Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.[2] Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya.[3] 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.
Keuntungan mekanik tuas (pengungkit): -w/f = lk/lb untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g untuk mencari f, jika belum ditemukan: w*lb = f*lk
keuntungan mekanik bidang miring: -s/h
keuntungan mekanik katrol: -tetap: lk/lb = 1 -bergerak: lk(2lb)/lb = 2 -majemuk: jumlah tali
untuk roda bergigi, tidak ada keuntungan mekanik, yang ada adalah efisiensi: energi keluaran bermanfaat / energi masukan total
Secara tradisional, pesawat sederhana terdiri dari:
Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang lebih kompleks.[3][4][5] 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.
Ide 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.[3][6] Ia menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit.[7] 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).[8]Hero dari Alexandria (sekitar 10–75 AD) dalam karyanya Mechanicsmendefinisikan ada 5 pesawat sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol.[6] dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.[9
Pesawat sederhana yaitu alat yang dipakai untuk mempermudah pekerjaan. Ada berbagai jenis pesawat sederhana antara lain bidang miring, tuas, dan katrol. keuntungan mekanis merupakan efek dari penggunaan pesawat sederhana yang menyebabkan gaya yang dikeluarkan untuk mengangkat beban sama dengan berat beban dibagi dengan keuntungan mekanisnya.
Rumus
F = K = w/KM
keterangan : F atau K adalah gaya/kuasa yang kita keluarkan (N) W adalah berat benda yang kita angkat (N) KM adalah keuntungan mekanis
Hal ini berkaitan dengan usaha/kerja yang dilakukan. Pesawat sederhana tidak mengurangi total usaha/kerja yang dikeluarkan untuk mengangkat beban. walaupun begitu, jumlah gaya yang diperlukan untuk mencapai hal ini bisa dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh.
pesawat sederhana
Bidang Miring
bidang miring adalah sebuah bidang miring yang dipakai untuk memindahkan sebuah benda ke ketinggian tertentu.
Rumus
KM = s/h F = K = w/KM = w.h/s
Keterangan : KM yaitu keuntungan mekanis F yaitu gaya dorong (N) w yaitu berat beban (N) s yaitu panjang bidang miring (m) h yaitu ketinggian (m)
Tuas
Sistem kerja tuas ada tiga komponen, yaitu beban, titik tumpu, dan kuasa. Tuas bisa dibedakan menjadi 3 jenis. Pembagian ini berdasarkan pada letak titik gaya, titik beban, titik tumpu.
a. Tuas Jenis Pertama Jenis tuas ini memiliki ciri titik tumpunya ada di antara titik gaya (kuasa) dan titik beban.
tuas jenis 1
b. Tuas Jenis Kedua Jenis tuas ini memiliki ciri titik beban ada di antara titik gaya (kuasa) dan titik tumpunya.
tuas jenis 2
c. Tuas Jenis Ketiga Jenis tuas ini memiliki ciri titik gaya ada di antara titik tumpu dan titik beban.
tuas jenis 3
Rumus-rumus Dalam Tuas
KM = lk/lb F = K = w/KM = w.lb/LK
keterangan :
F adalah gaya yang dikerjakan pada tuas (N) W adalah beban tuas (N) Lb adalah lengan beban, yaitu jarak antara titik tumpu dengan dengan beban (m) Lk adalah lengan kuasa, yaitu jarak antara titik tumpu dengan kuasa/gaya yang dikerjakan (m) KM adalah keuntungan mekanis
Katrol
Katrol yaitu roda berongga yang disepanjang sisinya untuk tempat tali. Katrol sangat baik dipakai untuk memindahkan beban ke atas/bawah. Katrol dibedakan menjadi katrol tunggal tetap, katrol tunggal bergerak, dan takal (katrol majemuk berganda).
a. Katrol Tunggal Tetap
katrol tetap tunggal
Sebuah katrol yang kedudukannya tidak berubah-ubah (tetap). Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal tetap = 1 Keuntungan mekanis =1 berarti berat beban = gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban itu.
Rumus
F = w
b .Katrol Tunggal Bergerak
katrol tunggal bergerak
katrol tunggal bergerak terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya bisa berubah-ubah (tetap).
Rumus
F = 1/2.w
Keuntungan mekanisnya = 2 artinya kita hanya perlu mengeluarkan gaya separuh dari berat beban yang di angkat ( F = w/KM)
c .Takal (Katrol majemuk/berganda)
katrol gabungan
Katrol majemuk atau berganda yaitu katrol yang terdiri dari sebuah katrol tetep dan satu atau lebih katrol bergerak. katrol ini umumnya dipakai untuk mengangkat beban yang sangant berat.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar