Sebutkan dua contoh alat yang kerjanya menerapkan prinsip pesawat sederhana berikut

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.[2] Secara umum, alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya.[3] 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.

Tabel dari mekanisme sederhana, diambil dari Chambers' Cyclopedia, 1728.[1]

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.

Keuntungan mekanik pengungkit:

− w f = l k l b {\displaystyle -{\frac {w}{f}}={\frac {l_{k}}{l_{b}}}}

untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g untuk mencari f, jika belum ditemukan:

w ⋅ l b = f ⋅ l k {\displaystyle w\cdot l_{b}=f\cdot l_{k}}

keuntungan mekanik bidang miring: -s/h

keuntungan mekanik katrol: -tetap: lk/lb = 1 -bergerak: lk(2lb)/lb = 2 -majemuk: jumlah tali

untuk roda bergigi, tidak ada keuntungan mekanik, yang ada adalah efisiensi: energi keluaran bermanfaat / energi masukan total

Secara tradisional, pesawat sederhana terdiri dari:

  • Bidang miring
  • Roda dan gandar
  • Tuas
  • Katrol
  • Baji
  • Sekrup
  • Roda berporos

Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang lebih kompleks.[3][4][5] Sebagai contoh, pada mekanisme sebuah sepeda terdapat roda, pengungkit, serta katrol. Keuntungan mekanik yang didapat oleh pengendaranya merupakan gabungan dari semua pesawat sederhana yang ada dalam sepeda tersebut.

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.[3][6] Ia menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit.[7] 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).[8] Hero dari Alexandria (sekitar 10–75 AD) dalam karyanya Mechanics mendefinisikan ada 5 pesawat sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol.[6] dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.[9]

  1. ^ Table of Mechanicks, from Ephraim Chambers (1728) Cyclopaedia, A Useful Dictionary of Arts and Sciences, Vol. 2, London, p.528, Plate 11.
  2. ^ Paul, Akshoy (2005). Mechanical Sciences:Engineering Mechanics and Strength of Materials. Prentice Hall of India. hlm. 215. ISBN 8120326113. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2008-04-20. Diakses tanggal 2011-07-17.  Parameter |coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)
  3. ^ a b c Asimov, Isaac (1988). Understanding Physics. New York: Barnes & Noble. hlm. 88. ISBN 0880292512. 
  4. ^ "Compound Machines". University of Virginia Physics Department. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2019-08-03. Diakses tanggal 11 June 2010. 
  5. ^ Wallenstein, Andrew (June 2002). "Foundations of cognitive support: Toward abstract patterns of usefulness". Proceedings of the 9th Annual Workshop on the Design, Specification, and Verification of Interactive Systems. Springer. hlm. 136. Diakses tanggal 2008-05-21. 
  6. ^ a b Chiu, Y.C. Chiu (2010). An introduction to the History of Project Management. Delft: Eburon Academic Publishers. hlm. 42. ISBN 9059724372. 
  7. ^ Ostdiek, Vern (2005). Inquiry into Physics. Thompson Brooks/Cole. hlm. 123. ISBN 0534491685. Diakses tanggal 2008-05-22.  Parameter |coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)
  8. ^ Usher, Abbott Payson (1988). A History of Mechanical Inventions. USA: Courier Dover Publications. hlm. 98. ISBN 048625593X. 
  9. ^ Strizhak, Viktor (2004). "Evolution of design, use, and strength calculations of screw threads and threaded joints". HMM2004 International Symposium on History of Machines and Mechanisms. Kluwer Academic publishers. hlm. 245. ISBN 1402022034. Diakses tanggal 2008-05-21.  Parameter |coauthors= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)

 

Artikel bertopik fisika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

  • l
  • b
  • s

Diperoleh dari "//id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pesawat_sederhana&oldid=21288870"

KOMPAS.com - Tuas sering juga disebut dengan pengungkit. Tuas merupakan pesawat sederhana yang usianya paling tua dibanding pesawat sederhana lainnya.

Tuas sudah digunakan pada awal peradaban kehidupan nenek moyang.

Saat itu, tuas digunakan untuk memindahkan benda-benda berat sehingga pekerjaan manusia menjadi ringan.

Contohnya memindahkan batu besar untuk membuat paramida dan masih banyak lainnya.

Dalam situs Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, tuas atau pengungkit menjadi salah satu alat pesawat sederhana yang dapat digunakan untuk mengungkit, mencabut, atau mengangkat benda.

Tuas memiliki tiga bagian, yaitu:

  1. Titik tumpu atau titik fulkrum, titik tempat batang ditumpu atau diputar
  2. Titik beban, bekerjanya beban
  3. Titik kuasa, bekerjasanya gaya.

Baca juga: Katrol: Pengertian, Jenis, dan Prinsip Kerja

Jenis-jenis tuas

Tuas terdiri dari tiga jenis, yaitu:

Tuas jenis pertama

Tuas jenis pertama memiliki letak titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Contohnya adalah jungkat-jungkit.

Jika sedang bermain jungkat-jungkit, salah satu orang akan meraa sulit dan berat untuk menjungkit jika jarak lawan mainnya ke titik sangat jauh.

Sebaliknya, seseorang akan merasa mudah menjungkit jika jarak lawan mainnya ke titik tumpu lebih dekat.

Sehingga jarak titik kuasa, titik tumpu, dan titik bebannya disesuaikan.

Contoh lainnya, yaitu linggis, gunting, palu pengungkit, dan masih banyak lainnya.

Tuas jenis kedua

Tuas jenis kedua adalah letak titik bebannya berada di antara titik tumpu dan titik kuasa.

Salah satu contohnya adalah gerobak dorong satu roda yang digunakan pada bangunan.

Pada waktu seseorang mengangkat batu bata dengan menggunakan gerobak dorong satu roda, akan merasa berat jika gagang pendorongnya terlalu pendek.

Hal ini karena jarak titik kuasa dan titik beban terlalu dekat.

Baca juga: Pengertian Frekuensi dan Gelombang

Namun, jika gagang pegangannya cukup panjang akan terasa ringan ketika mengangkut batu bata. Hal ini karena jarak titik kuasa dan titik beban terletak cukup jauh.

Contoh lainnya seperti, pembuka botol, akat pemecah kemiri, alat pemecah kepiting, dan lainnya.

Tuas jenis ketiga

Tuas jenis ketiga yaitu letak titik kuasa berada di antara titik tumpu dan titik beban.

Salah satu contohnya, ketika seseorang sedang mengangkat pasir dengan sekop.

Pada saat sedang mengangkat pasir menggunakan sekop dengan gagang pegangan yang pendek, akan terasa ringan dan mengeluarkan tenaga yang lebih kecil.

Hal ini karena gagang sekop pendek memiliki jarak titik tumpu dan titik kuasa yang dekat.

Baca juga: Tekanan Zat: Pengertian dan Jenisnya

Berbeda dengan sekop yang memiliki ganggang panjang, akan terasa berat dan tenaga yang dikeluarkan juga besar.

Hal ini karena gangang sekop panjang memiliki jarak titik tumpu dan titik kuasa yang jauh.

Contoh lainnya, saat menggunakan sendok untuk makan, mengangkat sampah dengan serokkan sampah, dan masih banyak lainnya.

kemdikbud.go.id Ilustrasi cara kerja tuas

Cara kerja tuas

Jika akan mengangkat benda menggunakan tuas, maka harus meletakkan benda di salah satu ujung tuas.
Kemudian memasang batu atau benda apa saja sebagai penumpu dekat dengan benda.

Selanjutnya tangan kita memegang ujung batang pengungkit dan menekan batang pengungkit secara perlahan hingga benda dapat terangkat.

Baca juga: Pesawat Sederhana dan Jenisnya

Dengan menggunakan tuas, semakin jauh jarak kuasa terhadap titik tumpu, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban.

Hal tersebut dirumuskan dengan:

B x Lb = F z Lk

Keterangan:

B = Beban yang diangkat (satuan newton)Lb = Jarak antara beban dengan titik tumpuF = Kuasa (gaya yang akan mengangkat beban)

Lk = Jarak antara kuasa dengan titik tumpu

Keuntungan mekanik tuas

Keuntungan mekanik adalah keuntungan yang diperoleh dari pesawat sederhana. Dengan menggunakan tuas, beban kerja terasa lebih ringan.

Besarnya keuntungan mekanik dinyatakan sebagai perbandingan antara berat beban yang akan diangkat dengan besar gaya kuasa yang diperlukan.

Keuntungan mekanik dapat dihitung dengan rumus, yaitu:

KM = B/f

Keterangan:

KM = Keuntungan mekanikB = Beban yang diangkat

f = Kuasa (gaya yang mengangkat beban)

Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link //t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.

Video yang berhubungan

Postingan terbaru

LIHAT SEMUA