PESAWAT SEDERHANA DAN JENISNYA DALAM ILMU FISIKA SERTA PENERAPAN DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI.

Ilmu pengetahuan di era sekarang semakin berkembang dengan pesat dan begitu cepat. Tanpa kita sadari, perkembangan itu semakin membawa kehidupan manusia menjadi begitu gampang dan mudah dalam melakukan sesuatu. Contoh kecilnya saja, kita bepergian ke mana saja sudah begitu mudah untuk kita lakukan. Tidak seperti jaman dulu, ketika akses jalan di banyak tempat masih sangat minim. Seperti kurangnya kendaraan, buruknya keadaan jalan atau bahkan ada daerah yang sama sekali belum terjangkau. Saya masih sempat merasakannya ketika masih tinggal di kampung halaman, walaupun itu dulu di masa kecil. Jika saya mengingat betapa beratnya menjalani kehidupan tanpa ada pengembangan ilmu pengetahuan. Bagaimana tidak untuk mengambil air minum dari sumur saja harus mengisi air ke dalam bambu kemudian memikulnya sampai ke rumah. Dan jarak yang harus ditempuh beberapa kilo meter dengan berjalan kaki. Bayangkan itu! Tapi sekarang apa saja yang kita lakukan semuanya serba mudah. Seperti kasus air bersih tadi, kebanyakan air bersih sekarang didapatkan dengan mudah. Kita hanya perlu memasang pipa dan mengalirkan air sampai ke rumah dengan bantuan mesin atau bisa juga menggunakan mobil tangki air. Semua ini terjadi sekarang karena adanya pengembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi dari masa ke masa. Berbicara tentang Ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya dalam dunia teknik, banyak kemajuan sekarang yang ternyata dikembangkan dari hal-hal yang sederhana. Terkait dengan hal-hal tersebut, dalam ilmu fisika dan teknik kemajuan teknologi semua berawal dari apa yang sering kita sebut dengan pesawat sederhana.
Berhubungan dengan pesawat sederhana, kali ini saya akan menulis mengenai dasar-dasar dan jenis pesawat sederhana dalam ilmu fisika dan teknik serta penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut Ulasan tentang pesawat sederhana.

Pengertian Pesawat Sederhana

Saya harap semua mengerti tentang pesawat sederhana, tetapi apabila belum maka saya akan jelaskan sedikit tentang pesawat sederhana. Tapi jangan berpikir karena kita menggunakan kata pesawat di sini maka muncul anggapan bahwa yang di maksud adalah pesawat terbang atau pesawat telepon. Bukan! Itu memang termasuk dalam pesawat sederhana, tetapi hanya merupakan sebagian kecil saja. Dalam kehidupan manusia, pasti akan sering mendapatkan kesulitan dalam melakukan pekerjaan masing-masing, tetapi dengan kemajuan teknologi manusia akan menggunakan sesuatu alat untuk membantu mempermudah pekerjaannya tersebut, dan  alat itulah yang kita sebut sebagai pesawat sederhana. Di dalam ilmu fisika sendiri, pesawat sederhana adalah semua alat yang digunakan dan dapat memudahkan suatu pekerjaan. Artinya tenaga atau beban dalam menanggung kuasa yang dilakukan akan jauh lebih kecil dari sebelumnya tanpa menggunakan alat. Sebetulnya pesawat sederhana telah diterapkan manusia sejak masih jaman purba. Buktinya manusia purba sekalipun telah mampu memindahkan batu yang besar dengan keterbatasan mereka. Ternyata mereka juga telah menggunakan pesawat sederhana, walaupun itu masih sangat-sangat sederhana.

Jenis-Jenis Pesawat Sederhana

Dalam penerapan dalam kehidupan keseharian kita, ada beberapa jenis pesawat sederhana yang sering kita gunakan. Pesawat sederhana dalam ilmu fisika yang sering dibahas dan diterapkan dalam kehidupan sehari-hari setahu saya dan menurut buku-buku yang saya telah pelajari sejak masih di sekolah menengah pertama ada empat jenis, yaitu sebagai berikut:

Tuas ( Pengungkit )

Tuas atau pengungkit inilah yang ternyata telah di gunakan manusia sejak jaman purba. Walau pun menurut kita manusia purba itu pasti memiliki kekuatan tubuh yang besar dengan otak yang tidak akan sampai pada teknik tuas, tetapi itu tak akan berlaku apabila mereka akan memindahkan sesuatu yang ukurannya besar seperti batu atau batang pohon. Menurut beberapa hasil penelitian mengungkapkan bahwa mereka juga sudah menggunakan dasar-dasar tuas atau pengungkit walaupun masih sangat sederhana.

Pengertian tuas atau pengungkit adalah pesawat sederhana yang dapat memperbesar gaya angkat dalam suatu pekerjaan yang dilakukan oleh manusia. Dalam hal ini maksudnya adalah gaya angkat yang terjadi di tentukan oleh posisi sebuah titik tumpu yang akan memberikan bantuan kuasa yang diberikan bisa sekecil mungkin.

Dalam ilmu fisika dan teknik dikenal ada tiga bagian utama dari tuas, yaitu titik tumpu, titik beban dan titik kuasa. Titik tumpu merupakan bagian yang diberi penumpu, titik beban merupakan bagian tempat di mana beban berada, dan titik kuasa yang merupakan bagian  di mana akan di berikan gaya.

Dalam penerapannya, tuas memiliki perhitungan yang bertujuan mengoptimalkan gaya kerja. Dalam hal ini terdapat perbandingan antara beban gaya yang dikenakan pada beban yang disebut keuntungan mekanik. Keuntungan mekanik tuas sebagai suatu pesawat sederhana bergantung pada perbandingan panjang lengan beban dan panjang lengan kuasa. Apabila lengan beban lebih panjang dari lengan kuasa, maka keuntungan mekanik yang dihasilkan akan semakin kecil. Dan sebaliknya, jika lengan kuasa lebih panjang atau titik kuasa lebih jauh dari titik tumpu, maka keuntungan mekanik yang dihasilkan akan semakin besar. Untuk lebih jelasnya, lihat perbandingan berikut:

di mana:
K_m = Keuntungan Mekanik

I_k =Lengan Kuasa

I_b = Lengan Beban

W = beban (N)

F = gaya yang diberikan (N)

Dalam Ilmu fisika dan teknik, ada tiga jenis tuas yang sering kita jumpai dan banyak kita gunakan dalam melakukan pekerjaan kita. Tuas-tuas ini merupakan yang sangat sederhana tetapi fungsi dan manfaatnya bagi kita sangat besar. Jenis-jenis tuas itu sebagai berikut:

Tuas Kelas Pertama:

Sebagai pesawat sederhana, Tuas kelas pertama ini merupakan tuas di mana letak titik tumpu berada di antara kuasa dan beban, sehingga susunannya berturut-turut, Titik Kuasa - titik tumpu - beban. Contohnya adalah gunting, sekop, dan linggis

Gunting : Contoh tuas kelas pertama

Tuas Kelas Kedua

Pada tuas kelas kedua, kedudukan ketiga titik tuas sedikit berbeda dari tuas jenis pertama. Letak beban yang berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Sebagai pesawat sederhana, tuas jenis kedua ini, merupakan alat-alat sederhana yang banyak kita jumpai. Contohnya saja, gerobak dorong dengan roda satu, pembuka tutup botol dan stapler.

Gerobak dorong roda satu: Contoh tuas kelas kedua

Tuas Kelas Ketiga

Tuas kelas ketiga, merupakan pesawat sederhana yang memiliki letak titik kuasa berada di antara titik beban dan titik tumpu. Misalnya saja jepitan roti, tangan bekerja pada titik kuasa tepatnya di tengah batang jepitan itu sendiri. Contoh lainnya adalah siku, alat pancing dan lengan manusia.

Jepitan Roti : Contoh tuas kelas ketiga

Katrol

Apakah Anda tahu apa itu katrol? Katrol merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang sering di gunakan dalam hal memindahkan beban secara vertikal. Misalnya saja seorang tukang bangunan yang akan mengangkut material ke sebuah gedung berlantai, untuk memindahkannya dari bawah ke atas lantai gedung yang tinggi akan sangat melelahkan jika akan mengangkutnya dengan menaiki anak tangga berulang kali. Untuk itu, supaya mempermudah pekerjaannya maka ia harus menggunakan sistem katrol dengan bantuan tali. Seperti Berikut sistem katrol:

Contoh penerapan katrol

Contoh penerapan katrol

Dalam ilmu fisika dan teknik, katrol sangat banyak di gunakan. Sebagai pesawat sederhana benda yang satu ini telah dikembangkan menjadi alat-alat yang begitu canggih dan dikendalikan oleh mesin dan tentunya dengan kinerja yang lebih besar. Meskipun begitu, pada dasarnya katrol hanya terbagi atas dia macam. Yaitu katrol tetap dan katrol bergerak.

Katrol Tetap

Katrol tetap adalah katrol yang memiliki sumbu dibuat tetap pada tempatnya. Katrol ini memiliki fungsi utama untuk mengubah arah atau mengangkat secara vertikal. Contohnya seperti yang saya jelaskan di atas mengenai katrol pengangkat material bangunan. Katrol tetap banyak di gunakan dalam proses mengangkat beban, tujuannya adalah supaya membantu meringankan beban yang akan kita angkat. Bayangkan jika mengangkat sesuatu secara manual ke bangunan atas tanpa katrol. Bisa-bisa badan akan mengalah sebelum waktunya. Jadi, kegunaan katrol ini patut diperhitungkan dalam pekerjaan.

Katrol Bergerak

Katrol bergerak sebagai suatu pesawat sederhana juga semakin banyak dikembangkan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya saja di pelabuhan peti kemas, hampir semua alat pengangkat dilengkapi oleh katrol. Ada katrol yang diam di tempat ada pula yang bergerak. Dalam ilmu fisika dan teknik, katrol bergerak diartikan sebagai katrol yang menggantung pada tali penarik sehingga beban diikatkan pada sumbu katrol. Katrol jenis ini terbagi atas tiga macam, yaitu:

• Katrol tunggal tetap

Pada katrol ini memiliki keuntungan mekanik yang sama dengan 1 karena jarak lengan kuasa dan lengan katrol sama. Dalam penerapan, dapat kita hitung dengan perbandingan berikut:

• Katrol Tunggal bergerak

Dikatakan katrol tunggal bergerak karena dalam proses pengangkatan atau pemindahan beban, katrol berpindah tempat bersama dengan beban. Pada katrol ini, jarak lengan kuasa menjadi dua kali jarak lengan beban karena titik tumpu  berada pada tepi katrol sebelah kanan. Dalam penerapan sebagai pesawat sederhana khususnya dalam ilmu fisika dan teknik, katrol tunggal bergerak dapat kita hitung dengan persamaan berikut:

• Sistem Katrol

Selain kedua katrol di atas, ada juga jenis katrol yang dinamakan sistem katrol. Sistem katrol adalah penggabungan antara katrol tetap dan katrol bergerak. Katrol tetap digunakan untuk mengubah arah gaya, sedangkan katrol bergerak digunakan untuk meningkatkan keuntungan mekanik. Keuntungan mekanik katrol ini didasarkan pada jumlah ruas tali yang menahan beban keatas. Dalam ilmu fisikan dan teknik, katrol jenis ini menjadi lebih dikembangkan sehingga menghasilkan keuntungan mekanik yang lebih baik. Dalam penerapan sebagai pesawat sederhana jenis katrol ini sangat memberikan fungsi yang sangat optimal dalam pekerjaan manusia.

Bidang Miring

Apakah Anda pernah melihat seseorang memuat atau menurunkan beban pada mobil Truk? Apakah orang tersebut memindahkan beban itu dengan mudah tanpa bantuan alat? Tentu saja itu adalah pekerjaan yang menyulitkan, namun jika ia memindahkannya dengan bantuan alat pastilah kesulitan itu bisa dikurangi. Saat seperti inilah pesawat sederhana sangat dibutuhkan. Tidak perlu mencari alat-alat yang canggih, tapi cukup dengan hal-hal yang lebih sederhana. Contohnya seperti memindahkan beban dari atau ke atas mobil truk, jika kita menggunakan sebuah bidang yang miring pastilah akan lebih mudah.

Penerapan bidang miring dalam pesawat sederhana

penerapan bidang miring sebagai contoh pesawat sederhana

Dalam ilmu fisika dan teknik, bidang miring adalah suatu permukaan bidang miring yang memiliki penampang berbentuk segitiga untuk memindahkan suatu beban. Bidang miring memiliki keuntungan mekanik yang sangat bergantung pada posisinya.

gambar bidang miring

s = panjang bidang miring

h = tinggi bidang miring

Perhitungan bidang miring

Gaya yang dilakukan untuk memindahkan benda dengan besar massa m dari Posisi A ke B dinyatakan dalam persamaan berikut:

Contoh pesawat sederhana jenis bidang miring adalah baji, sekrup dan tangga.

Roda Gandar

Jenis terakhir dari pesawat sederhana dalam kehidupan kita sehari-hari adalah roda gandar. Pengertian   roda gandar dalam ilmu fisika dan teknik adalah sebuah roda yang memutar yang dihubungkan dengan gandar dan dapat berputar secara bersamaan. Dalam penerapan roda gandar ini, cara kerjanya adalah memutar sesuatu dengan beban besar dengan gaya yang sekecil mungkin, dan itulah mengapa termasuk sebagai pesawat sederhana.Keuntungan mekanik roda gandar ini adalah jari-jari roda dibagi dengan roda gandar. Dengan persamaan sebagai berikut:

dimana:
R= Jari-jari roda
r= jari-jari gandar

Dalam kehidupan manusia, penerapan pesawat sederhana yang satu ini sangat berperan. Roda gandar sangat banyak kita temukan seperti, Kemudi Mobil, Alat penggulung tambang kapal, derek dal lain sebagainya.

Contoh pesawat sederhana : roda bergandar

Roda bergandar : Pesawat sederhana

Seperti itulah penjelasan dari saya mengenai materi pesawat sederhana dan jenisnya dalam ilmu fisika dan teknik serta penerapan dalam kehidupan sehari-hari. Ini adalah sebuah tulisan yang saya kembangkan dari apa yang pernah saya pelajari ketika masih di bangku Sekolah Menegah Pertama dan Sekolah Menengah Atas. Meskipun telah saya kembangkan namun tetap saja yang menulisnya adalah manusia, lagi pula hanya di tulis sesuai dengan pengetahuan saja. Semoga bermanfaat, Salam dari saya dan terimakasih.