Pesawat Sederhana

03DECPesawat sederhana adalah alat-alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan.  Ada berbagai jenis pesawat sederhana antara lain bidang miring, tuas, dan katrol. di dalam pembahasan pesawat sederhana ini….kalian akan sering bertemu dengan istilah keuntungan mekanis (KM). keuntungan mekanis merupakan efek dari penggunaan pesawat sederhana yang menyebabkan gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban sama dengan berat beban dibagi dengan keuntungan mekanisnya.

keterangan :F  atau  K  = gaya/kuasa yang kita keluarkan (N)W              = berat benda yang kita angkat (N)KM           = keuntungan mekanism               = massa benda (kg)g                = percepatan grafitasi = 10 m/s2 atau 9,8 m/s2

Jadi semakin besar KM maka gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban semakin kecil.Hal ini berkaitan dengan usaha/kerja yang kita lakukan. Sebenarnya, pesawat sederhana tidak mengurangi total usaha/kerja yang kita keluarkan untuk mengangkat beban. walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. ingat :

Keterangan :W   = usaha ( J )F    = gaya ( N )s     = jarak tempuh ( m )Dengan kata lain, walaupun usaha yang kita keluarkan sama peningkatan jarak akan mengurangi gayayang dibutuhkan.Penting : lambang berat benda ( w ) hampir sama dengan usaha ( W ) lambang berat dengan huruf kecil dan usaha dengan huruf besar.1. Bidang MiringBidang miring merupakan sebuah bidang miring yang digunakan untuk memindahkan sebuah benda ke ketinggian tertentu.

Keterangan :KM =  keuntungan mekanisF     = gaya dorong (N)s      = panjang bidang miring (m)h     = ketinggian (m)w    = berat beban (N)Contoh:Massa kotak adalah 80 kg, dipindahkan dari atas tanah ke suatu tempat dengan ketinggian 1,5 m. Berapakah usaha dan gaya yang kita keluarkan bila :a. kita angkat langsung ke atas !b. melalui bidang miring sepanjang 4,5 m !Diketahui :m  = 80 kgg   = 10 m/s2

h   = 1,5 ms   = 4,5 ma. mula2 kita cari berat benda dulu…. karena kita mengangkat benda secara langsung maka gaya ( F ) yang kita lakukan = berat benda ( w ) sedangkan jarak tempuhnya ( s ) = ketinggian ( h ) maka rumus usaha berubah lambang, semula W = F.s menjadi W = w.h

b. Jika benda kita dorong melalui bidang miring :

Usaha yang kita keluarkan sama namun dengan bidang miring gaya yang kita keluarkan menjadi lebih kecil karena lintasannya kita ubah dari ketinggian 1,5 m menjadi 4,5 m dalam bidang miring.Prinsip bidang miring juga diterapkan pada berbagai macam alat buatan manusia seperti baji, kapak, tatah, pisau, obeng, paku, sekrup, juga jalan yang berkelok-kelok di pegunungan.

2. TuasSistem kerja tuas terdiri atas tiga komponen, yaitu beban, titik tumpu, dan kuasa. Tuas dapat dibedakan menjadi 3 jenis. Pembagian ini berdasarkan pada letak titik gaya, titik beban, titik tumpu.a. Tuas Jenis Pertama

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik tumpunya terletak di antara titik gaya (kuasa) dan titik beban.

contoh alat dengan tuas jenis I :Gunting, catut, tang, pemotong kuku, linggis dllb. Tuas Jenis Kedua

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik beban terletak di antara titik gaya (kuasa) dan titik tumpunya.contoh alat dengan tuas jenis II :pembuka botol, gerobak beroda satu, pemotong kertas, pelubang kertas dll.c. Tuas Jenis Ketiga

Jenis tuas ini mempunyai ciri titik gaya terletak di antara titik tumpu dan titik beban.contoh alat dengan tuas jenis III :pinset, pancing, sekop dll di bawah ini merupakan gambar benda2 yang menggunakan prinsip tuas :

keterangan :a. tuas jenis pertamab. tuas jenis keduac. tuas jenis ketigaRumus-rumus dalam tuas :

 keterangan : F      = gaya yang dikerjakan pada tuas (N)W    = beban tuas (N)Lb    = lengan beban, adalah jarak antara titik tumpu             dengan dengan beban (m)Lk    = lengan kuasa, adalah jarak antara titik tumpu            dengan kuasa/gaya yang dikerjakan  (m)KM  = keuntungan mekanis3. KatrolKatrol adalah roda berongga yang disepanjang sisinya untuk tempat tali. Katrol sangat baik digunakan untuk memindahkan beban ke atas/bawah. Katrol dapat dibedakan menjadi katrol tunggal tetap, katrol tunggal bergerak, dan takal (katrol majemuk berganda).a. Katrol Tunggal Tetap

katrol tunggal tetap terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya tidak berubah-ubah (tetap).Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal tetap = 1Keuntungan mekanis =1 berarti berat beban = gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat beban tersebut.maka,F = wcontoh : katrol yang digunakan untuk menimba air.Trus…klo gaya yang kita keluarkan besarnya sama aja dengan berat bebannya, untuk apa dong fungsi katrol tunggal ini?

Hmm.. katrol jenis ini memang tidak mengurangi besar gaya yang kita keluarkan, namun dapat merubah arah gaya.  Bila kita menarik suatu beban dari atas ke bawah tanpa katrol maka kita harus mengeluarkan gaya dengan arah tersebut yaitu dari atas ke bawah sehingga kita kesulitan memanfaatkan berat tubuh kita. sedangkan bila menggunakan katrol (seperti yang terlihat pada gambar di atas…) gaya yang kita keluarkan justru berarah dari atas ke bawah. Hal ini menyebabkan kita dapat memanfatkan berat tubuh kita untuk mengankat beban tersebut jadi tangan kita tidak cepat lelah.

b.  Katrol Tunggal Bergerak

katrol tunggal bergerak terdiri dari sebuah katrol yang kedudukannya dapat berubah-ubah (tetap)Keuntungan mekanis (KM) katrol tunggal bergerak = 2maka,F = 1/2.wKeuntungan mekanisnya = 2 artinya kita hanya perlu mengeluarkan gaya separuh dari berat beban yang kita angkat ( F = w/KM).c. Takal (Katrol majemuk/berganda)

Takal / Katrol majemuk atau berganda adalah katrol yang terdiri dari sebuah katrol tetep dan satu atau lebih katrol bergerak, katrol ini biasanya digunakan untuk mengankat beban yang sangat berat.Keuntungan mekanis (KM) takal = Jumlah katrolF = W/jumlah katrol

 KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN

KEBUDAYAAN REPUBLIK INDONESIA

 SEKOLAH MENENGAH PERTAMA

Daftar Isi

KompetensiMateri

Pengantar

Pengertian

Bagian-Bagian Tuas

Prinsip Kerja

Jenis

Keuntungan Mekanik

Bidang Miring

Bagian-Bagian

Prinsip Kerja

Keuntungan Mekanik

Katrol

Jenis

Prinsip Kerja

Keuntungan Mekanik

Latihan

Seluruhnya

About

Telah di download :

875 kali

 

0 0 0   

Materi Pokok » Sekolah Menengah Pertama » Kelas VII » Fisika

Pesawat Sederhana

Kompetensi

Kompetensi

Setelah melakukan percobaan tentang pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari, siswa dapat:

mendefinisikan pesawat sederhana menyebutkan contoh yang termasuk pesawat sederhana menyebutkan bagian-bagian pada pesawat sederhana menentukan keuntungan mekanik (KM) tuas menentukan keuntungan mekanik (KM) katrol menentukan keuntungan mekanik (KM) bidang miring

Materi

Telah di lihat :

51084 kali

Rating

1 2 3 4 5

Comment

Comment :

0

Lihat/Beri Komentar

Materi Terkait

Belum ada materi yang terkait

Pengantar

Pengantar

Sejak dahulu manusia selalu berusaha untuk dapat melakukan pekerjaan secara efisien dan mudah. Untuk itu diciptakan berbagai alat bantu sehingga pekerjaan yang dilakukan menjadi lebih mudah, lebih cepat, dan lebih murah

 

Pengertian

Pengertian Pesawat Sederhana

Kamu tentu tahu bahwa di sekitar kita banyak sekali peralatan yang digunakan untuk mempermudah melakukan pekerjaan. Alat-alat tersebut diciptakan manusia dari yang paling sederhana sampai yang paling rumit seperti motor, mobil, pesawat terbang, telepon, televisi, facsimili, komputer dan lain-lain. Alat iang digunakan oleh manusia untuk memudahkan melakukan pekerjaan atau kegiatan disebut pesawat. Ada dua jenis pesawat, yaitu : pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana adalah alat bantu kerja yang bentuknya sangat sederhana contohnya adalah tuas, bidang miring, dan katrol. Pesawat rumit adalah pesawat yang terdiri dari susunan beberapa pesawat rumit contonya pesawat terbang, pesawat telepon, pesawat televisi, mobil, motor, sepeda dll.

MACAM-MACAM PESAWAT SEDERHANA:

 

TUASTuas disebut juga pengungkit yaitu pesawat sederhana yang dibuat dari sebatang benda yang keras (seperti balok kayu, batang bambu, atau batang logam) yang digunakan untuk mengangkat atau mencongkel benda.

Bidang Miring :Yaitu pesawat sederhana yang dibuat dari papan atau bidang untuk memindahkan benda ke tempat yang

tinggi

Katrol atau Kerekan :Yaitu pesawat sederhana yang berbentuk seperti roda dan digunakan untuk memindahkan benda serta dapat mengubah arah gaya

Bagian-Bagian Tuas

Bagian-Bagian Tuas

Dari gambar tersebut dapat dilihat bagian-bagian utama pada tuas yaitu :

Benda yang berbentuk batang yang berfungsi sebagai pengungkit

Penyangga/penumpu/titik tumpu T diletakkan antara kedua ujung batang tersebut .

Titik beban B yaitu ujung  yang digunakan untuk meletakkan benda yang akan diangkat

Titik kuasa F, yaitu ujung pengungkit yang diberi gaya kuasa untuk mengangkat beban.

Prinsip Kerja

Prinsip Kerja Tuas

Cara Kerja Tuas

Kalau kita akan mengangkat benda dengan menggunakan tuas, maka kita harus meletakkan benda di salah satu ujung pengungkit (tuas) kemudian memasang batu atau benda apa saja sebagai penumpu dekat dengan benda seperti pada gambar .Selanjutnya tangan kita memegang ujung batang pengungkit dan menekan batang pengungkit tersebut secara perlahan-lahan sampai benda dapat diangkat atau bergeser

Dengan menggunakan tuas semakin jauh jarak kuasa terhadap titik tumpu, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat  beban, atau dapat dirumuskan

B X Lb = F X Lk

Keterangan  :B    : Beban yang akan diangkat                                  (satuannya Newton )Lb  : Jarak antara Beban dengan titik tumpu               (satuannya meter )F    :  Kuasa  ( gaya yang akan mengangkat beban )  (satuannya Newton )Lk   : Jarak antara Kuasa dengan titik tumpu              (satuannya  meter )

Untuk memahami lebih jelas bagaimana prinsip kerja tuas, perhatikan contoh soal berikut ini : Perhatikan gambar di bawah ini

Benda beratnya 1000 N diangkat dengan pengungkit seperti gambar diatas. Jarak Titik beban ke titik tumpu 50 cm dan jarak titik kuasa ke titik tumpu 2 m. Berapa besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban itu? Penyelesaian :

Diketahui :

B = 1000 N

Lb = 50 cm

Lk = 2 m = 200 cm

Ditanya : F = ..... ?

Jawab:

    

Jenis

Jenis Tuas

Berdasarkan letak titik tumpunya, tuas dapat dikelompokkan menjadi 3 kelas/jenis :

Tuas kelas pertama

Tuas kelas yang pertama yaitu tuas yang memiliki titik tumpu berada diantara titik kuasa F dan titik beban B, Contohnya : gunting, palu dan sebagainya

Tuas kelas kedua

Tuas kelas kedua yaitu tuas yang memiliki titik beban berada di antara titik kuasa F dan titik tumpu T atau bebannya diletakkan diantara titik tumpu dan titik kuasa

Contoh alat yang bekerja berdasarkan prinsip tuas kelas kedua antara lain :1. Gerobak dorong2. Pembuka botol3. pemecah biji

Tuas kelas ketiga

Tuas yang titik kuasa F posisinya berada diantara titik tumpu T dan titik beban B contohnya: penjepit, pinset, tangan memegang beban, dsb.

Keuntungan Mekanik

Keuntungan Mekanik Tuas

Dengan menggunakan tuas beban kerja terasa lebih ringan berarti kita memperoleh keuntungan. Keuntungan yang diperoleh dari pesawat sederhana seperti demikian dinamakan dengan keuntungan mekanik. Besarnya keuntungan mekanik dinyatakan sebagai perbandingan antara berat beban yang akan diangkat dengan besar gaya kuasa yang diperlukan. Keuntungan Mekanik ini dapat ditulis kedalam rumus sebagai berikut :

Keuntungan Mekanik = atau disingkat KM =

Dengan demikian keuntungan mekanik tuas dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Jika beban 1000 N dan kuasa untuk mengangkat 250 N, maka keuntungan mekaniknya adalah

  

KM = = Jadi keuntungan mekaniknya adalah 4 kali

Bidang Miring

Bidang Miring

Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring. Dengan menggunakan bidang miring beban yang berat dapat dipindahkan ketempat yang lebih tinggi dengan lebih mudah, artinya gaya yang kita keluarkan menjadi lebih kecil bila dibanding tidak

menggunakan bidang miring. Semakin landai bidang miring semakin ringan gaya yang harus kita keluarkan.

Bagian-Bagian

Bagian-Bagian Bidang Miring

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

Keterangan :

B: Gaya berat beban ( Benda yang akan dipindahkan)

F: Gaya (Gaya yang diperlukan untuk memindahkan beban) gaya berat 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)

Prinsip Kerja

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 cara menghitung besar gaya kuasa untuk mendorong benda melalui bidang miring Perhatikan gambar

 

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?

Penyelesaian :               Diketahui :               B = 2000 N               h= 1,5 m               s = 3 m               Ditanya :               F = ..... ?

 

Jawab :

 Jadi untuk mengangkat beban 2000N diperlukan gaya sebesar 1000 N

Dalam kehidupan sehari-hari prinsip bidang miring digunakan untuk alat bantu kerja misalnya baji dan sekrup :

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.

 

Di zaman sekarang kita sering menggunakan peralatan rumah tangga yang dibuat dalam bentukbaji misalnya :

1. Kapak digunakan untuk membelah atau memotong kayu.

2. pahat digunakan oleh tukang ukir untuk membuat patung

3. Paku digunakan untuk menyambung atau menempelkan benda

4. pisau digunakan untuk memotong

 

Sekrup 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

 

 

Keuntungan Mekanik

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.

 

Katrol

Katrol

Salah satu jenis katrol adalah kerekan. Kerekan umumnya digunakan untuk mengubah gaya dari gaya angkat menjadi gaya tarik

 

Perhatikan gambar berikut ini Untuk mengangkat beban M Jika tidak menggunakan katrol tentu akan lebih sulit karena harus ditarik ke atas, akan tetapi jika menggunakan katrol akan lebih mudah dan terasa lebih ringan karena dibantu oleh berat badan kita.

 

Jenis

Jenis Katrol

Ada 2 jenis katrol, yaitu :

1. Katrol Tetap

2. Katrol Bergerak

 

Katrol Tetap

Pada Katrol Tetap Titik Tumpu terletak pada sumbu katrol artinyaJarak antara Titik Beban ke Titik Tumpu sama dengan jarak antara kuasa ke titik tumpu dengan demikian maka panjang lengan beban sama dengan panjang lengan kuasa

Karena Lengan beban sama dengan Lengan KuasaMaka keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah :

Jadi keuntungan mekanik katrol tetap adalah 1Keuntungan lain dari katrol tetap adalah mengubah arah gaya dari gaya angkat menjadi gaya tarik ke bawah

Untuk menentukan besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban dengan katrol tetap dapat dihitung sebagai berikut :

Beban beratnya 100 N diangkat dengan katrol tetap seperti gambar di sebelah ini. Berapa besar gaya kuasa untuk mengangkat beban tersebut.Berapa keuntungan mekaniknya?Penyelesaian :Diketahui B = 100 N, diangkat dengan katol tetapDitanya F = ....?

Jawab :                     Katrol tetap F = B                     Jadi F = 100 N

                      

 

Katrol Bergerak

Pada katrol bergerak titik tumpu terletak pada tali yang terikat pada tempat tertentu  sedangkan titik beban terletak pada pusat (poros) katrol dan titik kuasa terletak pada tali yang ditarik gaya.Oleh sebab itu maka panjang lengan kuasa adalah 2 kali panjang lengan bebanJadi keuntungan mekanik katrol bergerak adalah 2 kali

Contoh cara menghitung besar gaya untuk mengangkat beban dengan katrol bergerak Perhatikan gambar di bawah ini!

Benda 200 N diangkat dengan katrol bergerak, berapa besar kuasa untuk mengangkat beban tersebutPenyelesaian :Diketahui B = 200 N, diangkat dengan katol bergerakDitanya F = ....?Jawab :            Katrol bergerak Keuntungan mekaniknya = 2 kali,

     

                 

Prinsip Kerja

Prinsip Kerja Katrol

Berdasarkan prinsip katrol, orang menyusun katrol tunggal menjadi beberapa katrol yang bekerja sekaligus. Katrol yang demikian disebut sistem katrol atau katrol berganda

SISTEM KATROL atau KATROL BERGANDA adalah penggabungan beberapa katrol, sehingga mempunyai keuntungan mekanik yang berlipat ganda. Keuntungan Mekanik (KM) katrol ganda adalah sama dengan

banyaknya katrol yang tersusun pada SISTEM KATROL atau dapat juga ditentukan dari banyaknya tali katrol yang mengangkat beban. Sebagai contoh Jika katrol menggunakan tali yang menahan beban berjumlah 6, maka keuntungan mekaniknya adalah 6 kali.  

Berdasarkan prinsip katrol, orang menyusun katrol tunggal menjadi beberapa katrol yang bekerja sekaligus. Katrol yang demikian disebut sistem katrol atau katrol berganda

 

Beban beratnya 400 N diangkat dengan system katrol seperti gambar disebelah. Berapa gaya kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut?Penyelesaian :Pada katrol disebelah jumlah tali yang mengangkat beban berjumlah 4, maka keuntungan mekaniknya adalah 4 kali.

Keuntungan Mekanik

Keuntungan Mekanik Katrol

SISTEM KATROL atau KATROL BERGANDA adalah penggabungan beberapa katrol, sehingga mempunyai keuntungan mekanik yang berlipat ganda. Keuntungan Mekanik (KM) katrol ganda adalah sama dengan banyaknya katrol yang tersusun pada SISTEM KATROL atau dapat juga ditentukan dari banyaknya tali katrol yang mengangkat beban. Sebagai contoh Jika katrol menggunakan tali yang menahan beban berjumlah 6, maka keuntungan mekaniknya adalah 6 kali.  

Berdasarkan prinsip katrol, orang menyusun katrol tunggal menjadi beberapa katrol yang bekerja sekaligus. Katrol yang demikian disebut sistem katrol atau katrol berganda

Beban beratnya 400 N diangkat dengan system katrol seperti gambar disebelah. Berapa gaya kuasa yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut?Penyelesaian :Pada katrol disebelah jumlah tali yang mengangkat beban berjumlah 4, maka keuntungan mekaniknya adalah 4 kali.

Latihan

Tes

Tim

Tim Pengembang untuk materi Pesawat Sederhana

  Penulis : Drs. Ibnu Akil  Pengkaji Materi : Maman Hermana,S.Si.,MT (UNJ)  Pengkaji Media : Drs. Kenthut  Pemimpin Tim : Aryo G. Suropati,ST  Pemrogram : Adie Kurniawan  Pendisain Grafis : Irwan Kustiawan  Pengontrol Kualitas : Wien Roa Irawan, S.Si

Hari ini : 5673 Kemarin : 20065 Minggu ini : 195143 Bulan ini : 351888 Total : 10018381 Copyright © Pustekkom Kemdiknas