Pesawat Sederhana

By Danang Febriyandra -

Manusia selalu mencari cara untuk membuat sesuatu menjadi lebih mudah. Oleh karena itulah kita menciptakan alat-alat yang bisa meringankan berbagai macam pekerjaan.

Sadarkah kalian bahwa kehidupan kita sehari-hari menjadi nampak lebih mudah karena penerapan ilmu fisika? Mungkin banyak yang tak mengira bahwa setiap hari kita mengimplementasikan banyak ilmu fisika dalam banyak kegiatan.

Contohnya saja saat kita menimba air di sumur dengan menggunakan katrol, maka akan lebih ringan daripada menariknya tanpa katrol. Kemudian ketika akan memindahkan benda berat ke tempat tinggi, maka bisa lebih mudah dan ringan jika menggunakan bidang miring.

Benda-benda tersebut membuat pekerjaan yang kita lakukan menjadi ringan dan membutuhkan usaha lebih sedikit. Semua itu adalah alat-alat yang biasa disebut sebagai pesawat sederhana. Apa ada yang sudah pernah mendengarnya?

Nah dalam kesempatan kali ini, mari kita belajar tentang apa itu pesawat sederhana. Beserta fungsi, rumus dan contoh penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Karena hal tersebut akan sangat bermanfaat bagi kita.

Pengertian Pesawat Sederhana

Pengertian Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah segala bentuk alat yang mampu meringankan pekerjaan manusia. Sehingga ia mampu mempermudah dan memperkecil usaha yang diperlukan dalam suatu pekerjaan. Karena pesawat sederhana dapat mengubah energi, mengubah arah, mengurangi gaya serta memperbesar kecepatan.

Pesawat sederhana akan mengurangi besarnya tenaga yang dibutuhkan untuk memindahkan suatu beban. Sehingga rasio antara gaya yang diberikan dan dihasilkan akan memberikan keuntungan mekanik.

Jenis-Jenis Pesawat Sederhana

Ada banyak sekali jenis pesawat sederhana yang bisa kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Namun ada 4 mekanisme pesawat sederhana utama yang seringkali digunakan untuk menciptakan alat-alat lainnya. Diantaranya adalah katrol, tuas/pengungkit, bidang miring dan roda.

1. Tuas/Pengungkit

Adalah bentuk pesawat sederhana yang umumnya digunakan untuk mengangkat atau mencabut suatu beban yang berat. Ketika menggunakannya, benda-benda yang tadinya tidak bisa diangkat secara langsung bisa menjadi lebih ringan dengan mekanisme tuas ini.

Contohnya saja seperti paku yang menancap, apabila kita menariknya dengan tangan maka tentu akan sulit dilepas. Namun apabila kalian menggunakan sisi belakang palu, bisa digunakan untuk mengungkit serta mengangkatnya dengan mudah tanpa membutuhkan banyak tenaga.

Dalam mekanisme tuas/pengungkit ini, ada beberapa bagian atau titik yang harus kalian pahami, sebagai berikut :

Pesawat Sederhana Tuas Pengungkit
  • T : Titik poros
  • F : Titik Kuasa (N)
  • W : Titik Beban (N)
  • lb : Lengan beban (jarak titik tumpu ke titik beban)
  • lk : Lengan kuasa (jarak titik tumpu ke titik kuasa)

Rumus Keuntungan Mekanik Tuas/Pengungkit

Keuntungan mekanik pada tuas adalah rasio antara gaya berat beban dan gaya kuasa. Atau perbandingan antara lengan kuasa dan lengan beban. Berikut ini rumusnya :

KM = W : F = lk : lb

Keterangan :

  • KM : Keuntungan Mekanik
  • W : Gaya Beban
  • F : Gaya Kuasa
  • lk : Lengan Kuasa
  • Lb : Lengan beban

Besarnya keuntungan mekanik akan bergantung pada panjang setiap lengan. Apabila lengan kuasa semakin panjang, maka keuntungan mekaniknya akan semakin besar, begitu pula sebaliknya.

Maka dari itu, tuas atau pengungkit biasanya dibedakan menjadi 3 tergantung posisi titik beban, titik gaya dan titik tumpunya :

a). Tuas Jenis Pertama

Tuas Jenis Pertama

Adalah tuas yang mana titik tumpunya berada di tengah antara titik beban dan kuasa. Contoh alatnya seperti gunting, jungkat-jungkit dll.

b). Tuas Jenis Kedua

Tuas Jenis Kedua

Adalah tuas yang mana titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh dari alat yang menggunakan mekanisme ini seperti pembuka tutup botol, pemotong kertas dll.

c). Tuas Jenis Ketiga

Tuas Jenis Ketiga

Adalah tuas yang mana titik kuasanya berada diantara titik tumpu dan titik beban. Contoh alatnya seperti stepler, pinset dll.

Baca Juga : Pengertian Gaya

2. Bidang Miring

Bidang Miring

Pernahkah kalian kesulitan ketika akan memindahkan benda berat ke tempat yang lebih tinggi? Maka bisa mencoba untuk menggunakan prinsip pesawat sederhana bidang miring. Yaitu sebuah alas yang miring untuk memudahkan perpindahan/pergeseran benda, terutama ke tempat yang lebih tinggi.

Coba perhatikan jalan yang ada di area pegunungan pasti dibuat berkelok-kelok. Hal tersebut agar memudahkan kendaraan untuk menanjak supaya tenaga yang dibutuhkan tidak terlalu besar. Selain itu, beberapa benda lain yang menggunakan prinsip ini seperti pisau, kapak, dll.

Rumus Keuntungan Mekanik Bidang Miring

Pada bidang miring, keuntungan mekanik merupakan rasio antara panjang dengan tinggi bidang miring tersebut. Maka rumusnya akan sebagai berikut :

KM = W/F = s/h

Keterangan :

KM : Keuntungan Mekanik
W : Titik Beban
F : Titik Kuasa
s : Panjang Bidang Miring
h : Tinggi Bidang Miring

Semakin landai sebuah bidang miring, maka akan semakin mudah untuk memindahkan suatu benda. Dengan kata lain, apabila bidang miring semakin panjang dan rendah maka akan beban akan menjadi lebih ringan dan membutuhkan sedikit gaya.

3. Katrol

Pewasat Sederhana Katrol

Secara sederhana, katrol sering diartikan sebagai roda yang berputar pada porosnya. Biasanya ia juga dilengkapi dengan tali untuk menghubungkan titik beban dan kuasa. Umumnya, katrol memiliki 3 jenis antara lain :

a). Katrol Tetap

Katorl Tetap

Seperti namanya, jenis ini menempatkan katrol pada tempat yang tetap dan posisinya tidak berubah-ubah. Biasanya digunakan untuk menaikan atau mengangkat benda-benda agar lebih ringan. Contohnya seperti menimba air dari dalam sumur.

b). Katrol Bebas

Katrol Bebas

Berbeda dengan katrol tetap, pada jenis ini katrol akan bergerak dan berpndah posisi. Sementara itu salah satu ujung tali akan dipasang pada tempat yang tetap. Contohnya digunakan pada gondola dan flyingfox.

c). Katrol Majemuk

Katrol Majemuk

Katrol ini akan menggabungkan 2 atau lebih katrol menjadi satu. Salah satunya berupa katrol tetap dan satu yang lainnya katrol bebas. Keduanya akan dihubungkan dengan tali sementara beban akan dikaitkan dengan katrol bebas.

Rumus Keuntungan Mekanik Katrol

Katrol Tunggal :

F = W
KM = 2/F = 1

Katrol Bebas :

F = 1/2 W
KM = 2/F = 2

Katrol Majemuk :

F = W/jumlah katrol
KM = w/F = 3

Keterangan :

  • KM : Keuntungan Mekanik
  • W : Beban (N)
  • F : Gaya Kuasa (N)

Baca Juga : Gaya Gesek

4. Roda Berporos

Pewasat Sederhana Roda Berporos

Jenis pesawat sederhana yang selanjutnya adalah roda berporos, kita tentu sudah sering menemukannya. Ia biasanya terdapat pada berbagai macam alat sepert gerobak, sepeda, mobil dan lain sebagainya. Roda akan berputar pada sebuah poros untuk memudahkan proses pemindahan barang.

Rumus Keuntungan Mekanik Roda

Kita dapat mengetahui keuntungan mekaink dari sebuah roda dan porosnya dengan rumus :

KM = Jari-jari roda / Jari-jari poros

Contoh mudahnya saja seperti pada sepeda, ketika gir belakangnya pada ukuran terkecil maka lajunya akan semakin cepat. Namun jika dipindahkan ke gir yang lebih besar, maka lajunya akan lebih lambat.

Baca Juga : Gaya Lorenz

Contoh Soal Pesawat Sederhana

Agar kalian lebih paham tentang materi pesawat sederhana diatas dan implementasinya, silahkan coba kerjakan contoh soal di bawah ini.

1). Hitunglah berapa besarnya kuasa yang dibutuhkan untuk mengungkit benda pada gambar di bawah ini!

Contoh Soal 1

Diketahui

  • W : 460 N
  • lk : 180 cm
  • lb : 20 cm

Jawab

W/F = lk/lb
360/F = 180/20
360/F = 9
F = 360/9
F = 40

Jadi besarnya gaya kuasa yang dibutuhkan untuk mengungkit objek diatas adalah 40 Newton.

2). Hitunglah besarnya gaya kuasa yang dibutuhkan untuk memindahkan objek di bawah ini menggunakan sebuah bidang miring!

Contoh Soal 2

Diketahui

  • W : 150 N
  • s : 30 cm
  • h : 10 cm

Jawab

W/F = s/h
150/F = 30/10
150/F = 3
F = 150/3
F = 50 N

Jadi untuk memindahkan objek tersebut ke sisi lainnya akan membutuhkan gaya kuasa sebesar 50 Newton.

Demikian pembahasan tentang pengertian pesawat sederhana, fungsi dan jenis-jenisnya. Dengan menggunakan rumus-rumus diatas, kalian bisa memperhitungkan dan mengimplementasikannya ke dalam kehidupan sehari-hari.

Danang Febriyandra
Danang Febriyandra
Seorang yang suka dunia anime yang sangat akut, suka belajar hal baru.

Artikel Terkait

Hukum Newton 1 2 3
Hukum Newton 1 2 3
Oleh Mexi
Gaya Lorentz
Gaya Lorentz
Oleh Arwina Nur Dyah Utami
Gerak Parabola
Gerak Parabola
Oleh Fanesh
Jangka Sorong: Rumus, Contoh Soal, Cara Menghitung, Membaca
Jangka Sorong: Rumus, Contoh Soal, Cara Menghitung, Membaca
Oleh Mochamad Alif Prayogo
Rumus Kecepatan, Waktu, Jarak, Contoh Soal dan Pembahasan
Rumus Kecepatan, Waktu, Jarak, Contoh Soal dan Pembahasan
Oleh Sandy Kurnia Fajar
Perubahan Fisika: Pengertian, Ciri-Ciri dan Contoh Perubahan Fisika
Perubahan Fisika: Pengertian, Ciri-Ciri dan Contoh Perubahan Fisika
Oleh Arwina Nur Dyah Utami

Baca Lainya Tastynesia:
  1. Singkong Thailand
  2. Keripik Singkong
  3. Tape Singkong
  4. Singkong Goreng
  5. Jus Mangga
  6. Tinggalkan Balasan

    Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *