Pesawat Sederhanaby kelompok 3, 8-5

Annisa Amalia SholekaBalqis Nabila DidiRoot Rossinta SchumannSelma Nirwana Surya PutriSiti FatimahTiara YuliandiniZahira Erawati

Konsep Pembahasan# Sejarah Pesawat Sederhana# Pengertian dan fungsi Pesawat Sederhana# Tuas dan pembahasan# Katrol dan pembahasan# Bidang Miring# Penerapan Pesawat Sederhana dalam

kehidupan sehari-hari

Sejarah Pesawat SederhanaIde 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.

Archimedes

Pengertian dan Fungsi Pesawat Sederhana

Manusia selalu berusaha untuk melakukan segala sesuatu secara efisien dan mudah. Untuk itu diciptakan berbagai alat bantu sehingga pekerjaan yang dilakukan menjadi lebih mudah, lebih cepat, lebih baik, dan lebih murah.

Alat untuk mempercepat dan mempermudah melakukan kerja atau usaha disebut pesawat. Pesawat yang dirancang sangat sederhana dan dibuat dengan bahan yang sederhana disebut pesawat sederhana.Pesawat sederhana dibuat dengan tujuan untuk :a. Membantu manusia melakukan pekerjaan berat menjadi lebih

ringan;b. Melipat gandakan gaya atau kemampuan;c. Mengubah alat gaya yang dilakukan;d. Memperbesar kecepatan atau untuk melakukan perpindahan yang

besar.

Dalam keperluan sehari-hari banyak dijumpai pesawat sederhana, diantaranya tuas, katrol, dan bidang miring.

Pengertian dan Fungsi Pesawat Sederhana

Tuas.Tuas merupakan pesawat sederhana yg mampu

melipatgandakan gaya. Tuas digunakan untuk mengungkit benda yang berat dengan menempatkan ujungnya di bawah benda. Caranya dengan menumpu di suatu titik dan menekan atau mengangkat pangkalnya. Perhatikan gambar di

samping! Titik tempat tuas bertumpu disebut titik tumpu (T). Ujung batang (tuas) tempat beban diangkat disebut titik beban (B) dan pangkal batang yang ditekan/diangkat untuk mengimbangi gaya berat beban disebut titik kuasa (K).Jarak titik beban ke titik tumpu disebut lengan beban (lB) dan

jarak titik kuasa ke titik tumpu disebut lengan kuasa (lK). Jika gaya berat beban wB diimbangi gaya kuasa FK’ dalam keseimbangan tuas berlaku hubungan :Beban (W) × lengan beban (Lb) = kuasa (F) × lengan

kuasa (Lk)

Tuas.Hubungan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :

Pada tuas yg berada dalam keseimbangan, secara matematis berlaku hubungan :

Keuntungan Mekanik (KM) sebuah tuas adalah perbandingan antara gaya berat beban dan gaya kuasa serta antara lengan kuasa dengan lengan beban.

Tuas.Contoh soal :

Sebuah linggis dipakai untuk mengungkit batu yang beratnya 600 N. Jika panjang linggis 1,5 m & lengan beban 50 cm, berapa gaya kuasa untuk mengungkit batu tersebut dan keuntungan mekaniknya? ● Diket : wB = 600 N ; l = 1,5 m ; lB = 50 cm (0,5 m)● Ditanya : FK dan KM .........?● Jawab : a. lK = l – lB = 1,5 m – 0,5 m = 1 m.

wBlB = FKlK 600 N × 0,5 N = FK × 1 m

300 Nm = FK × 1 m FK = 300 Nm : 1 m = 300 N.Jadi, besar gaya kuasa 300 N.

b. KM = lK = 1 m = 2.

lB = 0,5 mJadi, keuntungan mekanisnya adalah 2.

Tuas.Pesawat sederhana yang menggunakan prinsip tuas dapat

dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu tuas jenis pertama, kedua, dan ketiga.1. Tuas Jenis Pertama

Titik tumpu (T) terletak diantara titik kuasa (K) dan titik beban (B). Tuas yang termasuk jenis pertama contohnya gunting, tang, linggis, dan palu pencabut paku.Berikut contohnya :

Tuas.2. Tuas Jenis Kedua

Titik beban (B) terletak diantara titik tumpu (T) dan titik kuasa (K). Tuas yang termasuk jenis kedua adalah gerobak dorong, pembuka kaleng atau botol,pemotong kertas, dan pemecah biji. Berikut contoh dari tuas jenis 2 :

Tuas.3. Tuas Jenis Ketiga

Titik kuasa (K) terletak diantara titik tumpu (T) dan titik beban (B). Tuas yng termasuk jenis ketiga adalah sekop, pancingan, dan lengan bawah saat mengangkat beban.

Katrol.Pernahkah kamu melihat orang mengambil air di sumur dengan

menggunakan timba? Orang akan menggunakan katrol untuk membantu mengangkat atau memindahkan air dari dalam sumur.

Katrol adalah roda dengan galur yang melingkar (seperti pelek sepeda). Seperti halnya tuas, katrol juga memiliki titik tumpu,kuasa, dan beban. Katrol terdiri atas katrol tetap, katrol  bergerak, katrol kombinasi (takal), dan katrol (roda) bergandar.a. Katrol Tetap

Sesuai dengan namanya, sistem katrol ini dibuat sedemikian rupa sehingga katrol tersebut tetap pada posisinya. Katrol tetap adalah katrol yang letaknya tetap (tidak bergerak). Katrol tetap sering digunakan pada sumur timba.

Seperti halnya tuas, titik A adalah titik tumpu, titik B adalah titik beban, dan titik C adalah titik kuasa. Jarak AC adalah lengan kuasa (lk) dan jarak AB adalah lengan beban (lb).

Katrol.Setelah diketahui jarak lengan beban dan lengan kuasa maka

keuntungan mekanis (KM) katrol tetap dapat dicari. Sama halnya seperti mencari keuntungan mekanis (KM) pada tuas, maka keuntungan mekanis (KM) pada katrol tetap adalah sebagai berikut :

Jarak lengan beban (AB) sama dengan jarak lengan kuasa (AC) atau lb = lk atau AB = AC, oleh karena itu keuntungan mekanis katrol tetap adalah 1.

Meskipun keuntungan mekanis menggunakan katrol ini sama dengan satu, namun beban akan terasa lebih ringan daripada tanpa katrol (langsung dengan tali). Hal ini disebabkan oleh gaya yang dilakukan searah dengan berat badan. Akan tetapi dampak dari keuntungan mekanis sama dengan 1 (satu) adalah gaya yang kita keluarkan akan sama dengan berat benda, sehingga katrol tetapi tidak bisa digunakan untuk mengangkat benda yang massanya besar.

Katrol.Akan tetapi, pemanfaatan katrol tetap hanya bisa

digunakan untuk menarik atau mengangkat benda yang massanya kecil, contohnya :

•Menarik air dari sumur dengan timba•Menaikkan bendera pada saat upacara•Menaikan sangkar burung pada saat even lomba

burungb.Katrol BergerakKatrol bergerak adalah katrol yang

bergerak jika sedang digunakan. Titik  A  adalah titik beban, titik B adalah titik kuasa, dan titik C adalah titik tumpu. Jarak AC adalah lengan beban dan jarak BC adalah lengan kuasa. Keuntungan mekanisnya sebagai berikut :

Katrol.Karena BC = 2 AC,  maka keuntungan

mekanisnya :

Jadi, katrol bergerak mempunyai keuntungan mekanis 2, artinya perbandingan antara berat beban dan gaya sama dengan dua. Jika kamu mengangkat beban menggunakan katrol jenis ini, kamu hanya perlu memberikan gaya sebesar setengah kali berat beban.

Walaupun katrol bergerak memiliki keuntungan mekanis 2 yang artinya untuk mengangkat benda diperlukan gaya setengah dari berat benda tersebut, tidak bisa diterapkan di dalam menaikkan air dari dalam sumur dengan menggunakan katrol bergerak karena gaya yang kita berikan arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Selain melawan berat benda, juga akan melawan berat tubuh kita sendiri.

Katrol.c.Katrol Kombinasi (takal) atau Sistem Katrol

Katrol kombinasi merupakan gabungan katrol tetap dan katrol bergerak yang juga disebut takal. Jadi pengertian takal adalah katrol majemuk yang terdiri atas katrol-katrol tetap dan katrol-katrol bergerak. Takal biasa digunakan untuk mengangkat beban yang massanya besar. Biasanya, sistem katrol ini digunakan untuk mengangkat beban yang massanya mencapai beberapa ton, misalnya kerangka jembatan dan peti kemas. Dengan sistem katrol, kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut dapat semakin diperkecil. Takal dapat menggunakan dua katrol di mana satu sebagai katrol tetap dipasang di atas dan satu lagi sebagai katrol bergerak. Takal juga dapat menggunakan tiga atau empat katrol.

Katrol.Keuntungan mekanik tergantung jumlah katrol dan tali yang

menanggung beban. Jika gaya gesekan katrol diabaikan, untuk sistem katrol berlaku persamaan berikut:

w=2 F nKeterangan :* w  = beban (N)* F = gaya (N)* N = banyaknya katrol

Keuntungan mekanik dari sistem katrol adalah 

Jadi keuntungan mekanik sistem katrol bergantung pada banyaknya katrol yang ada.

Katrol.d. Katrol (Roda) Bergandar

Katrol (roda) bergandar adalah beberapa katrol yang disatukan sumbunya. Katrol besar untuk gaya yang bekerja, sedangkan katrol kecil untuk beban. Keuntungan mekanis katrol bergandar adalah pada perbandingan jari-jari roda besar (R) dan jari-jari roda kecil (r), yaitu :

Bidang Miring.

Bagian-Bagian Bidang MiringBagian-bagian penting pada bidang miring dapat digambarkan sebagai berikut :

Keterangan :B: Berat beban (yang akan dipindahkan)F: Gaya (untuk memindahkan beban) S: panjang lintasan miring (Jarak antara ujung-ujung lintasan miring)h: ketinggian tempat (Jarak antara lantai dengan tempat yang akan digunakan untuk meletakkan beban)

Bidang miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki suatu sudut, yang bukan sudut tegak lurus, terhadap permukaan horizontal. Penerapan bidang miring dapat mengatasi hambatan besar dengan menerapkan gaya yang relatif lebih kecil melalui jarak yang lebih jauh, dari pada jika beban itu diangkat vertikal. Dalam istilah teknik sipil, kemiringan (rasio tinggi dan jarak) sering disebut dengan gradien. Bidang miring adalah salah satu pesawat sederhana yang umum dikenal.

Bidang Miring.Prinsip Kerja Bidang Miring

Untuk mengangkat beban yang beratnya (B) ke tempat yang tingginya (h) diperlukan kerja sebesar W = B x h, apabila usaha sebesar W melalui bidang miring yang panjangnya s diperlukan kerja sebesar W = F x s. Karena kerja yang dilakukan sama besar, maka dapat dirumuskan sebagai berikut : Keterangan : B = berat beban ( satuannya Newton ) h = tinggi ( satuannya meter ) s = panjang lintasan miring ( satuannya meter ) F = gaya kuasa untuk mengangkat beban ( satuannya Newton ).

Contoh :Sebuah peti beratnya 2000 N akan dipindahkan pada ketinggian

1,5 m melalui bidang miring yang panjangnya 3m. Berapa gaya yang diperlukan untuk memindahkan bidang miring tersebut?

Jadi untuk mengangkat beban 2000 N diperlukan gaya sebesar 1000 N

Penyelesaian : Jawab :Diketahui : B = 2000 N

h = 1,5 m s = 3 m

Ditanya : F = ..... ?

Bidang Miring.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.KM bidang miring, yaitu :

Dalam pekerjaan sehari-hari bidang miring digunakan untuk alat kerja, misalnya baji (kapak, pisau, pahat, paku) dan sekrup.

Penerapan Pesawat Sederhana dalam keseharian

BajiBaji 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. Pada zaman dahulu baji digunakan untuk membelah kayu atau memotong hewan dan memotong benda-benda lain.Pada zaman sekarang, peralatan

rumah tangga yang dibuat dalam bentuk  baji misalnya :• Kapak digunakan untuk membelah atau memotong kayu.• Pisau digunakan untuk memotong, biasanya sebagai alat dapur.• Paku digunakan untuk menyambung benda yg keras.• Pahat digunakan oleh tukang ukir untuk membuat patung.

Penerapan Pesawat Sederhana dalam keseharianSekrup

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

GirGir adalah roda bergerigi. Gir biasa

menambah gaya atau kecepatan, tergantung pada ukuran gir dan jumlah giginya. Gir yang digerakkan oleh gir yang lebih kecil berputar lebih lambat daripada gir yang lebih kecil tsb, tapi gayanya lebih besar. Sementara gir yang digerakkan oleh gir yang lebih besar tapi gayanya lebih kecil. Gir biasa terdapat pada rantai sepeda dan jam mekanis.

Penerapan Pesawat Sederhana dalam keseharianRoda Kemudi

Kemudi sebuah mobil merupakan contoh prinsip roda dan poros. Poros berputar dengan gaya yang lebih besar daripada usaha yang dibutuhkan untuk memutar kemudi.

Gerobak DorongGerobak dorong bekerja dengan

prinsip tuas 2. Beban terletak diantara usaha dan titik putar.

Penerapan Pesawat Sederhana dalam keseharian

Joran PancingJoran (batang) pancing merupakan

tuas ketiga. Beban bergerak lebih jauh daripada usaha, tetapi gayanya lebih kecil. Usaha berada diantara beban dan titik putar.

GuntingGunting terdiri atas dua batang tuas

yang bertumpu pada engsel.

ThankYou