BLOG DINA MARIANA: makalah ipa pesawat sederhana

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Ide pertama dari pesawat sederhana berawal dari seorang filsuf Yunani Archimedes sekitar abad ke-3 sebelum masehi. Ia mempelajari 3 pesawat sederhana: katrol, pengungkit, dan sekrup. Ia menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit. Para ilmuwan Yunani sendiri akhirnya mendefinisikan 5 macam pesawat sederhana (tidak termasuk bidang miring) dan mereka dapat menghitung keuntungan mekanik semua alat-alat tersebut (meski perhitungan untuk baji dan sekrup tidak terlalu akurat dikarenakan gaya gesek yang besar). Hero dari Alexandria (sekitar 10–75 AD) dalam karyanya Mechanics mendefinisikan ada 5 pesawat sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol. dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.

Alat yang digunakan oleh manusia untuk memudahkan melakukan pekerjaan atau kegiatan disebut pesawat. Ada dua jenis pesawat, yaitu : pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana adalah alat bantu kerja yang bentuknya sangat sederhana contohnya adalah tuas, bidang miring, dan katrol. Pesawat rumit adalah pesawat yang terdiri dari susunan beberapa pesawat rumit contonya pesawat terbang, pesawat telepon, pesawat televisi, mobil, motor, sepeda dll.

B. Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan pesawat sederhana ?

2. Apa saja maca-macam pesawat sederhana ?

C. Tujuan penulisan

1. Untuk mengetahui penegrtian pesawat sederhana

2. Untuk mengetahui macam-macam pesawat sederhana

BAB II

PEMBAHASAN

PESAWAT SEDERHANA

A. Pengertian Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.[1] 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.

Pesawat sederhana merupakan peralatan yang melakukan usaha dengan
hanya satu gerakan.[2] Penggunaan pesawat sederhana dimaksudkan agar memudahkan pekerjaan kita. Besar keuntungan yang diperoleh dari penggunaan pesawat sederhana dinamakan keuntungan mekanis. Keuntungan mekanis yang akan dihasilkan dari masing-masing pesawat sederhana ini berbeda-beda, bergantung jenis pesawat sederhana yang digunakan.

B. Macam-macam Pesawat Sederhana

a. Tuas (Pengungkit)

Dari gambar tersebut dapat dilihat bagian-bagian utama pada tuas yaitu :
Benda yang berbentuk batang yang berfungsi sebagai pengungkit
Penyangga/penumpu/titik tumpu T diletakkan antara kedua ujung batang tersebut Titik beban B yaitu ujung yang digunakan untuk meletakkan benda yang akan diangkat Titik kuasa F, yaitu ujung pengungkit yang diberi gaya kuasa untuk mengangkat beban. Atau dengan kata lain pengungkit adalah alat yang menggunakan sebuah batang dengan titik tumpu yang dapat berpindah-pindah. Pengungkit atau tuas berupa batang besi atau batang kayu atau benda lain yang dapat digunakan untuk mengungkit.

Pengungkit atau disebut juga tuas merupakan pesawat sederhana yang paling sederhana. Pengungkit ini terdiri dari sebuah batang kaku yang berrotasi di sekitar titik tetap yang dinamakan titik tumpu.[3]

prinsip kerja tuas

Kalau kita akan mengangkat benda dengan menggunakan tuas, maka kita harus meletakkan benda di salah satu ujung pengungkit (tuas) kemudian memasang batu atau benda apa saja sebagai penumpu dekat dengan benda seperti pada gambar . Selanjutnya tangan kita memegang ujung batang pengungkit dan menekan batang pengungkit tersebut secara perlahan-lahan sampai benda dapat diangkat atau bergeser. Dengan menggunakan tuas semakin jauh jarak kuasa terhadap titik tumpu, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban, atau dapat dirumuskan

Jenis Tuas

Berdasarkan tititk tumpunya, tuas dapat dikelompokkan menjadi 3 kelas /jenisnya yaitu :

1. Tuas kelas pertama :

Tuas kelas yang pertama yaitu tuas yang memiliki titik tumpu berada diantara titik kuasa F dan titik beban B, Contohnya : gunting dan palu

2. Tuas kelas kedua

Tuas kelas kedua yaitu tuas yang memiliki titik beban berada diantara titik kuasa F dan titik tumpu T atau bebannya diletakkan diantara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh alat yang bekerja berdasarkan prinsif tuas kelas kedua antra lain :

gerobak dorong pembuka botol pemecah biji

3. Tuas kelas ketiga

Tuas yang titik kuasa F posisinya berada diantara titik tumpu T dan titik beban B contohnya: penjepit, tangan memegang beban.

Komponen pengungkit

Komponen-komponen yuang terdapat dalan sebuah pengungkit diantaranya :

Titik kuasa (K) yaitu bagian ujung pengungkit yang diberi gaya kuasa unuk mengangkat beban .

Titik beban (B) yaitu bagian ujung pengungkit yang digunakan untuk mengangkat atau memindahkan benda yang hendak diangkat atau dipindahkan.

Titik tumpu (T) yaitu bagian pengungkit yang menjadi posisi tumpuan atau penyangga.

Letak titik tumpu ini beragam, ada yang dibagian tengah pengungkit, ada pula yang dibagian ujungnya, bergantung jenis pengungkit. Lengan kuasa (Lk), yaitu jarak antara titik kuasa dengan titik tumpu. Lengan beban (Lb), yaitu jarak antara titik bebab dengan titik tumpu. Gaya berat beban (Fb), yaitu gaya berat yang ditimbulkan beban pada pengungkit. Gaya kuasa (Fk), yaitu gaya yang diperlukan untuk mengangkat atau memindahkan beban.

Semakin jauh jarak kuasa dari titik tumpu, maka semakin kecil gaya kuasa yang diperlukan untuk memindahkan/mengangkat sebuah beban. Demikian pula semakin dekat beban titik tumpu, maka semakin kecil gaya kuasa yang diperlukan. Secara sistematis, hubungan gaya kuasa, gaya berat beban, lengan kuasa, dan lengan beban dinyatakan oleh persamaan:

KM = Fb/Fk=Lk/Lb

Dengan Fb = gaya berat beban yang akan diangkat (satuannya newton)

Fk= gaya kuasa yang diberikan (satuannya newton)

Lk = panjang lengan kuasa /jarak antara titik kuasa dan titik tumpu (satuannya meter)

Lb = panjang lengan beban/jarak antara titik beban dan titik tumpu (satuannya meter)

Besar keuntungan mekanis (KM) pada pengungki merupakan perbandingan antara berat beban (B) dan gaya kuasa (KM) pada pengungkit merupakan perbandingan antara berat beban (B) dan gaya kuasa (F) atau perbandingan antara lengan kuasa (Lk) dan lengan beban (Lb).

b. Bidang Miring

Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring. Atau dengan kata lain bidang miring merupakan permukaan datar dengan salah satu ujung lebih tinggi daripada ujung yang lain. Dengan menggunakan bidang miring beban yang berat dapat dipindahkan ketempat yang lebih tinggi dengan lebih mudah, artinya gaya yang kita keluarkan menjadi lebih kecil bila dibanding tidak menggunakan bidang miring. Semakin landai bidang miring semakin ringan gaya yang harus kita keluarkan. Dalam kehidupan sehari-hari prinsip bidang miring digunakan untuk alat bantu kerja misalnya baji dan sekrup :[4]

Baji adalah benda keras yang terbuat dari batu atau logam yang dibuat tebal pada salah satu ujungnya sedangkan ujung yang lain dibuat lebih tipis sehingga bagian ujung yang tipis menjadi lebih tajam. Contohnya: kapak, pisau, paku, pahat.

Sekrup Sekrup adalah salah satu alat yang menggunakan prinsip bidang miring. Pada dasarnya sekrup adalah bidang miring yang melilit pada sebuah silinder oleh karena itu apabila sekrup diputar atau diulir maka sekrup tersebut dapat bergerak maju mundur

Keuntungan Mekanik Bidang Miring

Keuntungan Mekanik Bidang miring Dengan menggunakan bidang miring beban kerja terasa lebih ringan, berarti kita memperoleh keuntungan. Keuntungan yang diperoleh jika menggunakan bidang miring disebut keuntungan mekanik bidang miring. Besarnya keuntungan mekanik dinyatakan sebagai perbandingan antara berat beban yang akan diangkat dengan besar gaya kuasa yang diperlukan.

Rumus dari bidang miring yaitu :
W x h = F x s
Keterangan dari rumus diatas ialah :

W = Beban (N)
F = Gaya (N)
s = Panjang bidang miring (m)
h = Tinggi bidang miring (m)

c. Katrol

Katrol adalah suatu roda yang berpuar pada porosnya. Katrol biasanya digunakan bersama-sama dengan rantai atau tali.[5] Benda-benda yang berat dapat diangkat dengan menggunakan katrol. Katrol dapat mengubah arah gaya yang digunakan untuk menarik atau mengangka benda. Pada prinsipnya katrol merupakan pengungkit karena mempunyai titik tumpu, kuasa dan beban. Ada beberapa jenis katrol yaitu :

1. Katrol tetap

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

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

Katrol tetap Yaitu katrol yang posisinya tidak berubah. Katrol ini dipasang pada tempat tertentu contohnya katrol pada sumur timba. Dengan menarik ujung tali yang tidak terikat pada beban, maka beban akan terangkat . kuasa yang dibutuhkan sama dengan berat beban itu sendiri.

2. Katrol bebas

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 bebas Yaitu katrol yang posisinya selalu berubah. Katrol bebas dapat bergerak, tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol ditempatkan diatas tali dengan beban dikaitkan pada katrol. Salah satu ujung tali diikat pada tempat yang tetap. Ujung yang lain ditarik keatas, akibat tarikan itu, katrol dan beban akan naik, kuasa yang diperlukan pada katrol bebas untuk menarik beban lebih kecil daripada kuasa kuasa yang dipelukan pada katrol tetap.

3. Katrol majemuk

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

Merupakan perpaduan antara katrol tetap dan katrol bebas yang 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

d. Roda berporos

Roda dan poros merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang terdiri dari dua buah silinder dengan jari-jari yang berbeda dan bergabung di pusatnya. Silinder berjari-jari besar dinamakan roda dan silinder berjari-jari kecil dinamakan poros.[6]

Keuntungan mekanis yang diperoleh dari roda dan poros dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.

Sistem kerja roda dan poros

Roda dan poros bekerja dengan cara mengubah besar dan arah gaya yang digunakan untuk memindahkan (dalam hal ini, memutar) sebuah benda. Contoh penerapan roda dan poros dalam kehidupan diantaranya pemutar keran air, pegangan pintu yang bulat, obeng, roda pada kendaraan, setir kendaraan, alat serutan pensil, bor tangan, dan sejenisnya.

Jenis-jenis roda, yaitu:

a. Roda setali

Roda setali yaiu dua buah roda atau lebiih yang dihubungkan dengan tali. Contoh: roda sepeda yang dihungkan dengan rantai, dan roda sepeda motor yang dihubungkan dengan rantai

b. Roda sepusat

Roda sepusat yaitu dua buah roda atau lebih yang memiliki pusat yang sama. Conoh: roda pada mobil truk

c. Roda bersinggungan

Roda bersinggungan yaitu dua buah roda atau lebih yang saling bersinggunagan satu sama lain. Roda bersinggungan besar menghasilkan gaya yang lebih besar sehingga kuasa yang diperlukan lebih kecil, tetapi kondisi ini harus diimbangi dengan kecepatan putar yang tinggi, tetapi gaya yang dihasilkan relatif kecil sehingga harus diimbangi dengan kuasa yang besar. Mesin pada jam merupakan penerapan dan pemanfaatan roda bersinggungan dalam kehidupan sehari-hari.

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Pesawat digunakan manusia untuk memudahkan pekerjaan. Ada dua jenis pesawat yaitu pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana ada empat macam, yaitu tuas atau pengungkit, bidang miring, katrol, dan roda.

Tujuan menggunakan pesawat sederhana adalah untuk melipatgandakan gaya atau kemampuan, mengubah arah gaya, dan memperbesar kecepatan ketika menempuh jarak yang lebih jauh.

Pesawat sederhana bukan untuk menciptakan gaya atau menyimpan gaya, tapi untuk memudahkan dan meringankan pelaksanaan pekerjaan. Aplikasi pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai. Contohnya gunting, pemecah kemiri, gerobak dorong, pisau, tangga, katrol penimba air, sepeda, jam, mobil truk, dan mobil derek.

B. Saran

Setelah kita mempelajari materi pesawat sederhana kita mengetahui bahwa pesawat sederhana memudahkan kita dalam melakukan pekerjaan sehari-hari. Sebaiknya kita dapat memanfaatkannya dengan baik sehingga kita tidak kesulitan dalam melakukan pekerjaan dalam kehidupan sehari-hari.

Selain itu masyarakat sebaiknya lebih kreatif dan inovatif dalam memanfaatkan pesawat sederhana sehingga dari sebuah pesawat sederhana dapat tercipta benda-benda yang susunannya lebih kompleks dan rumit yang bermanfaat.

Demikian makalah ini penulis sajikan, Tentunya masih terdapat banyak cacat yang perlu untuk mencapai kesempurnaan, oleh karenanya penulis berharap sudilah kiranya kekurangan-kekurangan tersebut, para pembaca yang budiman sebagai pemerhati ilmu lebih khusus di bidang pendidikan untuk memberi koreksi atau saran demi sempurnanya makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

Haryanto. 2009. Sains. Malang. Erlangga

Widodo. 2004. Alamku Sains. Jakarta. Bumi Aksara

Setya Nuracmandani. Samson Samsulhadi. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam (Tepadu). Surakarta. Pusat Pembukuan Kementrian Pendidikan Nasional

Purwoko, Fendi.2006. Fisika. Bandung. Yudhistira

http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/03/pesawat-sederhana.html http://balaiedukasi.blogspot.com/2013/12/pesawat-sederhana.html

[1]Haryanto,sains,(Malang:Erlangga,2009).hlm.120

[2] Widodo, Alamku Sains,(Jakarta:Bumi Aksara,2004).hlm. 75

[3]Setya Nuracmandani,Samson Samsulhadi.Ilmu Pengetahuan Alam (Tepadu).(Surakarta:Pusat Pembukuan Kementrian Pendidikan Nasional ,2008).hlm.258

[4]http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/03/pesawat-sederhana.html

[5] Purwoko, Fendi, Fisika.(Bandung:Yudhistira,2006).hlm.27

[6] http://balaiedukasi.blogspot.com/2013/12/pesawat-sederhana.html