IPA: Pesawat Sederhana
Pernahkah kamu bertugas sebagai pengibar bendara? Tentunya kamu
membutuhkan kerek. Itu dapat memudahkan pekerjaanmu. Kerek juga dikenal
dengan nama Katrol (
Pulley). Kalau Katrol rusak, kamu
pastinya harus memanjat dahulu untuk memasang bendera. Itu membuang
banyak tenaga…. Jadi katrol disebut-sebut sebagai pesawat (Alat yang
mempermudah pekerjaan). Selain itu, masih ada tiga lagi yang termasuk
dalam pesawat sederhana. Apa sajakah itu???
Introducting of Simple Machine
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.
Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang
lebih kompleks. 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.
Banyak sekali jenis pesawat yang ke-empatnya termasuk ke dalam
kategori pesawat sederhana. Sejak zaman dahulu, ke-empatnya ini sering
digunakan. Sekarang pun juga sering digunakan ke-empatnya, misalnya buat
memotong kertas, mengambil air, mengangkut barang, dan lain-lain.
*Ke-empatnya: Tuas, Bidang Miring, Katrol, dan Roda
Kita akan bahas satu-per-satu’
[1]: Tuas (Lever)
Tuas, sebuah kata yang tidak asing didengar. Sulitkah kamu mengangkat
batu yang besar????? Tentulah susah (kecuali yang kuat). Itulah manfaat
tuas. Perhatikan gambar di bawah, tuas juga memiliki bagian-bagian.
Apakah kamu dapat menyebutkannya?

Tuas: Batang yang keras dapat dipakai untuk mengungkit
Inilah bagian-bagian dari tuas: Titik Beban (TB/B), Lengan Beban (LB), Titik Tumpu (T), Lengan Kuasa (LK), dan Kuasa (TK/K)
Tuas dapat dibedakan menjadi tiga jenis. Ketiga jenis itu akan diuraikan sebagai berikut:
[1a]: Tuas jenis I

Tuas Jenis Satu
Tuas jenis satu adalah tuas yang titik tumpunya berada di tengah. Dengan tuas jenis satu, beban berat dapat kamu angkat.
Contohnya seperti contoh yang ada di atas, kamu dapat menjalankan
batu dengan batang yang cukup keras. Dengan itu, kamu akan terasa lebih
ringan kan???
Contohnya: Gunting, pengungkit, catut, dan tang
[1b]: Tuas jenis II

Tuas jenis dua
Tuas jenis dua adalah tuas yang titik bebannya berada di tengah. Seperti alat pemecah biji. Kamu tahu kan itu????
Contohnya: gerobak dorong beroda satu, pemecah buah, pembuka tutup botol, dan lain-lain
Alat pemecah biji merupakan tuas jenis dua? Coba kamu ambil alat
pemecah biji, dan letakkan buah itu di tengahnya. Apa yang terjadi?
Ternyata buah itu pecah!!! Kamu lakukan hal itu sekali lagi dengan tangan.
Keras kan? Itulah kenapa Pemecah Biji disebut tuas. Terus di manakah letak titik tumpu, kuasa dan bebannya?

Skema Alat Pemecah Biji
Perhatikan gambar di samping. Itu adalah skema dari alat pemecah
biji. Buah (B) merupakan beban. (T) adalah titik tumpu, dan (K) adalah
titik kuasa
Gerobak pendorong beroda satu: Roda dikategorikan sebagai titik
tumpu, lubang di tengahnya: titik beban, dan pegangan dikategorikan
sebagai titik kuasa
Pembuka tutup botol:
- Ujung dekat lubang: Titik tumpu
- Lubang pembuka: Titik beban
- Pegangan: Titik kuasa
Lihat itu, semua alat tuas jenis dua memiliki titik beban yang di tengah !!!!
Mau yang lain???
[1c]: Tuas jenis III

Tuas jenis tiga
Tuas jenis III adalah tuas yang letak titik kuasa (TK) nya berada di
tengah. Contohnya penjepit, sapu, sekop, dan stapler. Kamu dapat
menyebutkan contoh lainnya?
Sekarang author mau kasih kamu soal:
LK: 5m
K: 75N
LB: 3m
B: ?N
Menurut kamu itu susah atau tidak? Kalau susah, author udah punya rumusnya:
LK x K = B x LB
5N x 75M = ? x 3M
375NM/3M
125N
Ingat: cara sama juga dilakukan untuk mencari LK, K, dan LB
Menghitung KM (Keuntungan Mekanis)
K = 90N
LK = 6M
B = 30N
LB = 2M
90/30 | 6/2
3 | 3
3
Jadi KMnya adalah 3 kali
[2]: Bidang Miring
Seringkah kamu naik turun tangga? pastinya lah. Kalau nggak ada
tangga?? Kamu harus ngapain? Pastinya kamu harus memanjat. Kalau pake
tangga bisa lebih cepat.

Bidang miring pada tangga
Bidang miring mempermudah pekerjaan contohnya seperti contoh di atas.
Kamu memerlukan tangga untuk naik ke satu tempat ke tempat lain
Kamu tahukah baji???

Baji dan Bidang miring (A = Alat, B = Benda)
Dalam pekerjaan sehari-hari, banyak orang menggunakan prinsip baji,
misalnya untuk memotong daging, memotong buah, dan lain-lain yang
berhubungan dengan baji
Jadi apakah baji termasuk bidang miring?
Iya, tetapi prinsipnya berbeda
Apa bedanya?
Perhatikan gambar di samping, pada bidang miring, bendanya bergerak, sedangkan kalau baji, alatnya yang bergerak.
Cara menghitung KM
P = Panjang bidang miring
T = Tinggi bidang miring
Contoh soal:
P = 24 M
T = 3 M
Caranya:
24 / 3
8 Kali
KM = 8 kali
[3]: Katrol
Tahukah kamu lift??? Pastinya semuanya tahu. Tahukah kamu sumur
timba? tahulah pastinya… Kamu lihat di atasnya (jika ada celah /
lubang), ada katrol kan. Pertanyaannya apakah itu katrol?
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 enam jenis pesawat sederhana.

Prinsip Katrol = Tuas
Kamu tahukah, bahwa prinsip katrol itu sama dengan tuas. Katrol dibagi menjadi tiga, yaitu:
[3a]: Katrol Tetap
Katrol tetap adalah katrol yang posisinya tidak berubah, contohnya lift, sumur timba, tiang bendera, dll.
Keuntungan Mekanis pada katrol tetap adalah satu, kalau kamu mau
mencari kuasanya, kamu harus tentukan bebannya berapa. Contohnya
Bebannya 980Kg, berarti kuasanya 100
N (98 Kg = 1
N)
[3b]: Katrol bebas

Skema Katrol Bebas
Katrol bebas adalah katrol yang posisinya berubah. Itu berguna untuk
memperkecil gaya. Contohnya flying fox, kereta gantung, dll.
Kata “Memperkecil gaya” itu disebutkan karena Keuntungan Mekanisnya dua.
Contohnya:
Beban: 100
N
Kuasa yang dikeluarkan: ?
N
100 / 2
50
N
Jadi kuasa yang dikeluarkan adalah 50
N
[3c]: Katrol Majemuk

Beban yang berat dapat diangkat dengan katrol majemuk
Perpaduan katrol bebas dan tetap disebut katrol majemuk.
Berapakah KMnya?
Tergantung dari banyaknya katrol bebas.
Contoh: 5 Katrol Bebas dan 1 Katrol Tetap, berarti KMnya 10 kali,
sehingga kuasa yang dikeluarkan semakin sedikit. Biasanya, semakin
banyak katrol yang digabung, Keuntungan mekanis semakin besar dan kuasa
yang dikeluarkan semakin kecil
[4]: Roda
Pernahkah kamu bersepeda. Manakah yang lebih cepat sampai tujuan? Pastinya bersepeda lah

Perbedaan Roda berporos & tak berporos
Dengan kamu bersepeda, kamu lebih cepat mencapai tujuan. Ketika ban
sepedamu kempis, kamu akan keberatan mengayuh sepeda, dan Roda termasuk
pesawat sederhana.
Prinsip roda digunakan untuk membuat mesin modern. Bagian-bagian tepi
luar mesin modern dilengkapi gigi-gigi. Gigi-gigi itulah yang dapat
digabung. Penggabungan itu menghasilkan arah putar berbeda
Roda dibagi menjadi dua, yaitu roda berporos dan roda tak berporos.
Roda berporos adalah roda yang ditengahnya ada poros, sedangkan roda tak
berporos adalah roda yang tak mempunyai poros.
Selamat bersenang-senang dengan pelajaran IPA!!!!!!!!
Source: 1. Buku Smart in Sciene for Grade V of Elementary School and Islamic Elementary