Pesawat Sederhana

PESAWAT SEDERHANA

A.      Pengertian Pesawat Sederhana

Dalam kehidupan sehari-hari, kita memerluksn alat untuk memudahkan pekerjaan. Alat yang dapat memudahkan pekerjaan disebut pesawat. Pesawat dibedakan menjadi dua macam, yaitu pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana adalah alat yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan yang disusun secara sederhana. Pesawat rumit adalah gabungan dari beberapa pesawat sederhana.

B.       Jenis- jenis Pesawat sederhana

Pesawat sederhana dibedakan menjadi empat jenis, yaitu pengungkit/tuas, bidang miring, katrol, dan roda.

1.    Pengungkit/ Tuas

     Tuas dibedakan menjadi tiga, yaitu tuas jenis pertama, tuas jenis kedua, dan tuas jenis    ketiga. Ketiga jenis tuas tersebut didasarkan pada posisi sistem kerjanya.

a.       Pengungkit jenis pertama

Tuas jenis pertama memiliki susunan seperti gambar di bawah ini. Posisi titik tumpu sistem kerja tuas jenis pertama berada di antara beban dan kuasa. Tuas jenis ini bekerja dengan memperbesar gaya yang diberikan.

Gambar: 1. Diagram Tuas Jenis Pertama

Gambar:2.  Contoh Tuas Jenis Pertama (Tang & Gunting)

Contoh tuas jenis pertama lainnya adalah gunting. Gunting terdiri atas dua buah tuas jenis pertama yang bekerja dalam waktu bersamaan. Bagian tengah gunting merupakan titik tumpu. Bebannya berupa benda yang akan dipotong. Beban diletakkan pada salah satu ujung gunting. Sedangkan jari-jari tangan kita merupakan kuasa dan diletakkan pada ujung yang lain. Tuas seperti ini disebut dengan tuas gabungan jenis pertama.

b.      Pengungkit jenis kedua

Gambar di bawah ini menunjukkan diagram tuas jenis kedua. Tuas jenis kedua juga bekerja dengan cara memperbesar gaya.

Gambar:3.  Diagram Tuas Jenis Kedua

  

Contoh tuas jenis kedua adalah gerobak dorong satu roda dan pemecah kemiri. Pemecah kemiri terdiri atas dua buah tuas jenis kedua yang bekerja bersamaan. Tuas seperti pemecah kemiri disebut sebagai tuas gabungan jenis kedua.

Gambar: 4, Tuaas jenis kedua

c.       Pengungkit jenis ketiga

Tuas jenis ketiga mempunyai posisi kuasa yang terletak di antara titik tumpu dan beban seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Tuas jenis ketiga bekerja dengan cara memperbesar gerakan. Sumpit mi merupakan contoh tuas jenis ketiga. Mi yang akan dimakan merupakan beban dan diletakkan pada ujung sumpit. Contoh dari tuas jenis ketiga antara lain pinset, penjepit roti, dan staples. Ketiga contoh tersebut merupakan contoh tuas gabungan jenis ketiga.

Gambar: Staples Contoh Tuas Jenis Ketiga

1.      Bidang miring

Permukaan datar dengan salah satu ujungnya lebih tinggi dari pada ujung yang lain.

Disebut bidang miring. Bidang miring dibuat bukan untuk menciptakan usaha, melainkan untuk mempermudah kita dalam memindahkan sesuatau benda.

           Prinsip bidang miring dimanfaatkan orang untuk membuat baji. Baji sesungguhnya merupakan bidang miring. Baji dan bidang miring memiliki perbedaan. Pada bidanfg miring yang adalah bendanya. Sedangkan Baji yang bergerak adalah bidang miringnya, sedangkan bendanya tetap.

Gambar : Contoh bidang miring

2.      Katrol

Katrol merupakan pesawat sederhana berupa roda yang dikelilingi rantai atau tali. Kegunaan katrol untuk mengangkut beban atau menarik suatu benda.

Katrol adalah roda beralur dengan sebuah tali atau rantai yang lewat pada alur itu. Katrol berfungsi untuk memudahkan kita dalam melakukan kerja. Katrol bebas dikaitkan pada beban yang hendak diangkat. Tidak seperti katrol tetap, katrol bebas melipatkan gaya.

Jika kamu menimba air di sumur tanpa bantuan katrol maka kamu akan mengalami kesulitan saat melakukannya. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan katrol.
Katrol yang dipasang pada tali untuk menimba akan mengubah gaya tarik ke bawah menjadi gaya angkat ke atas sehingga air dapat ditimba dengan lebih mudah.
Seperti halnya tuas, katrol juga memiliki kuasa, beban, dan titik tumpu. Dengan demikian, katrol juga memiliki keuntungan mekanis.

Katrol dapat dibedakan menjadi katrol tetap, katrol bergerak, dan katrol ganda.

 Gambar: Contoh katrol

a. Katrol tetap

Katrol tetap adalah katrol yang jika digunakan untuk melakukan usaha, tidak berpindah tempat melainkan hanya berputar pada porosnya. 

Katrol yang digunakan untuk menimba air di sumur merupakan contoh katrol tetap dalam kehidupan sehari-hari.

b. Katrol Bebas

Katrol bebas  adalah katrol yang dapat bergerak bebas apabila digunakan untuk mengangkat benda. Pada katrol bergerak, gaya yang dikerjakan sama dengan setengah berat benda. Hal ini disebabkan pada katrol bergerak, benda yang akan diangkat diikatkan pada poros katrol.
Salah satu ujung katrol bergerak diikatkan pada suatu tempat tetap, sedangkan ujung yang lainnya digunakan sebagai kuasa.

c.       Katrol  Ganda

Katrol ganda merupakan gabungan antara katrol tetap dan katrol bergerak yang digunakan bersama-sama. Beban dikaitkan pada katrol bebas, Salah  satu ujung yali diikatkan pada penopang katrol tetap. Ujung tali yang lain kita Tarik. Akibat tarikan itu, beban dan katrol yang bebas  akan terangkat.                                                                                                                                                                                                                                  

.      

3.      Roda

Bentuk roda yang bundar, membuatnya mudah bergerak.

Penggunaan roda saat memindahkan benda sangat  mengurangi gaya gesek. Roda digunakan pada gerobak , sepeda, dan mobil. Roda pada dasar berbagai benda agar mudah digeser, misalkan sepatu roda.

Gambar : Alat yang menggunakan pesawat sederhana bentuk roda 

Berikut adalah presentasi tentang pesawat sederhana:

Nah, sekarang diskusikan dengan teman kalian, alat-alat di sekitar kalian yang menggunakan prinsip pesawat sederhana, dan golongkan termasuk jenis apa (tuas, bidang miring, katrol, roda)! 

Untuk megnetahui kemampuan belajar tentang pesawat sederhana, berikut disajikan kuis singkat dan interaktif tentang pesawat sederhana:

ProProfs Quiz- Soal Pesawat Sederhana » ProProfs Quiz Tool

Gaya

GAYA

A.     Pengertian Gaya

Kamu perhatikan benda-benda yang ada di sekitarmu, benda tersebut bergerak, berpindah tempat, karena adanya gaya yang berkerja pada benda tersebut. Gaya merupakan tarikan dan dorongan. Contoh gaya antara lain gaya magnet, gaya gravitasi, dan gaya gesek.

B.      Macam-Macam Gaya

1.      Gaya Magnet

Secara garis besar, magnet dibedakan menjadi dua macam, yaitu magnet alam dan magnet buatan.

Magnet alam adalah magnet yang tidak dibuat orang. Magnet itu sudah bersifat magnet sejak semula. Batuan alami yang dapat menarik benda dari besi disebut magnet alam. Magnet alam dikenal orang sejak zaman Yunani Kuno. Pada waktu itu, bahan magnet banyak ditemukan di daerah Magnesia (Gunung Ida). Magnet di Gunung Ida ditemukan oleh seorang penggembala yang heran terhadap tongkat besi yang dibawanya. Tongkat tersebut tertarik oleh tanah dan sulit (berat) sekali diangkat. Dari kejadian tersebut, penggembala menjadi penasaran kemudian menggali tanah yang menyebabkan tongkatnya tertarik ke tanah.                                                                  

Ternyata, di dalam tanah dia hanya mendapatkan lapisan batu besar berwarna hitam. Dari sana ia tahu bahwa yang menarik tongkatnya adalah batu hitam tersebut, yang sekarang dikenal sebagai magnet alam.

Magnet buatan adalah magnet yang dibuat manusia. Magnet buatan terbuat dari besi atau baja. Bentuk-bentuk magnet buatan misalnya berbentuk jarum, ladam (tapal kuda) dan silinder.

 

                                  Gambar: 1. Magnet berbentuk jarum

Magnet jarum berbentuk seperti jarum jam, magnet ini biasanya digunakan untuk kompas.

 

Gambar: 2. Magnet berbentuk ladam

Gambar: 3. Magnet berbentuk silinder

Letak kutub-kutub pada magnet silinder sama dengan magnet batang, hanya      saja magnet  ini berbentuk silinder (tabung).

Tidak semua benda dapat ditarik magnet. Benda yang yang dapat ditarik magnet adalah benda yang terbuat dari bahan logam tertentu, yaitu besi, nikel, dan kobalt. Jika suatu benda mengandung salah satu dari bahan logam tersebut, benda itu dapat ditarik magnet. Benda yang yang dapat ditarik magnet dinamakan benda magnetis. Sedangkan benda yang tidak mengandung salah satu bahan logam besi, nikel, dan kobalt, dinamakan benda tidak magnetis/ benda  nonmagnetis.

Benda yang magnetis dapat menempel pada magnet. Bagaimana jika antara magnet dan magnet itu diberi penghalang? Gaya magnet mampu menembus penghalang, yaitu benda nonmagnetis. Gaya magnet masih berpngaruh terhadap benda magnetis di balik pengahalang tersebut. Jika penghalang itu terlalu tebal, maka pengaruh gaya magnet bisa hilang. Dengan demikian, kekuatan gaya tarik magnet dipengaruhi oleh ketebalan pengahalang antara magnet dan benda magnetis, serta jarak magnet dengan benda magnetis.

Kekuatan gaya tarik magnet tidaklah merata pada bagian magnet. Gaya magnet terkuat terletak pada kedua kutubnya. Pada magnet batang, gaya magnet terkuat terletak pada kedua ujungnya. Bila benda magnetis didekatkan dengan magnet, maka benda – benda tersebut cenderung tertarik pada kutub-kutub magnet.

Magnet mempunyai banyak kegunaan,. Magnet digunakan pada berbagai macam alat, mulai alat yang sederhana sampai alat yang rumit dan berat. Alat-alat yang menggunakan magnet dalam kehidupan sehari-hari, misalnya, pengunci kotak pensil,/ tas, obeng, gunting jahit, kompas dynamo, pintu lemari es. Dan alarm pengaman mobil/rumah.

Magnet juga digunakan pada alat-alat berat untuk mengangkut benda-benda dari besi. Magnet pada alat berat dibuat dengan cara  mengalirkan arus listrik yang berasal dari dinamo alat berat tersebut.

Ada beberapa cara untuk membuat magnet. Cara pembuatan magnet ada beberapa cara antara lain menggosok, Induksi dan mengalirkan arus listrik.

a.      Cara Membuat Magnet dengan Cara Menggosok

Magnet dapat dibuat dengan cara digosok. Sebatang baja dapat dibuat menjadi magnet dengan cara menggosokkan sebuah batang magnet pada baja tersebut. Menggosokkannya harus dengan teratur dalam satu arah dan dilakukan berulang-ulang. Baja akan menjadi magnet permanen.

Video: 1. Membuat Magnet dengan Menggosok

Artinya setelah selesai penggosokkan, batang baja akan menjadi magnet. Untuk menentukan bagian kutub utara (U) dan kutub selatan (S) baja tersebut.

Bila yang digunakan untuk menggosok adalah kutub utara (U) magnet, maka tempat mulai menggosoknya akan menjadi kutub utara (U), dan ujung batang lainnya menjadi kutub selatan (S).

Sebaliknya, bila yang dipakai menggosok adalah ujung kutub selatan (S) magnet, maka tempat mulai penggosokkan akan menjadi kutub selatan (S).

b.      Cara Membuat Magnet dengan Cara Induksi

Magnet dapat dibuat dengan cara induksi magnet. Menginduksikan magnet ialah memberikan sifat magnet kepada besi atau baja tanpa disentuhkan kepadanya. Caranya adalah dengan mendekatkan sebatang besi atau baja ke magnet batang yang kuat.

Video 2.  Membuat Magnet dengan Induksi

Ujung besi yang dekat ke salah satu kutub magnet memperoleh kutub yang berlawanan dengan kutub magnet itu. Misalnya, kutub selatan magnet batang didekatkan pada ujung A batang besi (misalnya paku), maka ujung A menjadi kutub utara, sedangkan ujung B menjadi kutub selatan.

Jika ujung B dicelupkan ke dalam serbuk besi, maka ada serbuk besi yang melekat pada paku. Kekuatan magnet hasil induksi sangat lemah, sehingga bila magnet batang dijauhkan dari paku, serbuk besi akan jatuh kembali.

c.                    Cara Membuat Magnet dengan Dialiri Arus Listrik

Sebuah magnet dapat dibuat dengan menggunakan arus listrik. Adapun caranya dengan melilitkan kawat penghantar pada batang paku di sekelilingnya.

Kemudian, ujung-ujung kawat dihubungkan dengan baterai sehingga arusnya mengalir melalui lilitan kawat tadi. Magnet yang dihasilkan disebut elektromagnet.

Video 3.  Membuat Magnet dengan Dialiri Arus Listrik

Magnet yang dibuat dengan cara ini akan hilang sifat magnetnya jika aliran listrik dihilangkan. Sifat magnet pada suatu benda juga dapat dihilangkan melalui proses pemukulan, pemanasan, dan mengalirkan arus bolak balik pada benda. 

           

2.      Gaya Gravitasi

Gerak jatuh buah manga, buah kelapa, benda lainnya selalu menuju ke bawah. Benda yang jatuh ke bumi kerena bumi menarik benda tersebut. Jadi bumi memiliki gaya Tarik. Gaya tarik bumi dinamakan gaya gravitasi bumi.Gerak jatuh yang disebabkan oleh gaya gravitasi bumi disebut gerak jatuh bebas.

Akibat adanya gaya gravitasi, benda-benda memiliki kecepatan jatuh yang berdeda. Kecepatan tersebut disebabkan oleh berat, dan luas permukaan benda. Benda yang berada di daerah yang tidak terdapat gaya gravitasi ( Medan gravitasi nol), maka benda tersebut tidak mempunyai berat.

3.      Gaya Gesek

Gaya gesek merupakan gaya yang dihasilkan kerena gesekan suatu benda dengan benda lain. Semakin kasar suatu permukaan, maka semakin besar gaya gesekan yang terjadi. Sebaliknya, semakin halus suatu permukaan. Maka semakin kecil gaya gesekkanya. Gaya gesek bekerja berlawanan dengan arah gerak benda yang bersentuhan.

Cara memperbesar gaya gesek

-          Memasang pull pada sepatu pemain sepak bola

-          Membuat alur-alur pada ban mobil / motor

-          Memasang karet pada alas sandal / sepatu

Cara memperkecil gaya gesek

-          Pemberian pelumas/ oli pada rantai sepeda

-          Penggunaan kayu berbentuk bulat/ bantalan peluru agar lebih mudah mendorong benda.

Keuntungan gaya gesek

-          Menghentikan benda yang bergerak

-          Membantu benda bergerak tanap tergelincir

-          Menahan benda-benda agar tidak bergeser.

Kerugian akibat gaya gesek

-          Menghambat gerakan

-          Membebaskan aus

-          Pemborosan energi


Nah, sekarang diskusikan dengan teman-teman kalian, alat-alat disekitar kalian yang menggunakan gaya magnet!

Untuk megnetahui kemampuan belajar tentang gaya, berikut disajikan kuis singkat dan interaktif tentang gaya:

ProProfs - Soal gaya » ProProfs Exam Software