Secara umum pesawat sederhana adalah
alat yang digunakan untuk mempermudah usaha atau bisa dibilang sebagai alat
untuk mempermudah manusia dalam melakukan satu usaha. Namun dalam arti yang
sebenarnya pesawat sederhana merupakan alat mekanik yang dapat mengubah arah
atau besaran dari suatu gaya yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk
menggandakan gaya . Secara keseluruhan pesawat sederhana adalah seperti
berikut.
1)
Tuas
Tuas atau yang biasa disebut dengan
pengungkit adalah alat yang berfungsi untuk mempermudah melakukan usaha
mengangkat atau memindahkan benda yang berat. Seperti yang tertera pada gambar,
sebuah tuas memiliki titik tumpu, beban
(W), kuasa (F), lengan beban (lb),dan lengan kuasa (lk). Berdasarkan posisi atau kedudukan beban, titik tumpu,
dan kuasa, tuas digolongkan menjadi tiga jenis, yaitu tuas golongan I, tuas
golongan II, dan tuas golongan III.
- Tuas Golongan I
Tuas
golongan I adalah tuas yang titik tumpunya berada di antara kuasa dan beban.
Contohnya adalah tang, gunting, linggis, dan pemotong kuku.
- Tuas Golongan II
Tuas golongan II adalah tuas yang bebannya benda berada di
antara kuasa dan titik tumpu. Contohnya adalah pelubang kertas, pemotong
kertas, dan gerobak roda satu.
- Tuas Golongan III
Tuas golongan II adalah tuas yang kuasanya berada di
antara beban dan titik tumpu. Contohnya adalah sekop, sapu, alat pancing.
- Keuntungan Mekanik Tuas
M
= Keuntungan Mekanik
W
= Beban (N)
F = Kuasa (N)
Lk = Lengan
Kuasa
Lb = Lengan
Beban
2)
Bidang Miring
Bidang miring adalah salah satu alat pesawat sederhana yang terdiri dari
permukaan miring. Bidang miring digunakan untuk memindahkan benda-benda yang
berat dari bawah ke atas atau sebaliknya. Dengan bantuan bidang miring gaya
yang dikeluarkan untuk mendorong benda menjadi lebih kecil daripada diangkat,
walaupun lintasan yang ditempuh menjadi lebih panjang. Prinsip bidang miring
banyak ditemukan dalam kehidupan sehari - hari. Penerapan prinsip bidang miring
memiliki keuntungan, yaitu dapat memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi
dengan gaya yang lebih kecil. Akan tetapi, prinsip bidang miring ini memiliki
kelemahan, yaitu jarak tempuh menjadi lebih jauh. Pembuatan tangga dan
jalan-jalan di pegunungan merupakan salah satu contoh penerapan prinsip bidang
miring. Selain itu, contoh alat yang menggunakan
prinsip bidang miring adalah pisau, pahat, paku, kapak, dan baut.
- Keuntungan Mekanik Bidang Miring
M
= Keuntungan Mekanik
W
= Beban (N)
F = Kuasa (N)
s = Panjang Bidang Miring
h = Tinggi Bidang Miring
3)
Katrol
Katrol adalah suatu roda dengan bagian
berongga di sepanjang sisinya untuk tempat tali atau kabel. Katrol biasanya
digunakan dalam suatu rangkaian yang dirancang untuk mengurangi jumlah gaya
yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu beban. Katrol dapat dibedakan menjadi katrol tetap, katrol bebas,
dan katrol majemuk.
Katrol tetap adalah katrol yang jika
digunakan untuk melakukan usaha, tidak berpindah tempat melainkan hanya
berputar pada porosnya dan mempermudah mengubah arah gaya.
- Keuntungan Mekanik Katrol Tetap
Karena lb = lk (jari-jari katrol) maka
w =F . Dengan demikian, keuntungan mekanis katrol tetap adalah 1 (satu).
Artinya gaya yang dikerjakan untuk mengangkat benda sama dengan berat benda
yang diangkat.
Secara matematis dapat dituliskan
sebagai berikut.
M
= Keuntungan Mekanik
W
= Beban (N)
F = Kuasa (N)
Lk = Lengan
Kuasa(Jari-jari katrol)
Lb = Lengan Beban(Jari-jari katrol)
- Katrol Bebas
Katrol
bebas adalah katrol yang dapat bergerak bebas apabila digunakan untuk
mengangkat benda.
- Keuntungan Mekanik Katrol Bebas
M
= Keuntungan Mekanik
W
= Beban (N)
F = Kuasa (N)
Lk = Lengan
Kuasa(Diameter katrol[CA])
Lb = Lengan
Beban(Jari-jari katrol[AB])
- Katrol Majemuk
Katrol
majemuk merupakan gabungan antara katrol tetap dan katrol bergerak yang
digunakan bersama-sama.
- Keuntungan Mekanik Katrol Majemuk
M
= Keuntungan Mekanik
x = Banyak Tali Pada Katrol majemuk
n = Banyak Katrol Bebas
4)
Roda Berporos
Roda
berporos merupakan pesawat sederhana yang terdiri atas sebuah roda berputar
yang dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. Roda berporos merupakan pesawat sederhana
yang berfungsi memperbesar kecepatan dan gaya.
- Keuntungan Mekanik Roda Berporos
Keuntungan
mekanis yang diperoleh dari roda dan poros dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan berikut.
M
= Keuntungan Mekanik
r’ = Jari-jari roda
r = Jari-jari poros roda
