Rabu, 28 Agustus 2019

manfaat pesawat sederhana pada kehidupan manusia

Kegunaan Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari Hari


Pengertian Pesawat Sederhana Setiap hari kamu pasti selalu melakukan usaha. Ada yang mudah dan ada pula yang sulit. Oleh karena itu, kadang-kadang kamu memerlukan suatu alat sederhana yang dapat membantumu melakukan usaha. Alat itu disebut dengan pesawat sederhana. Misalnya, kamu akan menancapkan paku pada kayu, tentu akan sulit tanpa palu. Begitu pula ketika kamu akan membuka baut, akan kesulitan apabila tanpa bantuan kunci pembukanya. Pesawat sederhana banyak sekali jenisnya dan semuanya dibuat untuk memudahkan kamu melakukan usaha. Prinsip kerja pesawat sederhana dikelompokkan menjadi beberapa bagian, di antaranya tuas, katrol, dan bidang miring. Marilah kita bahas satu persatu.

Pesawat Sederhana
1. Tuas
Beberapa anak yang sedang bermain jungkat-jungkit. Jungkat-jungkit adalah sejenis pesawat sederhana yang disebut pengungkit atau tuas. Tuas memiliki banyak kegunaan, di antaranya adalah untuk mengangkat atau memindahkan benda yang berat.
Tuas yang digunakan orang untuk memindahkan sebuah batu yang berat. Berat beban yang akan diangkat disebut gaya beban (Fb) dan gaya yang digunakan untuk mengangkat batu atau beban disebut gaya kuasa (Fk). Jarak antara penumpu dan beban disebut lengan
beban (lb) dan jarak antara penumpu dengan kuasa disebut lengan kuasa (lk).

Hubungan antara besaran-besaran tersebut menunjukkan bahwa perkalian gaya kuasa dan lengan kuasa (Fklk) sama dengan gaya beban dikalikan dengan lengan beban (Fblb). Artinya besar usaha yang dilakukan kuasa sama dengan besarnya usaha yang dilakukan beban. Oleh sebab itu, pada tuas berlaku persamaan sebagai berikut:
Fk.lk = Fb.lb dengan:
Fk = gaya kuasa (N)
Fb = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)

Keuntungan pada pesawat sederhana disebut Keuntungan Mekanis (KM). Secara umum keuntungan mekanis didefinisikan sebagai perbandingan gaya beban dengan gaya kuasa sehingga keuntungan mekanis pada tuas atau pengungkit bergantung pada panjang masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, semakin besar keuntungan mekanisnya. Secara matematis keuntungan mekanis ditulis sebagai berikut:

Berdasarkan letak titik tumpunya, tuas atau pengungkit diklasifikasikan menjadi tiga golongan, yaitu sebagai berikut:
a. Tuas Golongan Pertama
Titik tumpu berada di antara titik beban dan titik kuasa. Contohnya gunting, tang, pemotong, gunting kuku, dan linggis.
b. Tuas Golongan Kedua
Titik beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh tuas jenis ini, di antaranya adalah gerobak beroda satu, pemotong kertas, dan pelubang kertas.
c. Tuas Golongan Ketiga
Titik kuasa berada di antara titik tumpu dan titik beban. Contoh tuas jenis ini adalah lengan, alat pancing, dan sekop.


Pesawat Sederhana
2. Katrol
Katrol digunakan untuk mengambil air atau mengangkat beban yang berat. Katrol merupakan pesawat sederhana yang dapat memudahkan melakukan usaha. Katrol dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu katrol tetap, katrol bergerak, dan katrol berganda.

a. Katrol Tetap
Bagian-bagian katrol tetap diperlihatkan pada gambar berikut:

keterangan:
Fb = gaya beban
Fk = gaya kuasa
lb = AO = lengan beban
lk = OB = lengan kuasa

Katrol berfungsi untuk membelokkan gaya sehingga berat beban tetap sama dengan gaya kuasanya tetapi dapat dilakukan dengan mudah. Keuntungan mekanis katrol tetap sama dengan satu. Katrol tetap digunakan untuk menimba air.
Fk.lk = Fb.lb
Oleh karena
lk = lb
Fk = Fb
sehingga keuntungan mekanisnya adalah 1
b. Katrol Tunggal Bergerak
Prinsip katrol tunggal bergerak hampir sama dengan tuas jenis kedua, yaitu titik beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Dengan demikian, berlaku persamaan sebagai berikut: lk = 2 lb
Jadi, keuntungan mekanis katrol tunggal bergerak adalah 2

c. Katrol Majemuk atau Katrol Berganda
Manusia selalu berusaha mencari tahu bagaimana caranya agar benda-benda yang relatif besar dan berat dapat diangkat dengan kerja yang dilakukan lebih mudah. Dengan prinsip katrol bergerak, hal tersebut mudah dilakukan. Katrol majemuk merupakan gabungan dari beberapa katrol sehingga kerja yang dilakukan semakin mudah.

Keuntungan mekanis dari katrol majemuk bergantung pada banyaknya tali yang dipergunakan untuk mengangkat beban. Pada Gambar di bawah ini dapat kamu lihat empat tali digunakan untuk mengangkat beban. Jadi, keuntungan mekanisnya sama dengan 4. Jika kamu akan mengangkat beban 100 N, cukup dengan gaya 25 N saja benda sudah terangkat.

Hasil gambar untuk manfaat pesawat sederhana pada kehidupan sehari hari
Pesawat Sederhana
3. Bidang Miring
Ketika di pasar, mungkin kamu pernah melihat orang yang sedang menaikkan drum berisi minyak ke atas sebuah truk. Pesawat sederhana apakah yang mereka gunakan? Bidang miring merupakan alat yang sangat efektif untuk memudahkan kerja.

Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan. Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).

Dalam kehidupan sehari-hari, penggunaan bidang miring terdapat pada tangga, lereng gunung, dan jalan di daerah pegunungan. Semakin landai tangga, semakin mudah untuk dilalui. Sama halnya dengan lereng gunung, semakin landai lereng gunung maka semakin mudah untuk menaikinya, walaupun semakin jauh jarak tempuhnya. Jalan-jalan di pegunungan dibuat berkelok-kelok dan sangat panjang. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan keuntungan mekanis yang cukup besar agar kendaraan dapat menaikinya dengan mudah.

a. 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.

b. Sekrup
Sekrup adalah alat yang digunakan untuk memudahkan kerja. Sekrup merupakan bidang miring yang dililitkan pada sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak antara ulir-ulir lilitan sekrup disebut interval sekrup. Untuk membuktikan bahwa sekrup merupakan penerapan bidang miring, kamu bisa mempraktikkan cara berikut. Buatlah bidang miring dengan kertas, lalu gulung kertas tersebut pada sebuah pensil. Bagaimanakah hasilnya?
Pesawat sederhana yang sering kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari yang prinsip kerjanya berdasarkan sekrup adalah dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.


pesawat sederhana

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.

Jenis-Jenis Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana dibedakan menjadi 4 macam, yaitu tuas (pengungkit), katrol, bidang miring dan roda bergandar (roda berporos). Berikut ini merupakan jenis-jenis pesawat sederhana.

Tuas (Pengungkit)

Jungkit-jungkit merupakan pesawat sederhana yang menggunakan prinsip tuas. Contoh lain dari tuas adalah gunting, pembuka kaleng atau botol, tang, cetekan kuku, pembolong kertas. Persamaan tuas adalah :
Pengertian Pesawat Sederhana | Jenis-Jenis dan Contohnya !
Keterangan :
Fk = gaya kuasa (N)
Lb = lengan beban (m)
Fb = gaya beban atau berat benda (N)
Lb = lengan beban
Perbandingan antara berat benda (W) dengan kuasa (F) disebut dengan keuntungan mekanis (M).
M = w/F
Keuntungan mekanis tuas juga dapat dihitung dengan persamaan M = lk/lb
Tuas hanya digunakan untuk mempermudah usaha, tidak untuk mengurangi usaha yang dilakukan. Berdasarkan letak titik tumpu, titik beban, dan titik kuasa, tuas dibedakan menjadi 3 jenis, yaitu :
Tuas Jenis I
Tuas jenis I adalah tuas dengan titik tumpu diantara titik beban dan titik kuasa. Contoh peralatan atau pesawat sederhana yang termasuk tuas jenis I adalah tang, gunting, catut, jungkit-jungkit, dan neraca.
Pengertian Pesawat Sederhana | Jenis-Jenis dan Contohnya !
Tuas Jenis II
Tuas jenis II adalah tuas dengan titik beban diantara titk tumpu dan titik kuasa. Contoh peralatan atau pesawat sederhana yang menggunakan jenis ini adalah gerobak beroda satu, pelubang kertas, pemotong pelat logam, dan pemotong kertas.
Pengertian Pesawat Sederhana | Jenis-Jenis dan Contohnya !
Tuas Jenis III
Tuas jenis III adalah tuas dengan titik kuasa diantara titk tumpu dan titik beban. Contoh peralatan atau pesawat sederhana yang menggunakan jenis tuas jenis III adalah lengan, sekop, stapler, penjepit roti, dan pinset.
Pengertian Pesawat Sederhana | Jenis-Jenis dan Contohnya !

Katrol

Katrol digunakan untuk mempermudah dalam mengangkat beban. Berdasarkan prinsip kerjanya ada 3 jenis katrol, yaitu katrol tetap, katrol bergerak, dan katrol takal.
Katrol Tetap
Katrol tetap dapat dianggap sebagai tuas yang memiliki lengan baban dan lengan kuasa sama panjang. Contoh katrol tetap adalah katrol yang digunakan untuk mengambil air disumur.
Pada katrol tetap tidak ada keuntungan mekanis, ada keuntungan arah gaya.
M = w/F = 1
Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat benda mempunyai arah kebawah. Oleh karena itu, pekerjaan terasa lebih mudah dilakukan jika dibandingkan dengan arah gaya keatas.
Katrol Bergerak
Katrol bergerak memiliki prinsip yang sama dengan tuas yang mempunyyai titik beban diantara titik tumpu dan titik kuasa. Perhatikan gambar berikut.
Pengertian Pesawat Sederhana | Jenis-Jenis dan Contohnya !
Titik A disebut titik tumpu, B titk beban, dan C titik kuasa. Jarak BA disebut lengan beban (lb) dan jarak CA disebut lengan kuasa (lk).
Keuntungan mekanis katrol bergerak adalah 2. Keuntungan mekanis katrol bergerak juga dapat ditemukan dengan melihat banyaknya tali yang menggantung (yang menahan beban) pada katrol bergerak tersebut.
Katrol Takal
Takal adalah katrol majemuk yang terdiri atas katrol-katrol tetap dan katrol-katrol bergerak. Keuntungan mekanis katrol majemuk tergantug pada benyak tali yang digunakan untuk mengangkat beban. Perhatikan gambar katrol takal berikut.

Pengertian Pesawat Sederhana | Jenis-Jenis dan Contohnya !

Bidang Miring

Bidang miring pada umumnya digunakan untuk memindahkan barang dari tempat rendah ketempat yang lebih tinggi atau sebaliknya. Misalnya, memindahkan barang dari lantai keatas truk.
Rumus untuk mencari bidang miring adalah :
Keterangan :
S = panjang bidang miring atau papan (meter)
h = tinggi bidang miring dari tanah (meter)
Contoh pesawat sederhana berdasarkan bidang miring adalah obeng, paku, sekrup, paku ulir, dan baut. Keuntungan mekanis (M) pada bidang miring adalah M = s/h

Roda Bergandar (Roda Berporos)

Roda bergandar terdiri dari sebuah roda atau alat pemutar yang dihubungkkan dengan sebuah gandar yang dapat berputar bersama-sama. Contoh roda bergandar antara lain adalah setir mobil, roda sepeda, dan gerinda. Oleh keliling rida lebih besar daripada keliling gandar, diperoleh keuntungan mekanis berwujud gaya. Keuntungan mekanik roda bergandar adalah :
M = jari-jari roda/jari-jari gandar

Contoh Soal Pesawat Sederhana

1. Andi ingin mengangkat sebuah beban dengan memakai katrol tunggal bergerak. Jika berat beban 4.000 N, maka besar gaya yang harus diberikan Anda yaitu?
Penyelesaian:
Diketahui:
w = 4.000 N
KM= 2
Ditanya: F…?
Jawab
Katrol tunggal memiliki fungsi mengalihkan gaya tetapi tidak mengubah arah gaya. Keuntungan mekanik katrol bergerak yakni 2, rumus keuntungan mekanik yakni:
Keterangan:
KM = Keuntungan mekanik
w  = Beban berat (N)
F  = Gaya/kuasa (N)
lf = Lengan kuasa (m)
lw = Lengan beban (m)
Dari soal diatas, didapat:
KM = w/F
2  = w/F
2F = w
2F = 4.000 N
F  = 4.000/2
F  = 2.000 N
Jadi gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut yaitu sebesar 2.000 N.
2. Andini ingin memindahkan benda dengan memakai bidang miring yang panjangnya 12 m. Jika berat bebang 800 N dan tinggi bidang miring 3 m maka besar kuasa yang harus diberikan Andidi adalah?
Penyelesaian:
Diketahui:
w = 800 N
l = 12 m
h = 3 m
Ditanya: F…?
Jawab
Keuntungan mekanis:
KM = l/h
KM = 12/3
KM = 4
Maka:
KM = w/F
4  = 800/F
4F = 800
F  = 800/4
F  = 200 N
Jadi besar kuasa yang harus diberikan Andini adalah 200 N.

https://id.wikipedia.org › wiki › Pesawat_sederhana
https://www.sumberpengertian.id/peederhanangertian-pesawat-s

USAHA

Usaha adalah suatu gaya yang dilakukan pada sebuah benda dan menyebabkan benda itu bergerak. Usaha yang dilakukan sebanding dengan besarnya gaya dan perpindahan. Dalam kehidupan sehari-hari, kita tentu membutuhkan tenaga yang cukup besar untuk melakukan kegiatan. Misalnya, mendorong meja dan lemari agar berpindah tempat. Kegiatan semacam ini disebut usaha. Untuk lebih jelasnya, perhatikanlah uraian berikut.
Advertisment
Usaha Kelas 8

Usaha

Kita telah mengetahui bahwa benda dapat bergerak karena adanya gaya. Suatu gaya yang dilakukan pada sebuah benda dan menyebabkan benda itu bergerak disebut usaha. Bahasan tentang usaha inilah yang akan kita pelajari sekarang.

Rumus Usaha

Dalam fisika, usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dan perpindahan benda. Satuan usaha dalam SI adalah Joule (J). Secara matematis, usaha dirumuskan sebagai :
W = Fs
dengan:
W = usaha (Joule, J)
F = gaya (N)
s = perpindahan (m)
Usaha sebesar 1 Joule dilakukan apabila gaya sebesar 1 Newton memindahkan benda sejauh 1 meter.
Satuan usaha adalah Joule atau erg. Satu Joule adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 Newton untuk menimbulkan perpindahan 1 meter. Jadi, 1 J = 1 N * 1 m = 1 Nm.
Satu erg adalah usaha yang dilakukan oleh gaya 1 dyne untuk menimbulkan perpindahan 1 cm. Jadi, 1 erg = 1 dyne * 1 cm = 1 dn cm. Berapa ergkah 1 Joule itu?

Tabel Sistem Satuan Usaha

Tabel Sistem Satuan UsahaTabel Sistem Satuan Usaha

Contoh Soal Materi Usaha

1. Dalam kegiatan beres-beres kelas, Dito telah berhasil menggeser sebuah lemari sejauh 5 m dibantu dua orang temannya, Budi dan Arto. Jika gaya yang diberikan Dito adalah 10 N, Budi sebesar 20 N, dan Arto sebesar 15N, berapakah besar usaha yang telah mereka lakukan?
Penyelesaian:
Diketahui : s = 5 m ; F1 = 10 N ; F2 = 20 N ; F3 = 15 N.
Ditanya : W ?
Jawab:
Usaha dikerjakan oleh tiga orang, maka:
ΣF = F1 + F2 + F3 = (10 + 20 + 15) N = 45 N
sehingga W = ΣFs = 45 N ⋅ 5 m = 225 N/m = 225 J
Jadi, usaha yang dilakukan oleh Dito, Budi, dan Arto untuk menggeser meja adalah sebesar 225 N.
2. Handoko mendorong meja dengan gaya 90 N sehingga meja berpindah sejauh 4 m. Berapa usaha yang dilakukan Handoko?
Diketahui: F = 90 N; s = 4 m
Ditanya: W = …?
Jawab:
W = F s
= 90 N ×4 m
= 360 Nm = 360 Joule
Jadi, usaha yang dilakukan Handoko sebesar 360 Joule.



Jenis- jenis Usaha
A. Usaha Positif

Pengertian usaha positif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak searah dengan gaya.

W = F x s

Untuk contoh gambar usaha positif adalah sebagai berikut:
Usaha Positif
Contoh Usaha Positif

B. Usaha Negatif

Pengertian Usaha Negatif adalah usaha yang dilakukan gaya pada suatu benda dan benda tersebut bergerak berlawanan dengan arah gaya tersebut.


W = -F x s

Untuk contoh gambar usaha negatif adalah sebagai berikut:
Keterangan = fg adalah gaya gesekan

Usaha yang dilakukan oleh gaya gesek (fg) pada suatu benda disebut sebagai usaha negatif.

C. Usaha Nol

Pengertian usaha nol adalah usaha yang terjadi apabila arah gaya tegak lurus dengan arah perpindahan. Besarnya usaha yang dilakukan adalah nol.

W = 0

Sebagai contoh adalah seseorang membawa benda dengan menggunakan tangan, ini berarti bahwa arah gaya untuk menahan benda adalah ke atas, kemudian orang tersebut berjalan ke depan  berarti arah gaya adalah tegak lurus arah gerak.

D. Usaha oleh Beberapa Gaya

Pengertian dari usaha ini adalah suatu usaha yang dilakukan beberapa gaya sehingga benda akan berpindah sejauh s sama dengan jumlah usaha oleh tiap-tiap gaya.

Rumus :

W = (F-fg).s

https://fisikazone.com › Fisika SMP › Kelas VIII

Kamis, 01 Agustus 2019

Langganan: Postingan (Atom)