Pesawat Sederhana (tuas, bidang miring, katrol, dan roda berporos)

Pengertian Pesawat Sederhana

Menaikkan beras pada bak truk, membuka tutup botol dengan  tangan, dan mencabut paku dengan tangan.

 Menaikkan beras dengan papan, membuka botol dengan pembuka tutup botol, dan mencabut paku dengan catut.Dari gambar-gambar di atas, dapat dicermati pekerjaan mana yang lebih mudah dilakukan.Semua jenis alat yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan manusia disebut pesawat. Kesederhanaan dalam penggunaannya menyebabkan alat-alat tersebut dikenal dengan sebutan pesawat sederhana. Gabungan beberapa pesawat sederhana dapat membentuk pesawat rumit, contohnya mesin cuci, sepeda, mesin, mobil, dan lain-lain.Dari gambar 2, dapat kita ketahui alat apa saja yang termasuk ke dalam pesawat sederhana. Selain bertujuan untuk memudahkan pekerjaan, pesawat sederhana juga dapat membuat pekerjaan menjadi lebih cepat diselesaikan.B. Jenis-Jenis Pesawat SederhanaPesawat sederhana dikelompokkan menjadi empat jenis, yaitu tuas, bidang miring, katrol, dan roda berporos. Agar lebih memahami keempat jenis pesawat sederhana tersebut, berikut akan dijelaskan satu persatu.1. TuasJika suatu saat kamu kesulitan menggeser bongkahan batu yang besar, maka kamu dapat menggunakan suatu alat bantu. Alat yang dapat membantu untuk menggeser batu yang besar adalah linggis. Linggis merupakan salah satu jenis tuas. Tuas lebih dikenal dengan nama pengungkit. Pada umumnya, tuas atau pengungkit menggunakan batang besi atau kayu yang digunakan untuk mengungkit suatu benda.

Terdapat tiga titik yang menggunakan gaya ketika kita mengungkit suatu benda, yaitu beban (B), titik tumpu (TT), dan kuasa (K). Beban merupakan berat benda, sedangkan titik tumpu merupakan tempat bertumpunya suatu gaya. Gaya yang bekerja pada tuas disebut kuasa. Tuas/linggis dapat digambarkan secara sederhana.

(a) Linggis memudahkan kita memindahkan batu besar, dan (b) tuas/linggis digambarkan secara sederhana Berdasarkan posisi atau kedudukan beban, titik tumpu, dan kuasa, tuas digolongkan menjadi tiga, yaitu tuas golongan pertama, tuas golongan kedua, dan tuas golongan ketiga.a. Tuas Golongan PertamaPada tuas golongan pertama, kedudukan titik tumpu terletak di antara beban dan kuasa.Contoh tuas golongan pertama ini di antaranya adalah gunting, linggis, jungkat-jungkit, dan alat pencabut paku.

 Jungkat-jungkit merupakan pengungkit golongan pertama

b. Tuas Golongan KeduaPada tuas golongan kedua, kedudukan beban terletak di antara titik tumpu dan kuasa.Contoh tuas golongan kedua ini di antaranya adalah gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka tutup botol.

(a)

(b)                                                                                                     (c) Tuas golongan kedua, misalnya (a) gerobak roda satu, (b) alat pemotong kertas, (c) alat pemecah kemiri

Perhatikan letak titik tumpu (TT), beban (B), dan kuasa (K) pada gambar gerobak roda satu berikut!

Letak titik tumpu, beban, dan kuasa pada gerobak roda satuc. Tuas golongan ketigaPada tuas golongan ketiga, kedudukan kuasa terletak di antara titik tumpu dan beban.Contoh tuas golongan ketiga ini adalah sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir.Coba perhatikan letak titik tumpu, beban, dan kuasa pada gambar berikut!

Sekop adalah contoh tuas golongan ketiga2. Bidang Miring

Ketika liburan sekolah kamu mungkin pernah mengunjungi daerah pegunungan untuk mencari udara segar. Jalan-jalan di sana ternyata dibuat berkelok-kelok. Perhatikan gambar di bawah in!

                                         Jalan menuju pegunungan dibuat berkelok-kelokJalan yang berkelok-kelok menuju pegunungan memanfaatkan cara kerja bidang miring. Bidang miring adalah permukaan rata yang menghubungkan dua tempat yang berbeda ketinggiannya.  Dengan dibuat berkelok-kelok pengendara kendaraan bermotor lebih mudah melewati jalan yang menanjak. Orang yang memindahkan drum ke dalam bak truk dengan menggunakan papan sebagai bidang miringnya. Dengan demikian, drum berat yang besar ukurannya lebih mudah dipindahkan ke atas truk. Bidang miring memiliki keuntungan, yaitu kita dapat memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih kecil. Namun demikian, bidang miringjuga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang di tempuh untuk memindahkan benda menjadi lebih jauh.Prinsip kerja bidang miring juga dapat kamu temukan pada beberapa perkakas, contohnya kampak, pisau, pahat, obeng, dan sekrup. Berbeda dengan bidang miring lainnya, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya.

                             (a)                             (b)                              (c)                              (d) Alat-alat yang menggunakan prinsip bidang miring, antara lain, (a) kapak, (b) pisau, (c) obeng, dan (d) sekrup.

3. KatrolDi awal pembahasan, kamu telah mengenal salah satu jenis pesawat sederhana yang ada di sekolahmu, yaitu katrol. Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi tiga, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.a. Katrol TetapKatrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu. Katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba adalah contoh katrol tetap.

(a) katrol pada tiang bendera (b) katrol pada sumur timbaContoh penggunaan katrol tetap

b. Katrol BebasBerbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah, seperti tampak pada gambar di bawah.

 Katrol bebasSalah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.

 Alat pengangkat peti kemas di pelabuhan menggunakan prinsip katrol bebas

c. Katrol MajemukKatrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. 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

  Katrol majemuk4. Roda BerporosRoda berporos merupakan roda yang dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.

 Roda berporos pada seped

Dalam kehidupan sehari-hari prinsip bidang miring digunakan untuk alat bantu kerja misalnya baji dan sekrup :

Berkas Riwayat berkas Pranala berkas Penggunaan berkas global

Katrol

Katrol adalah roda beralur dengan sebuah tali atau rantai yang lewat pada alur itu. Katrol berfungsi untuk memudahkan kita dalam melakukan kerja.

Ada 3 jenis katrol, yaitu :

1. Katrol Tetap : Sitem katrol tetap katrolnya tidak bergerak naik turun2. Katrol Bergerak : Sistem katrol bergerak ada bagian katrol yang bergerak

naik turun bersama beban3. Katrol majemuk : Sistemnya merupakan gabungan katrol tetap dan katrol

bergerak

Katrol tetap

Katrol tetap, seperti yang digunakan orang pada puncak tiang bendera, dapat mengubah arah gaya kuasa. Ketika kamu menarik ke bawah pada lengan kuasanya dengan tali, katrol itu menaikkan benda yang dihubungkan dengan lengan beban. Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1 (satu). Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa.

Pada Katrol Tetap Titik Tumpu terletak pada sumbu katrol artinya Jarak antara Titik Beban ke Titik Tumpu sama dengan jarak antara kuasa ke titik tumpu dengan demikian maka panjang lengan beban sama dengan panjang lengan kuasa

Karena Lengan beban sama dengan Lengan Kuasa, Maka keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah:

Jadi keuntungan mekanik katrol tetap adalah 1

Keuntungan lain dari katrol tetap adalah mengubah arah gaya dari gaya angkat menjadi gaya tarik ke bawah.

Katrol bebas

Katrol bebas dikaitkan pada beban yang hendak diangkat. Tidak seperti katrol tetap, katrol bebas melipatkan gaya. Oleh karena itu keuntungan mekaniknya lebih besar daripada 1. Pada kenyataannya, keuntungan mekanik katrol bebas tunggal sama dengan 2. Ini berarti gaya kuasa 1N akan mengangkat beban 2N. Sesuai dengan hukum kekekalan energi, jarak kuasa-nya harus dua kali lebih besar dari jarak beban.

Katrol ini dalam keseharian sering digunakan untuk mengangkat barang-barang pada tukang bangunan bertingkat tinggi

Pada katrol bergerak titik tumpu terletak pada tali yang terikat pada tempat tertentu sedangkan titik beban terletak pada pusat (poros) katrol dan titik kuasa terletak pada tali yang ditarik gaya. Oleh sebab itu maka panjang lengan kuasa adalah 2 kali panjang lengan beban. Jadi keuntungan mekanik katrol bergerak adalah 2 kali.

Katrol majemuk

Katrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. 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.

Katrol majemuk ini jika digunakan akan memberikan gaya yang lebih kecil dibandingkan dengan katrol bebas dan katrol tetap.

Katrol juga merupakan sebuah pengungkit

Perhatikan Gambar diatas. Bekerjanya katrol mirip dengan pengungkit jenis pertama, namun menggunakan tali sebagai batang. Sumbu katrol berfungsi seperti tumpuan. Dua sisi katrol berlaku sebagai lengan kuasa dan lengan beban.

Roda Berporos

Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama.

Kegunaan:

untuk menggeser benda agar lebih ringan memperkecil gaya gesek antara dua benda

Pada Roda berporos, Gaya kuasa biasanya dikerahkan kepada roda yang besar, atau roda. Roda yang lebih kecil, yang disebut poros, mengerjakan gaya beban. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda. 

blog ini sudah sangat bagus...pas untuk acuan/tambahan tentang materi pembelajaran tentang katrol.

sebagai tambahan...Katrol adalah suatu roda dengan bagian berongga di sepanjang sisinya untuk tempat tali atau kabel. Katrol biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang dirancang untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu beban. Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban tersebut mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban secara kasar sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak roda yang ada, sistem semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan roda. Katrol adalah salah satu dari eSemua jenis alat yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan manusia disebut pesawat. Kesederhanaan dalam penggunaannya menyebabkan alat-alat tersebut dikenal dengan sebutan pesawat sederhana. Gabungan beberapa pesawat sederhana dapat membentuk pesawat rumit, contohnya mesin cuci, sepeda, mesin mobil, dan lain-lain.

JENIS PESAWAT SEDERHANA

         Pesawat Sederhana digolongkan menjadi empat jenis, yaitu Tuas (Pengungkit), bidang miring, katrol, dan roda berporos. Agar kamu lebih memahami keempat jenis pesawat sederhana tersebut, berikut akan dijelaskan satu persatu.

1.  Tuas (Pengungkit)

         Tuas atau pengungkit adalah salah satu http://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_sederhana”>pesawat sederhana yang digunakan untuk mengubah efek atau hasil dari suatu gaya. Hal ini dimungkinkan terjadi dengan adanya sebuah batang ungkit dengan titik tumpu, titik gaya, dan titik beban yang divariasikan letaknya. Contoh penggunaan prinsip pengungkit adalah gunting, linggis, dan http://id.wikipedia.org/wiki/Gunting_kuku”>gunting kuku. Pada masa ini, tuas sudah banyak dikembangkan menjadi berbagai alat yang berguna dalam kehidupan sehari-hari.

         Terdapat tiga titik yang menggunakan gaya ketika kita mengungkit suatu benda, yaitu beban (B), titik tumpu (TT), dan kuasa (K). Beban merupakan berat benda, sedangkan titik tumpu merupakan tempat bertumpunya suatu gaya. Gaya yang bekerja pada tuas disebut kuasa.

 

        Gambar 1.3 Jungkat-jungkit

Berdasarkan posisi atau kedudukan beban, titik tumpu, dan kuasa, tuas digolongkan menjadi tiga, yaitu :

         a.  Tuas Golongan Pertama

              Pada tuas golongan pertama, kedudukan titik tumpu terletak di antara beban dan kuasa. Contoh tuas golongan pertama ini di antaranya adalah gunting, linggis, jungkat-jungkit, dan alat pencabut paku.

 Gambar 1.4 Jungkat-jungkit

         b.  Tuas Golongan Kedua

              Pada tuas golongan kedua, kedudukan beban terletak di antara titk tumpu dan kuasa. Contoh tuas golongan kedua ini di antaranya adalah gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka tutup botol.

Gambar 1.5 Letak titik tumpu, beban, dan kuasa pada gerobak roda satu

         c.  Tuas Golongan Ketiga

              Pada tuas golongan ketiga, kedudukan kuasa terletak di antara titk tumpu dan beban. Contoh tuas golongan ketiga ini adalah sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir.

Gambar 1.6 Sekop adalah contoh tuas golongan ketiga

         Pada Sistem Jungkat-Jungkit Sebenarnya, jungkat-jungkit ini merupakan tuas golongan pertama, yaitu: titik tumpu berada diantara lengan beban dan lengan kuasa.sedangkan tuas memiliki tiga golongan. berikut sistimnya:

1. Apabila lengan beban lebih panjang dari lengan kuasa, makah tenaga yang dikeluarkan lebih besar.

2. Apabila lengan beban lebih pendek dari lengan kuasa, makah tenaga yang dikeluarkan lebih kecil.

3. Apabila lengan beban sama panjang dari lengan kuasa, makah tenaga yang dikeluarkan sama besar. Namun, antara tuas golongan pertama, dengan tuas golongan kedua dan ketiga, memiliki perbedaan pada fungsi pemakaiannya, yang sudah dijelaskan pada halaman  sebelumnya.

2.  Bidang Miring

         Bidang miring adalah permukaan rata yang menghubungkan dua tempat yang berbeda ketinggiannya. Contohnya, Dengan dibuat berkelok-kelok pengendara kendaraan bermotor lebih mudah melewati jalan yang menanjak. Orang yang memindahkan drum ke dalam bak truk dengan menggunakan papan sebagai bidang miringnya. Dengan demikian, drum berat yang besar ukurannya lebih mudah dipindahkan ke atas truk.

         Bidang miring memiliki keuntungan, yaitu kita dapat memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih kecil. Keuntungan bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.

         Namun demikian, baidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang di tempuh untuk memindah-kan benda menjadi lebih jauh. Prinsip kerja bidang miring juga dapat kamu temukan pada beberapa perkakas, contohnya kampak, pisau, pahat, obeng, dan sekrup. Berbeda dengan bidang miring lainnya, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya.

3.  Katrol

         Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi tiga, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

         a.  Katrol Tetap

              Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu. Katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba adalah contoh katrol tetap.

              Katrol berfungsi untuk membelokkan gaya sehingga berat beban tetap sama dengan gaya kuasanya tetapi dapat dilakukan dengan mudah. Keuntungan mekanis katrol tetap sama dengan satu. Katrol tetap digunakan untuk menimba air.

                          Gambar 1.8 (a) Katrol pada tiang bendera, (b) Katrol pada sumur timba

         b.  Katrol Bebas

              Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah. Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.

Gambar 1.9 Katrol Bebas

         c.  Katrol Majemuk

              Katrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. 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.

Gambar 1.10 Katrol Majemuk

4.  Roda Berporos

         Pada zaman prasejarah, orang-orang memindahkan beban berat dengan meletakkan beban di atas batang-batang pohon. Batang-batang pohon tersebut kemudian digerakkan menggelinding. Pada perkembangan berikutnya, dibuatlah roda yang diberi poros. Roda dan poros ini dapat berputar bersama-sama. Peralatan yang menggunakan roda berpasangan biasanya dihubungkan pada poros roda. Poros roda berada pada titik temu jari-jari roda. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.

Gambar 1.11 Roda Berporos

KESIMPULAN

Pesawat Sederhana merupakan alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. Pesawat sederhana dikelompokkan menjadi empat jenis, yaitu tuas, bidang miring, katrol, dan roda berporos.

Tuas atau pengungkit adalah salah satu http://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_sederhana”>pesawat sederhana yang digunakan untuk mengubah efek atau hasil dari suatu gaya. Contoh adalah gunting, linggis, dan http://id.wikipedia.org/wiki/Gunting_kuku”>gunting kuku

Bidang miring adalah permukaan rata yang menghubungkan dua tempat yang berbeda ketinggiannya, contohnya kampak, pisau, pahat, obeng, dan sekrup.

Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Macam-macam katrol : katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama Contoh alat yang menggunakan prinsip kerja roda berporos adalah setir mobil, setir kapal, roda sepeda, dan roda kendaraan bermotor.