Pesawat Sederhana – Rumus, Contoh, Bidang Miring, Tuas & Gambar
Pesawat Sederhana
Bidang Sederhana – Rumus, Contoh, Bidang Miring, Pengungkit & Gambar – LecturerEducation.Com – Sebagian besar kehidupan sehari-hari mungkin tampak biasa-biasa saja, tetapi tidak demikian halnya dengan fisikawan. Kejadian-kejadian tersebut selalu menimbulkan pertanyaan. Misalnya, ketika Anda ingin melepas paku yang tertancap di dinding, Anda bahkan hampir tidak dapat melakukannya tanpa bantuan alat. Jika Anda menggunakan penjepit, pekerjaan akan mudah dilakukan. Mengapa lebih mudah mencabut kuku dengan penjepit?
Mengapa dayung dapat menggerakkan perahu dengan tenaga yang sangat kecil? Anda akan menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini dalam pelajaran berikut. Gilang dan Garin sedang membantu ayah dan ibunya yang sedang berkemas karena keluarganya akan pindah ke luar kota. Beberapa barang dimasukkan ke dalam kotak kayu besar. Tentu kotak ini sangat berat.
Saat boks ini akan dipindahkan ke bagian belakang mobil, masalah baru muncul. Mereka hanya mampu mendorong atau menarik kotak, tetapi tidak mampu mengangkat kotak secara vertikal ke atas. Bagaimana mereka memecahkan masalah ini? Ayah mereka menggunakan papan kayu untuk membuat bidang miring antara tanah dan pintu belakang. Dengan begitu, mereka dapat mendorong kotak ke bawah bidang miring. Rupanya, dengan bantuan bidang miring ini mereka mampu mengangkat kotak-kotak berat ke dalam bak mobil.
Definisi Pesawat Sederhana
Dalam kehidupan sehari-hari, kita banyak menggunakan produk teknologi, seperti mobil, sepeda motor, pesawat terbang, dan sebagainya. Alat-alat ini sangat rumit cara kerjanya.
Dan kami tidak menduga bahwa alat-alat tersebut merupakan pengembangan dari mesin sederhana. Alat untuk mempermudah dan mempercepat pekerjaan disebut pesawat. Pesawat terbang yang didesain sangat sederhana dan dibuat dengan bahan yang sederhana disebut pesawat sederhana.
Dalam kehidupan sehari-hari, pesawat sederhana digunakan dengan tujuan :
- Memperbesar gaya atau kemampuan,
- Mengubah arah melakukan, dan
- Tingkatkan kecepatan atau buat perpindahan besar.
Jenis Pesawat Sederhana
Kuku yang menempel di dinding dapat dengan mudah dilepas menggunakan tang. Catut termasuk pesawat sederhana yang tergolong pengungkit. Sistem kerja tuas terdiri dari tiga komponen yaitu beban, titik tumpu, dan gaya. Beban adalah objek yang akan dipindahkan atau dipindahkan.
Baca juga: Pertidaksamaan Linear Satu Variabel
Pada contoh mencabut paku, bebannya adalah paku yang tertancap di dinding. Titik tumpu adalah penjepit yang berada di antara beban dan tangan. Daya adalah gaya yang diberikan oleh tangan untuk mendorong tuas. Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa pengungkit adalah sebuah pesawat sederhana yang memiliki lengan berputar pada titik tumpunya. Rasio antara beban dan gaya sama dengan rasio antara lengan daya dan lengan beban.
Titik di mana tuas bersandar disebut titik tumpu (T)ujung batang (tuas) tempat beban diangkat disebut titik beban (B) dan pangkal batang yang ditekan atau diangkat untuk mengimbangi berat beban disebut titik daya (K). Jarak dari titik beban ke titik tumpu disebut beban lengan (lB) dan jarak dari titik daya ke titik tumpu disebut kekuatan lengan (lk). Jika gravitasi beban WB seimbang dengan kekuatan Fkdalam keseimbangan tuas berlaku hubungan:
Beban x lengan beban = daya x lengan gaya
Keuntungan mekanis (KM) suatu tuas adalah perbandingan antara berat beban dengan gaya atau perbandingan antara lengan gaya dengan lengan beban, dirumuskan sebagai berikut:
Tuas dapat dibagi menjadi 3 jenis. Pembagian ini didasarkan pada letak titik gaya, titik beban, titik tumpu.
Pengungkit jenis ini memiliki ciri bahwa titik tumpu terletak di antara titik gaya (force) dan titik beban. Pertimbangkan penjepit yang digunakan untuk mencabut paku. Titik tumpu berada di antara beban dan tangan Anda. Jadi penjepit adalah jenis tuas pertama.
Contoh lainnya adalah gunting, tang, linggis, penarik paku, lengan penyeimbang.
Baca juga: Persamaan Linear Satu Variabel
Tuas jenis ini memiliki ciri bahwa titik beban terletak diantara titik gaya (force) dan titik tumpu. Perhatikan pembuka botol yang digunakan untuk membuka botol! Titik beban terletak di antara titik tumpu dan titik gaya. Jadi, pembuka botol adalah tuas jenis kedua. Contoh lain adalah gerobak dorong, pembuka marmer, pemotong kertas, pemotong kertas dan kerupuk biji.
Tuas jenis ini memiliki ciri bahwa titik gaya terletak di antara titik tumpu dan titik beban. Contoh pengungkit ini adalah pinset, sekop, penjepit, joran dan lengan bawah saat mengangkat beban.
Bidang miring
Sesuai dengan namanya, bidang miring adalah bidang miring yang digunakan untuk memindahkan suatu benda ke ketinggian tertentu. Pada bagian sebelumnya telah diberikan contoh bagaimana Garin dan Gilang dapat dengan mudah memindahkan sebuah kotak ke belakang mobil.
Mengapa memindahkan kotak ke atas bidang miring lebih mudah daripada mengangkatnya secara langsung? Untuk menjawabnya, mari kita berhitung! Misalnya, berat sebuah kotak adalah 8.000 N, artinya diperlukan gaya minimal 8.000 N untuk memindahkan kotak tersebut, dengan jarak 1,5 m. Usaha yang dilakukan untuk mengangkat kotak adalah sebagai berikut :
Bagaimana kalau menggunakan bidang miring sepanjang 5 m? Usaha untuk menggerakkan kotak ini sama yaitu 12.000 Nm. Namun karena jarak (s) lebih besar, gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan kotak melalui bidang miring lebih kecil.
Perhatikan bahwa gaya yang diperlukan untuk memindahkan kotak ke atas bidang miring lebih kecil daripada memindahkan kotak dengan mengangkatnya secara langsung, meskipun panjang bidang miring lebih besar dari jarak antara badan mobil dan tanah. Dengan demikian, penggunaan bidang miring memiliki keuntungan yang disebut keuntungan mekanik yang dirumuskan sebagai berikut:
Baca juga: 1 inci Berapa cm
Katrol
Katrol adalah roda yang dikelilingi tali dan digunakan untuk memudahkan pekerjaan manusia. Katrol sangat baik digunakan untuk memindahkan beban ke atas. Katrol dapat dibagi menjadi katrol tunggal tetap, katrol bergerak tunggal, dan derek.
Katrol Tetap
Sesuai dengan namanya, sistem katrol ini dibuat sedemikian rupa agar katrol tetap pada posisinya. Contoh yang sering Anda lihat sehari-hari adalah katrol yang digunakan untuk menimba air.
Titik tumpu yang merupakan pusat lingkaran katrol diberi nama A, kemudian AB dan AC masing-masing disebut lengan beban dan lengan gaya. Kelebihan katrol jenis tunggal ini adalah sebesar 1. Hal ini dikarenakan perbandingan antara lengan beban dan lengan gaya adalah sama dengan 1. Dapat dirumuskan sebagai berikut:
Katrol Gratis
Katrol tunggal jenis ini dirancang sedemikian rupa sehingga dapat bergerak.
Titik C adalah titik tumpu katrol, AC adalah lengan beban dan BC adalah lengan gaya. Katrol jenis ini memiliki keuntungan mekanis 2, artinya perbandingan antara berat beban dan gaya adalah 2. Jika Anda mengangkat beban menggunakan katrol jenis ini, Anda hanya perlu menerapkan gaya sebesar setengah berat beban. Dapat dirumuskan sebagai berikut:
Pulley jenis ini dapat kita jumpai pada alat angkat peti kemas di pelabuhan.
Baca juga: Persamaan Linier Dua Variabel
Katrol majemuk
Katrol ganda adalah katrol yang terdiri dari lebih dari satu katrol. Beberapa katrol digunakan untuk mengangkat beban berat. Katrol majemuk dapat menggunakan dua katrol di mana satu katrol tetap dipasang di atas dan satu katrol bergerak. Takal juga bisa menggunakan tiga atau empat katrol. Keuntungan mekanis tergantung pada jumlah katrol dan tali yang membawa beban.
Roda
Roda digunakan untuk menggerakkan benda agar lebih ringan, roda memiliki poros dan dapat berputar pada porosnya.
Salah satu contoh roda adalah roda sepeda yang biasa Anda kendarai
Jenis Roda
Roda tali, yaitu dua roda atau lebih yang dihubungkan dengan tali.
Sebagai contoh :
- Roda sepeda dihubungkan dengan rantai, dan roda sepeda motor dihubungkan dengan rantai.
- Roda konsentris, yaitu dua roda atau lebih yang memiliki pusat yang sama.
Contoh: Roda pada truk.
Baca juga: 1 Hektar Berapa Meter
Roda gigi adalah contoh dari mesin sederhana. Roda gigi banyak digunakan pada mesin mobil, sepeda motor, dan sepeda. Pernahkah Anda memperhatikan ketika Anda mengendarai sepeda? Saat melewati tanjakan, sepeda akan terasa berat. Ini karena tarikan gravitasi yang bekerja pada tubuh dan sepeda Anda. Sepeda masa kini dilengkapi dengan lebih dari satu roda gigi. Roda gigi ini berfungsi untuk menambah atau mengurangi putaran.
Saat sepeda melewati tanjakan, Anda harus menggeser persneling roda belakang sedemikian rupa sehingga rantai akan terhubung ke persneling terbesar. Gigi roda depan yang berhubungan langsung dengan pedal tempat mengayuh juga diubah sedemikian rupa sehingga rantai akan terhubung ke roda gigi terkecil. Hal ini menyebabkan sepeda melambat, namun Anda akan merasakan kayuhan Anda menjadi lebih ringan. Sehingga dengan tenaga yang sama seperti yang digunakan untuk mengayuh sepeda di jalan datar, Anda bisa melewati tanjakan.
Bahan Pesawat Sederhana
TUAS
Tentukan keuntungan mekanis tuas tersebut
- 1 buah kayu dengan panjang ± 0,1 m
- Muat 1 N 2 buah
- 1 balok kayu
- Susunlah alat dan bahan seperti gambar di bawah ini!
- Tempatkan beban pertama dan kedua masing-masing pada jarak 0,25 cm dari balok! Perhatikan apa yang terjadi!
- Ubah jarak beban pertama, sedangkan beban kedua tetap di tempatnya! Perhatikan apa yang terjadi!
- Lakukan langkah 3 empat kali! Amati apa yang terjadi dan catatlah hasilnya pada tabel berikut!
- Berdasarkan data pada tabel di atas, bagaimana jika lengan gaya lebih panjang dari lengan beban?
- Berapakah keuntungan mekanis tuas jika panjang lengan gaya 3 kali panjang lengan beban?
- Bagaimana pengaruh lengan gaya dan lengan beban terhadap keuntungan mekanis tuas?
Demikian penjelasan artikel di atas tentang Bidang Sederhana – Rumus, Contoh, Bidang Miring, Pengungkit & Gambar semoga bisa bermanfaat bagi para pembaca setia DosenPendidikan.Com
