PESAWAT SEDERHANA
Alat Yang 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:
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 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 )
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 dorong
2. Pembuka botol
3. 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 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 :
KM = = Jadi keuntungan mekaniknya adalah 4 kali
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 kehidupan sehari-hari prinsip bidang miring digunakan untuk alat bantu kerja misalnya baji dan sekrup :
Baji
Baji 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 bentuk baji misalnya :
Kapak digunakan untuk membelah atau memotong kayu.
pahat digunakan oleh tukang ukir untuk membuat patung
Paku digunakan untuk menyambung atau menempelkan benda
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 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
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.
Pesawat Sederhana
Pesawat sederhana adalah alat sederhana yang dipergunakan untuk mempermudah manusia melakukan usaha.
Pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya dibedakan menjadi : tuas/pengungkit, bidang miring, katrol dan roda berporos/roda bergandar. Pesawat sederhana mempunyai keuntungan mekanik yang didapatkan dari perbandingan antara gaya beban dengan gaya kuasa sehingga memperingan kerja manusia. Untuk lebih jelasnya mari kita bahas satu per satu.
Pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya dibedakan menjadi : tuas/pengungkit, bidang miring, katrol dan roda berporos/roda bergandar. Pesawat sederhana mempunyai keuntungan mekanik yang didapatkan dari perbandingan antara gaya beban dengan gaya kuasa sehingga memperingan kerja manusia. Untuk lebih jelasnya mari kita bahas satu per satu.
a. Tuas/Pengungkit
Tuas/pengungkit berfungsi untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda yang berat.
Bagian-bagian pengungkit:
Tuas/pengungkit berfungsi untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda yang berat.
Bagian-bagian pengungkit:
A = titik kuasa
T = titik tumpu
B = titik beban
F = gaya kuasa (N)
w = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)
T = titik tumpu
B = titik beban
F = gaya kuasa (N)
w = gaya beban (N)
lk = lengan kuasa (m)
lb = lengan beban (m)
Jenis-jenis tuas:
1) Tuas Jenis pertama
Yaitu tuas dengan titik tumpu berada diantara titik beban dan titik kuasa.
Contoh : pemotong kuku, gunting, penjepit jemuran, tang
1) Tuas Jenis pertama
Yaitu tuas dengan titik tumpu berada diantara titik beban dan titik kuasa.
Contoh : pemotong kuku, gunting, penjepit jemuran, tang
2) Tuas Jenis kedua
Yaitu tuas dengan titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa.
Contoh : gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka tutup botol. i
Yaitu tuas dengan titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa.
Contoh : gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka tutup botol. i
3) Tuas Jenis ketiga
Yaitu tuas dengan titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban.
Contoh :sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir.
Yaitu tuas dengan titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban.
Contoh :sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir.
Keuntungan Mekanik Tuas
Keuntungan mekanik pada tuas adalah perbandingan antara gaya beban (w) dengan gaya kuasa (F), dapat dituliskan sebagai :
KM = w/F atau KM = lk/lb
Keuntungan mekanik pada tuas bergantung pada masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, maka keuntungan mekaniknya akan semakin besar.
Keuntungan mekanik pada tuas adalah perbandingan antara gaya beban (w) dengan gaya kuasa (F), dapat dituliskan sebagai :
KM = w/F atau KM = lk/lb
Keuntungan mekanik pada tuas bergantung pada masing-masing lengan. Semakin panjang lengan kuasanya, maka keuntungan mekaniknya akan semakin besar.
b. Bidang Miring
Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring.
Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring.
Bagian-bagian bidang miring:
Prinsip Kerja Bidang Miring
Keuntungan mekanik bidang miring
Keuntungan mekanik 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 mekanik bidang miring dirumuskan dengan perbandingan antara panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).
KM = l/h
Keuntungan mekanik 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 mekanik bidang miring dirumuskan dengan perbandingan antara panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).
KM = l/h
Pemanfaatan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari terdapat pada tangga dan jalan di daerah pegunungan.
c. Katrol
Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi tiga, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.
1) Katrol tetap
Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu.
Contoh : katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba
Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi tiga, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.
1) Katrol tetap
Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu.
Contoh : katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba
Keuntungan mekanik
Pada katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 1, artinya besar gaya kuasa sama dengan gaya beban.
Pada katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 1, artinya besar gaya kuasa sama dengan gaya beban.
2) Katrol bebas
Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah. Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.
Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah. Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.
Keuntungan mekanik
Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 2, artinya besar gaya kuasa sama dengan setengah dari gaya beban.
Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 2, artinya besar gaya kuasa sama dengan setengah dari gaya beban.
3) Katrol majemuk /takal
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 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.
Keuntungan mekanik
Keuntungan mekanik pada katrol majemuk adalah sejumlah tali yang digunakan untuk mengangkat beban.
Keuntungan mekanik pada katrol majemuk adalah sejumlah tali yang digunakan untuk mengangkat beban.
d. Roda Berporos/roda bergandar
Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. 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.
Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. 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.
SUMBER 3
Pesawat Sederhana – Untuk mempelajari Pesawat Sederhana sebainya Anda sudah sangat paham dengan baik tentangUsaha dalam Fisika dan Hubungan antara Usaha dan Energi karena materi ini keterkaitan yang sangat erat.
Setiap hari kamu pasti selalu melakukan usaha. Ada yang mudah dan ada pula yang sulit. Oleh karena itu, kadangkadang 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
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.
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 merupakan alat yang sering digunakan orang untuk memindahkan sebuah batu yang berat. Berat beban yang akan diangkat disebut gaya beban (
) dan gaya yang digunakan untuk mengangkat batu atau beban disebut gaya kuasa (
). Jarak antara penumpu dan beban disebut lengan beban (
) dan jarak antara penumpu dengan kuasa disebut lengan kuasa (
).
Hubungan antara besaran-besaran tersebut menunjukkan bahwa perkalian gaya kuasa dan lengan kuasa (
) sama dengan gaya beban dikalikan dengan lengan beban (
). Artinya besar usaha yang dilakukan kuasa sama dengan besarnya usaha yang dilakukan beban. Oleh sebab itu, pada tuas berlaku persamaan sebagai berikut.
dengan:
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.
Contoh Soal
Sebuah pengungkit dengan panjang 3 m digunakan untuk mengangkat batu yang beratnya 2.000 N. Jika panjang lengan kuasa 2,5 m, hitunglah:
a. gaya kuasa yang harus diberikan untuk mengangkat batu;
b. keuntungan mekanis tuas.
Penyelesaian:
Diketahui:
l = 3 m
Ditanya:
a. gaya kuasa
b. keuntungan mekanis
Jawab:
a. 
b. Keuntungan Menkanis
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.
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
b. Katrol Tunggal Bergerak
c. Katrol Majemuk atau Katrol Berganda
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
