PRINSIP PESAWAT SEDERHANA PADA KEHIDUPAN MANUSIA
MANFAAT PESAWAT SEDERHANA PADA KEHIDUPAN MANUSIA
Pesawat sederhana banyak terdapat di sekitar kita seperti jungkat jungkit bidang miring, katrol dan lain sebaginya mari kita pelajari bersama, semoga dengan belajar pesawat sederhana ini dapat kita gunakan untuk menyelsaikan masalah yang ada di dalam kehidupan sehari-hari kita.
Motivasi
Perhatikan Foto di bawah ini
 |
| Contoh pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari |
Pernahkah kalian menggunakan alat seperti foto di atas atau mendapatkan tugas benderas seperti di atas. dan tahukah kalian jika alat atau kejadian di atas menggunakan salah satu prinsip IPA. Ketika kalain pernah belajar di Sekolah dasar maka kalian akan tahu bahwa alat tersebut adalah pesawat sederhana. Mari kita belajar bersama tentang jenis pesawat sederhana yang lainnya dan rumusan matematis yang ada.
Pesawat sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan satu gaya untuk bekerja. yang contohny banyak seklai disekitar kita seperti gambar di atas.
A. Manfaat pesawat sederhana
- Memperrmudah pekerjaan manusia
- Energi yang kita keluarkan juga dapat dihemat,
- Waktunya jadi lebih singkat.
- Untuk mengubah arah gaya
B. Macam-macam pesawat sederhana
 |
| foto gerobak dorong roda satu |
- Tuas/pengungkit
- Katrol tunggal tetap dan katrol tunggal bergerak
- Bidang miring dan roda bergigi (gir)
- Roda berporos
1. Tuas
 |
| Animasi jungkat-jungkit |
Tuas atau pengungkit adalah salah satu pesawat sederhana yang digunakan untuk mengubah efek atau hasil dari suatu gaya.Contoh penggunaan prinsip pengungkit adalah gunting, linggis, catut, baji dan lain-lain.
Contoh pengungkit dapat digambarkan sebagi berikut ini :
 |
| Gambar tuas danbagainnya |
Untuk pengungkit di atas dapat dirumuskan sebagai berikut ini!
Dimana :
F/Fk = gaya kuasa (N)
w/Fb = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb= lengan beban (m)
Keuntungan mekanis dapat di tulis :
Km : LK/LB atau W/F
Keuntungan mekanik pada tuas bergantung pada masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, maka keuntungan mekaniknya akan semakin besar.
Berdasarkan letak titik tumpunya, tuas atau pengungkit diklasifkasikan menjadi tiga golongan, yaitu golonga ke I, II dan III
Gambar tuas jenis I, II dan III
Tuas jenis pertama : titik tumpu berada diantara beban dan kuasa ( gunting, tang, jungkat-jungkit, catut )
Tuas jenis kedua : beban berada diantara kuasa dan titik tumpu ( pembuka tutup botol, gerobak toli beroda satu )
Tuas jenis ke tiga : kuasa berada diantara titik tumpu dan beban ( sekop, penjepit roti, pinset, pancingan )
2. Bidang miring
 |
| Sumber : Encarta Enciklopedia 2006 Gambar conto-contoh Bidang miring |
Dalam kehidupan sehari-hari, prinsip kerja bidang miring digunakan padapembuatan jalan-jalan dibukit dan pegunungan, sekrup, resleting, dan tangga. Sekrup bekerja dengan menggunakan prinsip bidang miring. Pada sekrup terdapat silinder dan uliran yang bekerja bersamaan. Sekrup sebenarnya adalah bidang miring yang dipuntalkan (dipilin pada sebuah silinder).
Gambar bidang miring
Secara matematis bidang miring dapat di rumuskan sebagai berikut :
Keterangan :
w = beratbeban ( N)
h = tinggi (m )
s = panjanglintasan miring ( m)
F = gayakuasauntukmengangkatbeban ( N )
Keuntungan mekanis bidang miring dapat dituliskan sebagi berikut ini :
Keuntungan mekanik bidang miring adalah perbandingan panjang (s) dan tinggi bidang miring (h).
Keuntungan mekanik bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dantingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.
3. 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.
Katrol dapat dikelompokkan menjadi tiga , yaitu katrol tetap , katrol bergerak dan katrol majemuk.
sumber gambar : Encarta 2006
Gambar dari kiri ke kanan katrol tetap, katrol bergerak dan majemuk
Pada katrol tetap, besar gaya kuasa sama dengan berat beban, sedangkan lengan kuasa sama dengan lengan beban. Sistem katrol menggunakan katrol majemuk yang terdiri dari katrol-katrol yang bergerak.
Katrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat besert bergeraknya katrol bebas keatas.
Keuntungan mekanik katrol tetap adalah satu sedangkan Keuntungan mekanik katrol bergerak adalah dua, sedangkan katrol majemuk sama dengan banyaknya tali yang menyangkut pada katrol.
Sebagai contoh jka katrol menggunakan tali yang menahan beban berjumlah 3 sepertigambar diatas, maka keuntungan mekaniknya adalah 3 kali.
D. Roda berporos
Gambar penerapan roda berporos
Roda gigi adalah sepasang roda bergerigi yang saling berhubungan sehingga sepasang roda bergerigi tersebut dapat digunakan untuk menambah atau mengurangi gaya, disamping untuk mengubah besar arah kecepatan putaran. Roda gigi besar memberikan gaya yang lebih besar, sehingga gaya kuasa yang diperlukan lebih kecil, tetapi ini harus dibayar dengan kecepatan putar lebih lambat.
Sebaliknya, roda gigi kecil memberikan kecepatan putar yang lebih cepat, tetapi ini memberikan gaya yang lebih kecil, sehingga harus dibayar dengan gaya kuasa yang lebih besar.
PRINSIP PESAWAT SEDERHANA PADA GERAK MANUSIA
Pada tubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana yang kemudian ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia. Pesawat sederhana adalah alat yang dipergunakan untuk mempermudah manusia melakukan usaha. Pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya dibedakan menjadi tuas/pengungkit, bidang miring, katrol dan roda berporos. Pesawat sederhana mempunyai keuntungan mekanik yang didapatkan dari perbandingan antara gaya beban dengan gaya kuasa sehingga memperingan kerja manusia.
Pada saat manusia melakukan aktivitas, manusia selalu berupaya untuk melakukannya dengan usaha dan daya yang sekecil-kecilnya. Oleh karena itu, manusia menggunakan pesawat sederhana untuk membantu melakukan aktivitasnya. Ketika kerja dipermudah, artinya energi yang dikeluarkan lebih sedikit. Energi dan kerja (usaha) dinyatakan dalam satuan Joule (Newton meter). Kerja atau usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, sehingga dapat dituliskan dengan rumus berikut : W = F.S
Keterangan :W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
S = Jarak (Meter)
Contoh Soal :
Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Jika usaha yang dilakukan oleh gaya kepada balok adalah 680 joule, hitunglah besar perpindahan balok !
| Diketahui | Jawab | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Diketahui :
W = 680 jouleF = 40 Newton Ditanyakan : S? | W = F.S
|
Usaha dapat bernilai nol apabila gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat. Seberapa besarpun gaya yang bekerja, jika tidak terjadi perpindahan maka gaya tersebut dikatakan tidak melakukan usaha atau W = 0. Besarnya usaha yang dilakukan per satuan waktu disebut dengan daya atau power (P). Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut.
| P = | W |
| t |
W = Usaha (Joule)
t = Waktu (Sekon)
Contoh Soal :
Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut!
| Diketahui | Jawab | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Diketahui :
t = 6 detik (sekon)W = F.S = 450 x 3 = 1.350 joule Ditanyakan : P? |
|
Rangka dan Otot Manusia
Rangka manusia merupakan salah satu karya Tuhan yang menciptakan tubuh kita. Fungsi rangka pada manusia dapat kamu lihat seperti halnya rangka baja yang membangun suatu bangunan, sehingga bangunan tersebut dapat berdiri tegak. Keistimewaan rangka yang kita miliki adalah kemampuannya untuk memperbaiki diri saat tulang mengalami keretakan atau patah tulang, hal ini yang tidak bisa terjadi pada rangka baja secanggih apapun di dunia. Rangka tulang yang bekerja sama dengan sistem otot tidak hanya membuat tubuh kita dapat berdiri tegak, tetapi juga memungkinkan kita untuk bergerak, berjalan, berlari, bahkan mengangkat beban yang melebihi berat tubuhmu sendiri. Bayangkan betapa kuat dan sempurnanya ciptaan Tuhan pada tulangmu. Manusia kemudian meniru prinsip kerja rangka dan otot manusia dalam membuat pesawat sederhana. Masihkah kamu memungkiri keajaiban ciptaan Tuhan pada tulang dan ototmu? Bagaimana caranya agar tulang dan ototmu tetap tetap sehat dan terjaga?
Koordinasi Otot dan Tulang memiliki Kesesuaian dengan Pesawat Sederhana
1. Rangka tubuh membantu manusia berdiri dengan tegak, seperti halnya rangka pada bangunan.
2. Tulang terdiri atas tulang rawan dan tulang keras, Tulang keras memiliki struktur yang beragam yakni tulang kompak dan tulang spons yang di dalamnya terdapat sumsum merah dan sumsum kuning.
3. Manusia memiliki sejumlah kurang lebih 206 tulang yang memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda.
4. Pada tahap awal perkembangannya, manusia memiliki tulang berupa tulang rawan yang dalam perkembangannya menjadi tulang keras melalui proses osifikasi.
5. Manusia dapat melakukan berbagai macam gerakan karena dilengkapi dengan adanya sendi yang beragam yakni: sendi engsel, sendi lesung, sendi putar, sendi geser, sendi pelana, dan sendi yang tidak dapat digerakkan.
6. Tubuh manusia terdiri atas 35-40% otot yang berfungsi untuk menggerakkan tulang dan persendian yang memungkinkan adanya pergerakan.
7. Jaringan otot terdiri atas otot rangka, otot polos, dan otot jantung. Otot rangka dapat dikendalikan secara sadar, otot polos dan otot jantung tidak dapat dikendalikan secara sadar.
8. Koordinasi otot dan tulang memiliki kesesuaian dengan prinsip pesawat sederhana. Alat-alat dalam kehidupan yang mengikuti prinsip pesawat sederhana terdiri atas katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit.
9. Pengungkit terdiri atas tiga jenis, yaitu jenis pertama yang titik tumpunya terletak di antara beban dan kuasa, jenis kedua dan jenis ketiga yang titik tumpunya yang sama-sama terdapat di bagian ujung
Ilmuwan Peneliti kesesuaian Rangka, Otot dengan Pesawat Sederhana
1. Al-Zahrawi atau Albucasis (936-1013 M)
Kamu pernah melihat orang yang kaki atau tangannya digips karena mengalami patah tulang? Tahukah kamu siapa penemu gips? Penemunya adalah Al-Zahrawi atau Albucasis (936-1013 M). Al -Zahrawi merupakan seorang dokter dan ahli bedah dari Andalusia. Menurut Al-Zahrawi, jika terdapat tulang yang bergeser maka tulang tersebut harus ditarik supaya kembali tempatnya semula, sedangkan untuk masalah tulang yang lebih gawat seperti patah, maka tulang tersebut harus digips.
2. Archimedes (287 SM-212 SM)
Pada topik yang terkait pesawat sederhana, tahukah kamu, ide pertama dari pesawat sederhana berawal dari seorang filsuf Yunani sekitar abad ke-3 sebelum masehi, yaitu Archimedes (sekitar 287 SM-212 SM). Archimedes mempelajari tiga macam pesawat sederhana: katrol, pengungkit, dan sekrup. Archimedes menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit. Para ilmuwan Yunani sendiri akhirnya mendefinisikan lima 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).
3. Al Jazari (1136-1206 M)
Ilmuwan berikutnya adalah Al Jazari (1136-1206 M), seorang tokoh besar di bidang mekanik dan industri yang menemukan konsep robotika modern. Al Jazari mengembangkan prinsip hidrolik untuk menggerakkan mesin yang kemudian hari dikenal sebagai mesin robot. Dalam bukunya, Al Jazari begitu detail memaparkan instruksi untuk mendesain, merakit, dan membuat sebuah mesin. AlJazari mendapat julukan sebagai Bapak Modern Engineering berkat temuan-temuannya yang banyak mempengaruhi rancangan mesin-mesin modern saat ini.
SUMBER:https://www.mikirbae.com/2016/01/pesawat-sederhana-pada-rangka-manusia.htmlhttp://semi-yanto.blogspot.com/2014/11/ilmuwan-peneliti-kesesuaian-rangka-otot.html
RODA BERGIGI
Pengertian Roda gigi atau gir
Rumus Roda Gigi
Contoh Soal Roda Gigi
Contoh Penerapan Pesawat Sederhana Roda Gigi (Gir) dalam Kehidupan Sehari-hari
BIDANG MIRING
bidang miring adalah suatu lintasan yang memiliki kemiringan tertentu dan membentuk sudut terhadap permukaan mendatarnya.
Bidang miring juga termasuk salah satu jenis pesawat sederhana, lho. Hayo, ada yang masih ingat apa itu pesawat sederhana?
Baca juga: Mengenal Jenis-Jenis Tuas
Pada bidang miring, kita bisa menghitung gaya yang kita keluarkan dengan menggunakan rumus berikut ini:
Berdasarkan rumus di atas, kita jadi bisa tahu nih kalau gaya akan berbanding lurus dengan tinggi bidang miring. Semakin landai bidang miring tersebut, maka gaya yang dikerjakan akan semakin kecil. Sebaliknya, semakin curam bidang miring tersebut, maka gaya yang dikerjakan akan semakin besar.
Selain kita bisa menghitung gaya dengan rumus bidang miring, kita juga bisa mengetahui keuntungan mekanisnya, Squad. Keuntungan mekanis ini adalah sebuah angka yang menunjukkan berapa kali pesawat sederhana dapat menggandakan gaya. Caranya, dapat kamu lihat pada rumus di bawah ini!
Langganan:
Postingan (Atom)