pesawat sederhana

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya. Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya. Sebuah pesawat sederhana menggunakan satu gaya kerja untuk bekerja melawan satu gaya beban. Dengan mengabaikan gaya gesek yang timbul, maka kerja yang dilakukan oleh beban besarnya akan sama dengan kerja yang dilakukan pada beban.

Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan, walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara gaya yang diberikan dengan gaya yang dihasilkan disebut keuntungan mekanik.

BIDANG MIRING

TUAS KATROL

Pengungkit dalah contoh dari pesawat sederhana yang memiliki fungsi untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda yang berat.• Titik Tumpu = titik di antara titik kuasa dan beban yang memang berfungsi sebagai tumpuan sehingga gaya dari titik kuasa bisa memengaruhi benda di titik beban.• Titik Kuasa = tempat memberi gaya untuk mengangkat atau menarik suatu benda.• Titik Beban = tempat objek atau benda yang akan dikenai gaya.

Tuas Golongan Pertama = Yaitu dimana posisi titik tumpu berada di antara titik kuasa dan titik beban.

Tuas Golongan Kedua = Yaitu dimana posisi titik beban berada di antara titik kuasa dan titik tumpu.

Tuas Golongan Ketiga = Yaitu dimana posisi titik kuasa berada di antara titik tumpu dan titik beban.

Keuntungan mekanis adalah perbandingan antara beban dan gaya (kuasa) atau perbandingan antara kuasa dengan lengan beban.

Rumus Pengungkit :

Keterangan :Fk : Gaya KuasaWb : Gaya Bebanlk : Lengan Kuasalb : Lengan Beban

Sebuah pengungkit dengan panjang 3 m digunakan untuk mengangkat batu yang beratnya 2.000 N. Jika panjang lengan kuasa 2,5 m, hitunglah:a. gaya kuasa yang harus diberikan untuk mengangkat batu;b. keuntungan mekanis tuas.

Penyelesaian:Diketahui:Panjang pengungkit = 3 mLb= (3 m – 2,5 m) = 0,5 m F = 2.000 NLk = 2,5 mDitanya:a. gaya kuasab. keuntungan mekanis a. Fklk = Fblb

Fk = Fblb / lkFk = 2.000 N x 0,5 m / 2,5 mFk = 400 N

b. KM = Fb / FkKM = 2.000 / 400KM = 5

Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring.

FUNGSI BIDANG MIRING

KEUNTUNGAN BIDANG MIRING

KELEMAHAN BIDANG MIRING

Rumus menghitung bidang miring :     W x h = F x s     Keterangan :* W = Beban (N)*  F = Gaya (N)* s = Panjang bidang miring (m)* h = Tinggi bidang miring (m)

Hitung besar gaya yang diperlukan sampai ke titik B dan keuntungan mekaniknya!

Penyelesaian a. DiketahuiW : 500 Nh : 5 ms : 10 m

Ditanya F?

Jawab :W x h = F x s500 N x 5 = F x 10F = 250 N

b. KM = s/hs = 10 mh = 5 m10/5 = 2

Baji merupakan salah satu pesawat sederhana. Baji termasuk ke dalam bidang miring. Perbedaannya terletak di, kalau bidang miring adalah bendanya yang bergerak, sementara pada baji yang bergerak adalah bidang miringnya.

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.

Jenis KatrolJenis Katrol

• Katrol Tetap : katrol yang posisinya tidak berubah karena dipasang pada tempat tertentu.

• Katrol Bebas : katrol yang posisinya selalu berubah karena tidak ditempatkan di tempat tertentu.

• Katrol Majemuk : perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas.

Katrol Tetap

Katrol Majemuk

Katrol Bebas

Katrol bebas

Rumus : w = 1/2F

Keteranganw : BeratF : Gaya

Katrol tetap

Rumus : w = F

Keteranganw : BeratF : Gaya

Katrol Majemuk

Rumus : w = 1/2F

Keteranganw : BeratF : Gaya

1. Bila berat beban 1.500 N ditarik ke atas dengan menggunakan katrol bergerak. Hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut!

Penyelesaian:Untuk katrol bergerak, gaya yang diperlukan sama dengan setengah berat benda, dengan persamaan:2F = w2F = 1.500 NF = 1.500 N/2F = 750 NJadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol bergerak adalah 750 N

2. Jika massa benda 50 kg, hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s)? Hitunglah keuntungan mekanisnya? (katrol yang digunakan adalah katrol tetap)

Penyelesaian:Untuk menjawab soal tersebut Anda harus mencari berat beban tersebut, yaitu:w = m.gw = 50 kg. 10 m/sw = 500 Nuntuk katrol tetap (tidak bergerak) gaya yang diperlukan sama dengan berat benda, dengan persamaan:F = wF = 500 NJadi gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut dengan katrol tetap adalah 500 N

Keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalahKM = w/FKM = 500 N/500 NKM = 1Jadi keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah 1