Prinsip pesawat sederhana dalam gerak manusia

Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Sistem Gerak Manusia

Selain pada peralatan yang biasa kamu gunakan pada kehidupan sehari-hari tersebut, prinsip pesawat sederhana juga ada yang berlaku pada struktur otot dan rangka manusia. Pada saat mengangkat barbel telapak tangan yang menggenggam barbel berperan sebagai gaya beban, titik tumpu berada pada siku (sendi di antara lengan atas dan lengan bawah), dan kuasanya adalah lengan bawah. Titik tumpu berada di antara lengan beban dan kuasa, oleh karena itu lengan disebut sebagai pesawat sederhana pengungkit jenis ketiga.

Ayo, Kita Diskusikan

Dengan menggunakan prinsip kerja pesawat sederhana, coba kamu tuliskan penjelasan untuk contoh kasus 1 dan kasus 2 penerapan prinsip pesawat sederhana pada struktur otot dan rangka manusia saat melakukan suatu aktivitas!

Selain pada kegiatan mengangkat barbel, jinjit, berdiri, dan menunduk, prinsip pengungkit juga dapat digunakan untuk menganalisis pola gerak tubuh pada saat bermain bulutangkis seperti pada Gambar 2.12!

Ayo, Kita Renungkan

Konsep usaha, daya, dan pesawat sederhana hanyalah sebagian kecil ilmu Tuhan yang dapat digunakan untuk menjelaskan bagaimana sistem kerja benda-benda yang ada. Berkat ilmu tersebut kita juga dapat memahami bagaimana cara kerja anggota gerak manusia yang sangat efektif. Tulang sebagai alat gerak aktif bagaikan pengungkit yang digerakkan secara harmonis oleh gaya tt. erakanerakan penunkit tereut anat efiien denan keuntungan mekanis tertentu sehingga mampu memperkecil energi yang harus dikeluarkan oleh tubuh. Tuhan mengatakan bahwa jika air lautan adalah tinta, maka kamu takkan pernah cukup menggunakannya untuk menuliskan seluruh ilmu-Nya. Maka teruslah belajar dan tetaplah rendah hati. Pernahkah kamu membayangkan bagaimana istimewanya ciptaan Tuhan yang satu ini? Sudahkah kamu mensyukuri segala ciptaan Tuhan termasuk dengan adanya pesawat sederhana? Coba jawablah beberapa pertanyaan yang terdapat pada Tabel 2.5! 

Coba kamu hitung, berapa total skormu dengan ketentuan: 

• Jawaban "ya" mendapat skor 2 (dua)
• Jawaban "tidak" mendapat skor 0 (nol)

Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut. 

• Skor 0 - 3 : berarti kamu belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik 
• Skor 4 - 6 : berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik 
• Skor 7 - 10 : berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan sangat baik 

Untuk kamu yang belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik, sebaiknya kamu terus berusaha untuk meningkatkan motivasimu dalam belajar terkait konsep usaha dan pesawat sederhana.

Katrol

Katrol

Katrol merupakan roda yang berputar pada sebuah poros yang diberi tali atau rantai pada bagian sisinya. Katrol berguna untuk mengangkat benda atau menarik suatu beban. Pada prinsipnya, katrol merupakan  pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi empat, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol ganda (takal), dan blok katrol.
a. Katrol tetap
Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berubah pada saat digunakan dan cara menariknya dari bawah.
Keuntungan mekanik
1. Gaya tarik benda sama besar dengan gaya berat benda.
2. Dapat mengubah arah gaya ke bawah atau samping untuk mengangkat benda.

3. Arah kuasa (gaya) searah dengan gaya berat benda.

Contoh peralatan yang menggunakan katrol tetap adalah tiang bendera, kerekan timba sumur , dan kerekan sangkar burung.

b. Katrol bebas
Katrol bebas yaitu katrol yang posisinya selalu 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.
Keuntungan mekanik
Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah gaya yang diperlukan untuk menarik benda lebih kecil dibandingkan dengan menggunakan katrol tetap.
Katrol jenis ini sering digunakan tukang bangunan untuk mengangkat barang-barang pada bagunan bertingkat tinggi.

c. Katrol ganda /takal
Katrol ganda merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol ganda, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat serta bergeraknya ke atas.
Keuntungan mekanik
Menggunakan katrol ganda memerlukan gaya yang lebih kecil dibandingkan dengan katrol bebas dan katrol tetap. Namun katrol ganda bergantung pada banyaknya tali yang dipergunakan untuk mengangkat beban.

d. Blok katrol
Blok katrol adalah gabungan dari beberapa katrol yang dipasang secara berdampingan. Dengan blok katrol ini gaya yang kita keluarkan untuk memindahkan beban semakin kecil. Makin banyak roda blok katrol, makin kecil gaya yang dibutuhkan untuk pemindahan beban. Blok katrol biasanya dipergunakan pada mesin-mesin penggerak. Dalam keseharian, blok katrol sering digunakan untuk mengangkat benda berat, misalnya peti kemas di pelabuhan.

Bidang miring

Bidang Miring

Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring. Semua alat yang mempunyai bidang miring atau bekerja dengan prinsip kemiringan dikategorikan sebagai bidang miring. Dengan menggunakan bidang miring beban yang berat dapat dipindahkan ke tempat yang lebih tinggi dengan lebih mudah. Artinya gaya yang kita keluarkan menjadi lebih kecil bila dibandingkan tidak menggunakan bidang miring. Semakin landai bidang miring semakin ringan gaya yang harus kita keluarkan.

Prinsip kerja bidang miring juga dapat ditemukan pada beberapa perkakas contohnya kapak, pisau, obeng, sekrup. Berbeda dengan bidang miring lainnya, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya. Kapak digunakan untuk membelah atau memotong kayu. Pisau digunakan untuk memotong. Obeng digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut. Sekrup juga merupakan salah satu alat yang menggunakan prinsip bidang miring. Apabila sekrup diputar atau diulir maka sekrup tersebut dapat bergerak maju mundur.

Contoh bidang miring yang lain bisa kita temukan pada jalan di pegunungan. Jalan yang berkelok-kelok menuju pegunungan memanfaatkan cara kerja bidang miring. Dengan dibuat berkelok-kelok pengendara kendaraan bermotor lebih mudah melewati jalan yang menanjak. Bidang miring memiliki keuntungan, yaitu kita dapat memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih kecil. Namun demikian, bidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang di tempuh menjadi lebih jauh dan memerlukan waktu yang lebih lama.

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.

Tuas

Tuas/Pengungkit

Pengungkit adalah alat untuk mengangkat atau mengungkit benda. Pengungkit bisa berupa sebilah kayu, bambu, atau logam yang diberi gaya pada salah satu sisinya. Gaya yang diberikan pengungkit disebut kuasa. Tuas/pengungkit berfungsi untuk mengungkit, mencabut atau mengangkat benda yang berat. Perhatikan gambar berikut !

Keterangan :
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)

Pada pengungkit terdapat bagian-bagian yang diuraikan sebagai berikut.
1. Titik kuasa yaitu daerah atau tempat kita memberikan gaya.
2. Titik tumpu yaitu tempat alat bertumpu.
3. Titik beban, yaitu titik tempat dimana beban berada.
4. Gaya kuasa yaitu gaya yang diberikan ketika mengangkat benda.
5. Gaya beban yaitu beban yang akan diangkat. Satuannya Newton.
6. Lengan kuasa yaitu jarak antara titik tumpu dengan kuasa.
7. Lengan beban yaitu jarak titik tumpu dengan beban.

Prinsip Kerja Tuas
Ketika 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. Selanjutnya tangan kita memegang ujung batang pengungkit dan menekan batang pengungkit tersebut secara perlahan-lahan sampai benda dapat diangkat atau bergeser.

Berdasarkan letak titik tumpu, beban, dan kuasanya, pengungkit dibagi menjadi 3 jenis yaitu :

a. Tuas Jenis pertama

Yaitu tuas yang kedudukan titik tumpunya terletak diantara titik beban dan titik kuasa.
Peralatan yang termasuk tuas jenis pertama adalah pemotong kuku, tang, gunting, linggis, dan jungkat-jungkit.

Peralatan yang menggunakan tuas jenis 1

b. Tuas Jenis kedua

Yaitu tuas yang kedudukan titik bebannya terletak diantara titik tumpu dan titik kuasa.

Peralatan yang termasuk tuas jenis kedua ini di antaranya adalah gerobak beroda satu, alat pemotong kertas,  alat pemecah kemiri, dan pembuka tutup botol.

Peralatan yang menggunakan tuas jenis 2

c. Tuas Jenis ketiga

Yaitu tuas yang kedudukan titik kuasanya berada diantara titik beban dan titik tumpu.

Peralatan yang termasuk tuas jenis ketiga yaitu sekop, penjepit roti, stappler, dan pinset.

Peralatan yang menggunakan tuas jenis 3

Keuntungan Mekanik Tuas
Dengan menggunakan tuas, beban kerja terasa lebih ringan. Itu 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.

manfaat pesawat sederhana

Manfaat pesawat sederhana

• Untuk mempermudah pekerjaan manusia, baik dari segi pengangkutan barang, maupun pekerjaan manusia dalam jarak yang sangat jauh.
• Energi yang kita keluarkan juga dapat dihemat,
• Waktunya jadi lebih singkat.
• Untuk mengubah arah gaya.

Pesawat sederhana

Loncat ke navigasiLoncat ke pencarian

Tabel dari mekanisme sederhana, diambil dari Chambers' Cyclopedia, 1728.^[1]

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.^[2] Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya.^[3] Sebuah pesawat sederhana menggunakan satu gaya kerja untuk bekerja melawan satu gaya beban. Dengan mengabaikan gaya gesek yang timbul, maka kerja yang dilakukan oleh beban besarnya akan sama dengan kerja yang dilakukan pada beban.

Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan, walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara gaya yang diberikan dengan gaya yang dihasilkan disebut keuntungan mekanik.

Keuntungan mekanik tuas (pengungkit): -w/f = lk/lb untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g untuk mencari f, jika belum ditemukan: w*lb = f*lk

keuntungan mekanik bidang miring: -s/h

keuntungan mekanik katrol: -tetap: lk/lb = 1 -bergerak: lk(2lb)/lb = 2 -majemuk: jumlah tali

untuk roda bergigi, tidak ada keuntungan mekanik, yang ada adalah efisiensi: energi keluaran bermanfaat / energi masukan total

Secara tradisional, pesawat sederhana terdiri dari:

• Bidang miring
• Roda dan gandar
• Tuas
• Katrol
• Baji
• Sekrup
• Roda Berporos

Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang lebih kompleks.^[3][4][5] Sebagai contoh, pada mekanisme sebuah sepeda terdapat roda, pengungkit, serta katrol. Keuntungan mekanik yang didapat oleh pengendaranya merupakan gabungan dari semua pesawat sederhana yang ada dalam sepeda tersebut.

usaha

Pengertian Usaha Dalam Sudut Pandang Fisika

Written By Nur Fatin  Sunday, 22 October 2017  1 Comment

Pengertian Usaha Dalam Sudut Pandang Fisika. Hampir Sebagian besar dari kita kadang menafsirkan istilah “usaha” sebagai kegiatan yang dilakukan untuk mencapai sesuatu, kegiatan yang dilakukan untuk memperoleh uang, atau kegiatan yang dilakukan untuk mencapai suatu keinginan. Nah Berikut adalah penjelasan seputar pengertian Usaha Dalam Sudut Pandang Fisika.

Definisi Usaha

Dalam sudut pandang fisika, khususnya mekanika, usaha mengandung pengertian sebagai segala sesuatu yang dilakukan oleh gaya pada suatu benda sehingga benda itu bergerak. Agar usaha berlangsung, maka gaya harus dikerahkan pada suatu benda hingga benda tersebut menempuh jarak tertentu.

Pengertian usaha adalah sebagai sejumlah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sepanjang garis lurus dan searah dengan arah gaya.

Pengertian usaha secara umum menurut fisika adalah adalah perubahan energi. Sedangkan pengertian usaha adalah perkalian gaya yang segaris dengan perpindahan dan besar perpindahan itu pengertian usaha khusus untuk gerak. Jadi apabila seorang mendorong dinding tetapi dinding tidak bergerak, tetap orang tersebut melakukan usaha karena telah terjadi perubahan energi yaitu energi kimia berubah menjadi energi panas, hanya saja usaha oleh gaya orang tersebut tidak untuk gerak tetapi untuk panas sehingga tidak sesuai dengan tujuan (gerak) maka diberi nilai 0.

Sebagai contoh. seorang atlet sedang mengangkat sebuah barbel dalam suatu olimpiade kejuaraan angkat besi. Atlet tersebut mencoba mengangkat barbel yang mula-mula terletak di lantai hingga berada di atas kepalanya. Gaya yang diberikan oleh atlet tersebut pada barbel menyebabkan barbel dapat berpindah (berubah ketinggiannya). Adanya gaya yang diberikan oleh atlet itu kepada barbel sehingga barbel dapat berpindah menunjukkan adanya usaha yang diberikan oleh atlet tersebut kepada barbel.

Syarat Terjadinya Usaha

1. Adanya gaya yang bekerja pada suatu benda;
2. Adanya perpindahan yang dialami oleh benda tersebut.

Rumus Usaha Pada Suatu Benda Yang Searah

Satuan untuk usaha adalah joule (J) dimana nilainya adalah 1 J = 1 N x 1 m = 1 Nm. Pada kasus tersebut, gaya yang bekerja pada suatu benda searah dengan perpindahan benda tersebut.