IPA: Pesawat Sederhana

 

 

 

 

 

 

Rate This

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:

1. Ujung dekat lubang: Titik tumpu
2. Lubang pembuka: Titik beban
3. 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 100N (98 Kg = 1N)

[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
50N
Jadi kuasa yang dikeluarkan adalah 50N

[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