PESAWAT SEDERHANA

Gita Nurul Puspita, M. Pd.

Bagaimana cara mencabut paku? Diperlukan pesawat sederhana, yaitu alat

sederhana yang dapat membantumu melakukan usaha dengan mengurangi besarnya gaya.

Apa saja contoh pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya?

Prinsip kerja pesawat sederhana dikelompokkan menjadi beberapa bagian, di antaranya tuas, katrol, dan bidang miring.

1. Tuas

Penggunaan Tuas Bagian-bagian Tuas

Berat beban yang akan diangkat disebut berat beban (w) dan gaya yangdigunakan untuk mengangkat batu atau beban disebut gaya kuasa (F). Jarak antara penumpu dan beban disebut lengan beban (lb) dan jarak antara penumpu dengan kuasa disebut lengan kuasa (lk).

Hubungan antara besaran-besaran tersebut menunjukkan bahwa perkalian kuasa dan lengan kuasa (F.lk) sama dengan berat beban dikalikan dengan lengan beban (w.lb). Artinya besar usaha yang dilakukan kuasa sama dengan besarnya usaha yang dilakukan beban. Oleh sebab itu, pada tuas berlaku persamaan sebagai berikut.

Fk.lk = w.lb dengan: Fk = kuasa (N)

w = berat beban (N) lk = lengan kuasa (m) lb = lengan beban (m)

Keuntungan Mekanis

Keuntungan pada pesawat sederhana disebut Keuntungan Mekanis (KM).

Secara umum keuntungan mekanis didefinisikan sebagai perbandingan berat beban (w) dengan kuasa (Fk) atau perbandingan lengan kuasa (lk) dengan lengan beban (lb).

Pelajari CONTOH SOAL halaman 156 Buku Paket

Jenis-jenis Tuas

Titik tumpu (T) berada di antara titik beban dan titik kuasa.

Contohnya gunting, tang pemotong, gunting kuku, dan linggis.

1. Tuas Jenis Pertama

Titik beban (w) berada di antara titik tumpu dan titik kuasa.

Contoh tuas jenis ini, di antaranya adalah gerobak beroda satu, pemotong kertas, pembuka tutup kaleng, pembuka tutup botol dan pemotong kertas.

2. Tuas Jenis Kedua

Titik kuasa (K) berada di antara titik tumpu dan titik beban.

Contoh tuas jenis ini adalah pinset, alat pancing, dan sekop.

3. Tuas Jenis Ketiga

2. Katrol

Katrol digunakan untuk mengambil air atau mengangkat beban yang berat. Katrol merupakan pesawat sederhana yang dapat memudahkan melakukan usaha.

Apa saja jenis katrol? Katrol dibedakan menjadi tiga jenis,

yaitu katrol tunggal tetap, katrol bergerak, dan katrol berganda.

a. Katrol Tunggal Tetap

Katrol berfungsi untuk membelokkan gaya sehingga berat beban tetap sama dengan gaya kuasanya tetapi dapat dilakukan dengan mudah.

Keuntungan mekanis katrol tetap = 1.

Katrol tetap digunakan untuk menimba air. Berdasarkan Persamaan tuas, diketahui bahwa

Fk.lk = w.lb Oleh karena lk = AC dan lb =

AB , serta lk = lb dan Fk = w sehingga keuntungan mekanisnya adalah

b. Katrol tunggal Bergerak

Prinsip katrol tunggal bergerak hampir sama dengan tuas jenis kedua, yaitu titik beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa.

Titik tumpu katrol tunggal bergerak berada di titik B. Lengan beban lb adalah jarak AB dan lengan kuasa lk adalah jarak BC. Dengan demikian, berlaku persamaan sebagai berikut.

lk = 2 lb Jadi, keuntungan mekanis katrol tunggal bergerak adalah:

Adapun besar gaya kuasa yang harus dilakukan untuk mengangkat beban adalah

Fk .lk = w. lb Fk(2 lb) = w. Lb

Fk = ½ w

c. Katrol Takal

Keuntungan mekanis dari katrol majemuk bergantung pada banyaknya tali yang dipergunakan untuk mengangkat beban. Pada Gambar dapat kamu lihat empat tali digunakan untuk mengangkat beban.

Jadi, keuntungan mekanisnya sama dengan 4. Jika kamu akan mengangkat beban 100 N, cukup dengan gaya 25 N saja benda sudah terangkat.

Bagaimana cara memindahkannya?

3. Bidang Miring

Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya.

Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.

Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan panjang (s) dan tinggi bidang miring (h).

Km = w/F = s/h Pelajari CONTOH SOAL halaman

154

Teks dan Gambar:Karim, S., et al. (2008). Belajar IPA

Membuka Cakrawala Alam Sekitar. Jakarta: Pusat Perbukuan.

Wasis dan Irianto, S. (2008). Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VIII. Jakarta: Pusat Perbukuan.