Pesawat Sederhana

Pada tubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana. Prinsip-prinsip tersebut kemudian ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia.

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 di mana: W = Usaha (Joule)   F = Gaya   (Newton)   S = Jarak  (Meter)

Usaha dapat bernilai nol apabila gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat. Besarnya usaha yang dilakukan per satuan waktu disebut dengan daya atau power (P). Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut. di mana: P  = Daya    (Watt)  W = Usaha  (Joule)   t  = Waktu  (Sekon)

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.

Pesawat sederhana terdiri dari :

1.      Katrol

Katrol dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

Katrol tetap berfungsi untuk mengubah gaya. Contohnya terdapat pada timba air, jika tali yang terhubung pada katrol ditarik ke bawah, maka secara otomatis timba berisi air akan terkerek ke atas. Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1. Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa atau dengan kata lain gaya kuasa sama dengan gaya beban.

Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya beban. Kedudukan katrol bebas berubah dan tidak dipasang di tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditemukan di pelabuhan yang digunakan untuk mengangkat peti kemas. Keuntungan mekanik dari katrol bebas lebih besar dari 1. Pada kenyataannya nilai keuntungan mekanik dari katrol bebas tunggal adalah 2. Hal ini berarti bahwa gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban 2 N.

Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk digunakan agar gaya kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil. Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanik dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban.

2.      Roda Berporos

Roda berporos adalah pesawat sederhana yang memiliki dua roda dengan ukuran  berbeda yang berputar bersamaan. Gear pada sepeda adalah salah satu contoh pesawat sederhana yang tergolong roda berporos. Gaya kuasa biasanya bekerja pada roda yang besar, gaya beban bekerja pada roda  yang lebih kecil. Roda berporos memiliki fungsi untuk mempercepat gaya. Selain gear sepeda, contoh penerapan pesawat sederhana jenis roda berporos adalah kursi roda, mobil, dan sepatu roda.

3.      Bidang Miring

Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. . Contoh dari bidang miring adalah tangga, sekrup, dan pisau. Keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan membagi jarak kuasa dengan jarak beban

KM = Gaya beban : Gaya kuasa

KM = Panjang benda miring : ketinggian

KM = (Keuntungan Mekanik)

4.      Pengungkit

Pengungkit merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya.

Berikut ini adalah jenis jenis pengungkit

a.      Pengungkit Jenis Pertama

Tuas jenis pertama merupakan tuas dimana titik tumpunya berada di tengah, yaitu antara beban dan kuasa. Contoh alat-alat yang termasuk dalam tuas jenis ini diantaranya: gunting, jungkat-jungkit, tang, linggis, timbangan, dan pemotong kuku.

b.      Pengungkit Jenis Kedua

    Tuas jenis ini merupakan sebuah tuas yang bebannya terletak di antara titik tumpu dan kuasa. Bebebrapa alat yang termasuk tuas jenis ini diantaranya pisau, pemotong kertas, gerobak beroda satu, pemecah kemiri dan pembuka botol.

c.       Pengungkit Jenis Ketiga

  Tuas jenis ini merupakan tuas yang posisi kuasa-nya  berada di antara titik tumpu dan beban. Contoh peralatan yang  termasuk tuas jenis ini ialah lengan tangan kita, sekop pasir, pinset, penjepit roti, penjepit es, dan lain-lain.




Agar kita dapat mengetahui besar gaya yang dilipatgandakan oleh pengungkit maka kita harus menghitung keuntungan mekaniknya. Cara menghitung keuntungan mekaniknya dengan membagi panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa. Panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban.