4 Jenis Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari

Ketika mendengar kata pesawat mungkin sebagian dari kita akan langsung teringat pada kendaraan yang bisa terbang di udara, yakni pesawat terbang atau pesawat udara. penggunaan istilah pesawat udara juga telah mencakup pesawat terbang dan helikopter. Namun, apakah pesawat terbang tersebut ada hubungannya dengan pesawat sederhana?

Berbeda dengan pesawat terbang yang digunakan sebagai mode transportasi udara, pesawat sederhana pada dasarnya adalah alat yang dapat mempermudah manusia dalam melakukan usaha. Pessawat sederhana berfungsi untuk membuat pekerjaan manusia menjadi lebih mudah, cepat, dan ringan.

Pesawat sederhana digunakan untuk mengangkat dan memindahkan benda berat serta mengurangi jumlah gayanya.

Pesawat sederhana tidak bisa bekerja dengan sendirinya. Untuk dapat bekerja pesawat sederhana memerlukan kuasa untuk menggerakannya. Pada dasarnya pesawat sederhana bekerja dengan melipat gandakan kuasa, mengubah arah gaya kuasa, dan menambah kecepatan usaha.

Pengertian Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah peralatan yang dapat mempermudah manusia dalam melakukan usaha.

Berikut ini beberapa istilah pada pesawat sederhana:

• Titik tumpu, merpuakan titik yang menjadi tumpuan beban dan bersifat tetap.
• Titik beban, merupakan titik yang menjadi tempat melekatnya beban.
• Titik kuasa, merupakan titik atau tempat yang diberikan kuasa.

Jenis-jenis pesawat sederhana

Secara umum pesawat sederhana dibagi menjadi tiga jenis, yaitu pengungkit, bidang miring, dan katrol. Berikut penjelasannya!

1. Pengungkit / Tuas

Pengungkit atau tuas adalah salah satu jenis pesawat sederhana berupa tongkat atau batang keras yang dapat bergerak pada suatu titik yang disebut dengan titik tumpu.

Perhatikan gambar berikut!

Biasanya pengungkit digunakan untuk mengangkat atau memindahkan benda benda berat dengan gaya yang kecil.

Gaya atau usaha yang dilakukan dapat diperkecil dengan cara memperpendek lengan beban. Dengan memperpendek lengan beban maka lengan kuasa akan menjadi lebih panjang, semakin panjang lengan kuasa maka usaha atau gaya yang dibutuhkan menjadi lebih kecil. 

Keterangan:

F = gaya kuasa (N);

w = beban (N);

Lk = lengan kuasa (m); dan

Lb = lengan beban (m).

Secara matematis hunbungan antara F, w, Lk, Lb dapat dirumuskan sebagai berikut:

Jika dilihat berdasarkan letak titik tumpu, titik beban, dan titik kuasanya maka pengungkit dibedakan menjadi 3, yaitu:

A. Pengungkit jenis 1

Pengungkit jenis 1 merupakan jenis pengungkit yang titik tumpunya berada di tengah atau berada diantara titik kuasa dan titik beban. Pengungkit jenis ini merupakan dasar dari pengungkit. Contoh pengungkit jenis 1 adalah jungkat-jungkit, gunting, tang, dan lain sebagainya.

B. Pengungkit jenis 2

Pengungkit jenis 2 merupakan jenis pengungkit yang titik bebannya berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh pengungkit jenis ini adalah gerobak dorong, pembuka tutuo botol, pemecah kemiri, dan lain sebagainya.

C. Pengungkit jenis 3 

Beerbeda dengan kedua jenis pengungkit sebelumnya, pengungkit jenis tiga merupakan jenis pengungkit yang titik kuasa berada di antara titik kuasa dan titik beban. Contoh dari pengungkit jenis 3 adalah alat pancing, pinset, stepler, lengan saat memegang suatu benda, dan lain sebagainya.

Saat menggunakan pengungkit, sebenarnya kamu sudah mendapatkan keuntungan. keuntungan tersebut di sebut dengan keuntungan mekanis. Secara matematis keuntungan mekanis dari pengungkit dapat dirumuskan sebagai berikut:

dengan Km sebagai keuntungan mekanis.

2. Bidang miring

Bidang miring adalah pesawat sederhana berupa papan atau bidang yang di buat miring. Hal tersebut dilakukan dengan tujuan memperkecil usaha saat memindahkan beban yang berat. Semakin landai bidang miring maka usaha atau gaya yang diperlukan semakin kecil. Sebaliknya, jika bidang miring semakin curam maka gaya yang di perlukan akan semakin besar.

Keterangan:

F = gaya (N);

w = beban (N);

h = tinggi papan (m); dan

s = panjang papan (m).

Secara matematis, hubungan antara F, w, h, dan s dapat dirumuskan sebagai berikut:

Contoh peralatan yang memanfaatkan prinsip bidang miring adalah pisau, kapak, sekrup, tangga yang dibuat berkelok-kelok, dan lain sebagainya.

Keuntungan mekanis disaat kamu menggunakan bidang miring dapat dirumuskan sebagai berikut:

3. Katrol

Katrol adalah pesawat sederhana berupa roda beralur yang dikelilingi oleh tali. Prinsip dari katrol adalah mengubah arah kerja gaya, sehingga beban dapat diangkat dengan mudah. Katrol memiliki kesamaan dengan pengungkit, yaitu memiliki titik, kuasa, titik tumpu, dan titik beban. Secara umum katrol dibagi menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut:

A. Katrol tetap

Katrol tetap adalah jenis katrol yang posisinya selalu tetap ketika digunakan.

Berikut gambar katrol tetap:

Berdasarkan gambar diatas, maka O berperan sebagai titik tumpu, B menjadi titik beban, dan A sebagai titik kuasa. Dengan demikian OB sebagai lengan beban dan OA sebagai lengan kuasa. Biasanya katrol jenis ini digunakan untuk mengerek suatu beban, contohnya pengerek timba sumur. Maka keuntungan mekanis dari katrol tetap dapat dirumuskan sebagai berikut:

Besarnya kuasa yang digunakan untuk menarik beban adalah w, maka f = w, oleh karena itu keuntungan mekanis dari katrol tetap adalah 1.

B. Katrol bergerak

Katrol bergerak adalah katrol yang saat digunakan ikut bergerak. Contohnya katrol bebas, yang gambarnya dapat kamu lihat di bawah ini:

Berdasarkan gambar diatas maka B berperan sebagai titik tumpu, O sebagai titik beban, dan A sebagai titik kuasa. Maka dengan demikian BO adalah lengan beban dan BA adalah lengan kuasa. Keuntungan mekanis dari katrol bergerak bernilai 2, karena katrol bergerak di topang oleh 2 tali. Katrol bergerak biasanya digunakan untuk mengangkat adonan semen ke lantai atas saat pembangunan gedung ataupun rumah.

C. Katrol majemuk

Katrol majemuk adalah gabungan dari kedua katrol sebelumnya, yakni katrol tetap dan katrol bergerak. Semakin banyak katrol yang digunakan maka semakin mudah saat digunakan untuk mengangkat suatu beban. Keuntungan mekanis dari katrol majemuk dapat dihitung dengan melihat berapa jumlah tali yang digunakan. Contohnya sebagai berikut:

Pada gambar diatas, katrol majemuk menggunakan 2 katrol bergerak dan 1 katrol tetap. Ketiga katrol tersebut dihubungkan oleh sebuah tali yang di bentuk mejadi 3 lilitan tali, yakni 1, 2, dan 3, oleh karena itu  keuntungan mekanik yang di dapat dari katrol majemuk pada gambar di atas adalah 3.

4. Roda berporos

Roda berporos adalah salah satu jenis pesawat sederhana berupa roda yang dihubungkan dengan poros yang dapat berputar bersama-sama. Biasanya roda berporos digunakan untuk memindahkan suatu benda dengan mudah dan memperkecil gaya geseknya. Contoh dari roda berporos adalah setir pada mobil, roda mobil, roda gerobak, dan lain sebagainya.

Keuntungan mekanis dari roda berporos dapat dirumuskan sebagai berikut:

Nah, itulah pembahasan mengenai 4 jenis pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari, dengan adanya pesawat sederhana pekerjaan kita bisa menjadi lebih mudah.

Referensi:

Artikel berjudul "Mengenal Ragam Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari" diakses pada 15 Agustus 2020, dari https://www.kelaspintar.id/blog/tips-pintar/mengenal-ragam-pesawat-sederhana-dalam-kehidupan-sehari-hari-4203/

Artikel berjudul "Pesawat Sederhana – Fisika Kelas 8" diakses pada 15 Agustus 2020, dari https://www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/pesawat-sederhana-fisika-kelas-8/