contoh pengungkit jenis kedua yaitu gerobag dorong, pembuka kaleng, pemotong kertas, dan pemecah biji.

c. Pengungkit Jenis Ketiga

Pada pengungkit jenis ketiga, posisi kuasa berada di antara titik tumpu dan beban. Contoh pengungkit jenis ketiga yaitu sekop, jepitan, dan lengan bawah saat membawa beban.

Contoh soal

perhatikan gambar berikut!

Untuk mengangkat beban 1.000 N digunakan tuas yang panjangnya 300 cm dan lengan beban 50 cm. berapa gaya yang diperlukan ?

Diketahui
Berat beban (W) = 1000 N
Panjang total tuas (lt) = 300 cm
Lengan beban (lb) = 50 cm

Ditanya
Gaya kuasa (F) ... ?

Jawab
Menentukan panjang lengan kuasa (lk)
lk = lt – lb
lk = 300 – 50
lk = 250 cm

menentukan besar kuasa (F)
W . lb = F . lk
1000 . 50 = F . 250 
 F = 50.000 / 250
 F = 200 N

Latihan Soal

lihat soal dari buku paket hal 102 sampai 103