PESAWAT SEDERHANA IPA KELAS 5 SD

Pesawat Sederhana : Tuas dan Bidang Miring

Banyak kehidupan sehari-hari yang tampak biasa-biasa saja, tetapi tidak seperti itu bagi seorang saintis. Kejadian-kejadian tersebut selalu saja menimbulkan pertanyaan-pertanyaan. Sebagai contoh, ketika kamu ingin mencabut paku yang tertancap di dinding, kamu akan sulit bahkan tidak mampu melakukannya tanpa bantuan alat. Jika kamu menggunakan catut, pekerjaan itu akan mudah dilakukan. Mengapa mencabut paku dengan catut terasa lebih mudah? Mengapa dayung dapat menggerakkan perahu dengan tenaga yang tidak terlalu besar? Jawaban dari pertanyaan-pertanyaan ini akan kamu temukan dalam artikel berikut ini.

Pesawat sederhana sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Dengan bantuan alat-alat tersebut, pekerjaan manusia akan terasa lebih mudah. Jadi, dapat dikatakan bahwa pesawat sederhana adalah alat-alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan.

Keuntungan pesawat sederhana:

• Pesawat memudahkan kerja/usaha dengan mengubah besar gaya yang kamu kerahkan, arah gaya, atau keduanya
• Mengatasi Gravitasi dan Gesekan
• Menghemat waktu

JENIS-JENIS PESAWAT SEDERHANA

Pesawat sederhana yang kita jumpai dalam jehidupan sehari-hari ada 4 macam, yaitu: Pengungkit/ Tuas, Bidang Miring, Katrol dan Roda bergigi, Namun dalam artikel ini akan kami bahas pesawat sederhana Pengungkit/ Tuas dan Bidang Miring. 

Pengungkit/Tuas

Tuas merupakan 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.

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.

Beberapa istilah pada tuas dan pengelompokan jenis tuas adalah sebagai berikut:

1. Tuas Jenis Pertama

Rumus : B-T-K atau K-T-B

Pengungkit ini, dengan tumpuan terletak antara gaya kuasa dan gaya beban, biasanya digunakan untuk melipatkan gaya. Jika gaya kuasa dikenakan pada lengan yang lebih pendek pada pengungkit, pengungkit itu dapat juga digunakan untuk melipatkan jarak.

Contohnya : gunting, palu dan sebagainya

2. Tuas jenis kedua

Rumus: T – B – K atau K-B-T

Beban terletak antara gaya kuasa dan tumpuan. Pengungkit ini selalu melipatkan gaya.

Contoh: Gerobak dorong, Pembuka botol,  pemecah biji

 

 3. Tuas jenis ketiga

Rumus: B – K – T atau T-K-B

Gaya kuasa terletak di antara gaya beban dan tumpuan. Lengan kuasa selalu lebih pendek daripada lengan beban, sehingga pengungkit ini tidak dapat melipatkan gaya dan keuntungan mekaniknya selalu kurang dari satu.

contohnya: penjepit, pinset, tangan memegang beban, dsb.

  

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.

Dalam bidang miring berlaku sebagai berikut:

• Makin landai bidang miring, maka makin kecil gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih panjang.
• Makin curam suatu bidang miring, maka makin besar gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih pendek.

Bidang miring ada dua jenis:

1. Baji

Baji adalah pesawat sederhana yang prinsip kerjanya sama dengan bidang miring. Baji merupakan dua bidang miring yang disatukan. Baji terbuat dari bahan keras, misalnya besi atau baja. Baji digunakan untuk membelah kayu, membelah batu, atau benda keras lainnya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang dilakukan.

Contoh : Kapak, pisau, dan pahat

  

2. Sekrup

Sekrup adalah bidang miring yang diputarkan pada tabung secara spiral. Jika kamu mengamati sebuah sekrup, kamu akan lihat uliran berupa bidang miring yang bergerak dari ujung sekrup hingga dekat puncaknya. Saat kamu memutar sekrup, uliran seolah-olah menarik sekrup ke dalam kayu. Sebenarnya, bidang miring pada sekrup itu bergeser melalui kayu.

Contoh : dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.

Pesawat Sederhana : Katrol dan Roda Berporos

Pesawat sederhana yang kita jumpai dalam jehidupan sehari-hari ada 4 macam, yaitu: Pengungkit/ Tuas, Bidang Miring, Katrol dan Roda bergigi. Pada posting sebelumnya kita telah mempelajari tentang Pengungkit/ Tuas yaitu pesawat sederhana yang dibuat dari sebatang benda yang keras (seperti balok kayu, batang bambu, atau batang logam) yang digunakan untuk mengangkat atau mencongkel bendan serta mempelajari bidang miring yang merupakan alat yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan miring. Pada artikel berikut ini akan membahas pesawat sederhana lainnya yaitu Katrol dan Roda bergigi

Katrol

Katrol adalah roda beralur dengan sebuah tali atau rantai yang lewat pada alur itu. Katrol berfungsi untuk memudahkan kita dalam melakukan kerja.

Ada 3 jenis katrol, yaitu :

1. Katrol Tetap : Sitem katrol tetap katrolnya tidak bergerak naik turun
2. Katrol Bergerak : Sistem katrol bergerak ada bagian katrol yang bergerak naik turun bersama beban
3. Katrol majemuk : Sistemnya merupakan gabungan katrol tetap dan katrol bergerak

Katrol tetap

Katrol tetap, seperti yang digunakan orang pada puncak tiang bendera, dapat mengubah arah gaya kuasa. Ketika kamu menarik ke bawah pada lengan kuasanya dengan tali, katrol itu menaikkan benda yang dihubungkan dengan lengan beban. Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1 (satu). Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa.

Pada Katrol Tetap Titik Tumpu terletak pada sumbu katrol artinya Jarak 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 Kuasa, Maka keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah:

Jadi keuntungan mekanik katrol tetap adalah 1

Keuntungan lain dari katrol tetap adalah mengubah arah gaya dari gaya angkat menjadi gaya tarik ke bawah.

Katrol bebas

Katrol bebas dikaitkan pada beban yang hendak diangkat. Tidak seperti katrol tetap, katrol bebas melipatkan gaya. Oleh karena itu keuntungan mekaniknya lebih besar daripada 1. Pada kenyataannya, keuntungan mekanik katrol bebas tunggal sama dengan 2. Ini berarti gaya kuasa 1N akan mengangkat beban 2N. Sesuai dengan hukum kekekalan energi, jarak kuasa-nya harus dua kali lebih besar dari jarak beban.

Katrol ini dalam keseharian sering digunakan untuk mengangkat barang-barang pada tukang bangunan bertingkat tinggi

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 beban. Jadi keuntungan mekanik katrol bergerak adalah 2 kali.

Katrol majemuk

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 beserta bergeraknya katrol bebas ke atas.

Katrol majemuk ini jika digunakan akan memberikan gaya yang lebih kecil dibandingkan dengan katrol bebas dan katrol tetap.

Katrol juga merupakan sebuah pengungkit

Perhatikan Gambar diatas. Bekerjanya katrol mirip dengan pengungkit jenis pertama, namun menggunakan tali sebagai batang. Sumbu katrol berfungsi seperti tumpuan. Dua sisi katrol berlaku sebagai lengan kuasa dan lengan beban.

Roda Berporos

Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama.

Kegunaan:

• untuk menggeser benda agar lebih ringan
• memperkecil gaya gesek antara dua benda

Pada Roda berporos, Gaya kuasa biasanya dikerahkan kepada roda yang besar, atau roda. Roda yang lebih kecil, yang disebut poros, mengerjakan gaya beban. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.