PESAWAT SEDERHANA

Disusun Oleh :

1. Muchammad Ibnu Soleh     (292013008)

2. Renny Setyowati                  (292013018)

3. Tyagita Cahya A.                 (292013032)

Universitas Kristen Satya Wacana

2013/2014

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur kami panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-nya sehingga kami dapat menyusun makalah ini dengan baik dan benar, serta tepat pada waktunya. Dalam makalah ini kami akan membahas mengenai “PESAWAT SEDERHANA”.

Makalah ini telah dibuat dengan berbagai observasi dan beberapa bantuan dari berbagai pihak untuk membantu menyelesaikan tantangan dan hambatan selama mengerjakan makalah ini. Oleh karena itu, kami mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini.

Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan yang mendasar pada makalah ini. Oleh karena itu kami mengundang pembaca untuk memberikan saran serta kritik yang dapat membangun kami. Kritik konstruktif dari pembaca sangat kami harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya.

Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Daftar isi

Halaman judul  ......................................................................................................... 1

Kata Pengantar  ........................................................................................................ 2

Daftar isi ..................................................................................................................... 3

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 4

A. Latar Belakang  ............................................................................................... 4

B. Rumusan Masalah ......................................................................................... 4

C. Tujuan .............................................................................................................. 4

BAB II PEMBAHASAN  ........................................................................................... 5

PESAWAT SEDERHANA ...................................................................................... 5

A. Pengungkit....................................................................................................... 7

A.1 Tuas Jenis Pertama ................................................................................. 7

A.2 Tuas Jenis Kedua .................................................................................... 8

A.3 Tuas Jenis Ketiga .................................................................................... 8

B. Bidang Miring .................................................................................................. 9

B.1 Baji .............................................................................................................. 9

B.2 Skrup .......................................................................................................... 9

C. Katrol .............................................................................................................. 10

C.1 Katrol Tunggal ....................................................................................... 10

a.Katrol Tunggal Tetap ............................................................................ 10

b. Katrol Tunggal Bergerak .................................................................... 12

C.2 Katrol Ganda  ......................................................................................... 13

BAB III PENUTUP .................................................................................................. 14

A. Kesimpulan  .............................................................................................. 14

Daftar Pustaka ........................................................................................................ 15

Bab I Pendahuluan

A.    Latar belakang

Banyak  sekali peralatan yang digunakan untuk mempermudah melakukan pekerjaan. Alat-alat tersebut diciptakan manusia dari yang paling sederhana sampai yang paling rumit seperti motor, mobil, pesawat terbang, telepon, televisi, facsimili, komputer dan lain-lain. 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 sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan satu gaya untuk bekerja. Kerja terjadi sewaktu gaya diberikan dan menyebabkan gerakan sepanjang suatu jarak tertentu. 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 keduanya disebut keuntungan mekanik.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa itu Pengungkit?

2.      Apa itu Bidang Miring?

3.      Apa itu Katrol Tunggal?

4.      Apa itu Katrol Ganda?

C.     Tujuan

1.      Mengetahui apa itu Pengungkit

2.      Mengetahui apa itu Bidang Miring

3.      Mengetahui apa itu Katrol Tunggal

4.      Mengetahui apa itu Katrol Ganda

Bab  II Pembahasan

Pesawat sederhana

            Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya. Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya. 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.

pesawat sederhana terdiri dari:

• Pengungkit
• Bidang miring
• Katrol Tunggal
• Katrol ganda

A. Pengungkit

Tuas (lever,dalam Bahasa Inggris) atau pengungkit adalah salah satu pesawat sederhana yang digunakan untuk mengubah efek atau hasil dari suatu gaya.Pengungkit atau disebut juga tuas merupaan pesawat sederhana yang paling sedehana. Pengugkit ini terdiri dari sebuah batang kaku (misalnya logam , kayu , atau batang banbu) yang beritasi di sekitar titik tetap yang dinamakan titik tumpu. Selain titik tumpu yang menjadi tumpuan bagi pengungkit , ada dua titik lain pada pengungkit , yaitu titik beban dan titik kuasa .Titik beban merupakan titi dimanakita meletakan atau menempatkan beban tyang hendak dingkat atau dipindahkan , sedangkan titik kuasa merupakan titik dimana gaya kuasa diberikan untuk mengangkat atau memindahkan beban. Contoh penggunaan prinsip pengungkit adalah gunting, linggis, dan gunting kuku.

Pada gambar tampak seseorang sedang berusaha mengangkat sebongkah batu besar dengan menggunakan tongkat kayu dan sebuah balok kayu. Orang tersebut meletakkan salah satu ujung tongkat kayu di bawah batu kemudian meletakkan balok kayu di bawah tongkat kayu. Tongkat kayu tersebut berfungsi sebagai pengungkit dan balok kayu berfungsi sebagai titik tumpu.

Orang tersebut kemudian menekan ujung tongkat kayu yang paling jauh dari batu. Tekanan yang diberikan akan menyebabkan tongkat kayu bergerak. Pergerakan ujung tongkat kayu yang ditekan menyebabkan pergerakan kecil pada ujung tongkat kayu yang dekat dengan batu. Meskipun pergerakan yang terjadi sangat kecil, namun pergerakan ini membuat gaya tekan menjadi lebih besar. Pertambahan gaya yang terjadi akan mampu mengangkat batu.

Batu pada contoh di atas disebut beban, sedangkan gaya tekan yang diberikan orang tersebut disebut dengan usaha atau kuasa. w menyatakan beban yang akan diangkat atau dipindahkan. F merupakan gaya yang diberikan (kuasa). Titik O adalah titik tumpu tuas. Panjang OA merupakan panjang lengan beban (lb), sedangkan panjang OB merupakan panjang lengan kuasa (lk).

tuas berada dalam keadaan setimbang jika perkalian antara beban (w) dengan lengan beban (l_b) sama dengan perkalian antara kuasa (F) dengan lengan kuasa (l_k). Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

w × l_b = F × l_k

Sebuah pesawat dirancang untuk mempermudah pekerjaan manusia, oleh karena itu sebuah pesawat selalu mempunyai keuntungan. Keuntungan yang dimiliki sebuah pesawat disebut dengan keuntungan mekanis. Keuntungan mekanis adalah perbandingan antara beban yang diangkat dengan kuasa . Keuntungan mekanis tuas merupakan perbandingan antara lengan kuasa dengan lengan beban. Secara matematis dapat dirumuskan:

K_m = l_k/l_b

A.1. Tuas jenis pertama

Gambar 18.5 Diagram tuas jenis pertama

Tuas jenis pertama memiliki susunan seperti gambar 18.5 di samping. Posisi titik tumpu sistem kerja tuas jenis pertama berada di antara beban dan kuasa. Tuas jenis ini bekerja dengan memperbesar gaya yang diberikan. Contoh tuas jenis pertama adalah palu cakar, yaitu palu yang digunakan untuk mencabut paku. Paku yang akan dicabut merupakan beban. Titik tumpu palu cakar berada pada kepala palu dan kuasa diberikan pada gagang palu. 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.

A.2. Tuas jenis kedua

Gambar 18.7 Diagram tuas jenis kedua

Gambar 18.7 di samping menunjukkan diagram tuas jenis kedua. Tuas jenis kedua juga bekerja dengan cara memperbesar gaya. Beban tuas jenis kedua terletak di antara titik tumpu dan kuasa. Pembuka tutup botol merupakan contoh tuas jenis kedua. Titik tumpu pembuka tutup botol terletak pada ujung pembuka. Untuk membuka tutup botol, titik tumpu pembuka tutup botol diletakkan pada tutup botol. Dalam hal ini tutup botol merupakan beban, sedangkan tangan kita yang membuka bertindak sebagai kuasa. 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.




A.3. Tuas jenis ketiga

Gambar 18.9 Diagram tuas jenis ketiga

Tuas jenis ketiga mempunyai posisi kuasa yang terletak di antara titik tumpu dan beban seperti terlihat pada gambar 18.9 di samping. 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. Ujung yang lain merupakan titik tumpu. Sedangkan posisi tangan kita diletakkan di tengah antara beban dan titik tumpu. Contoh dari tuas jenis ketiga antara lain pinset, penjepit roti, dan staples. Ketiga contoh tersebut merupakan contoh tuas gabungan jenis ketiga.
Keuntungan –keuntungan pengungkit

·         keuntungan mekanis pengungkit jenis pertama

            pengngkit jenis pertama memiliki posisi titik tumpu yang berbeda diantara titik beban dan titk kuasa . panjang lengan beban dan panjang lengan kuasanya bergantung pada posisi titik tumpunya , sehingga keuntungan mekanis yang dihasilkan bisa lebih besar atau lebih kecil dari satu

·         keuntungan mekanis pengungkit jenis kedua

            pengungkit jenis kedua memiliki posisi titik beban yang berada diantara titik tumpu dan titik kuasa. Panjang lengan kuasa selalu lebih panjang daripada panjang lengan beban , sehingga keuntungan mekanis  ang dihasilkan selalu lebih besar  dari satu

·         keuntungan mekanis pengngkit jenos ketiga

            pengukit jeis ketiga memiliki posisi titik kuasa yang berada diantara titik beban dan titik kuasa selalu lebih pendek daripada panjang lengan beban, sehingga keuntungan mekanis yang dihasilkan selalu  lebih kecil dari satu.




B. Bidang miring

Bidang miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki suatu sudut, yang bukan sudut tegak lurus, terhadap permukaan horizontal. Penerapan bidang miring dapat mengatasi hambatan besar dengan menerapkan gaya yang relatif lebih kecil melalui jarak yang lebih jauh, dari pada jika beban itu diangkat vertikal. Dalam istilah teknik sipil, kemiringan (rasio tinggi dan jarak) sering disebut dengan gradien. Bidang miring adalah salah satu pesawat sederhana yang umum dikenal.

Dalam kehidupan sehari-hari bidang miring dapat dijumpai dalam hal-hal berikut ini:
-    Tangga naik ke suatu bangunan bertingkat dibuat berbelok atau melingkar untuk memudahkan menaikinya atau untuk melandaikan bidang miring
-    Jalan di daerah pegunungan dibuat berkelok-kelok supaya mudah dilaluinya
-    Ulir sekrup adalah bidang miring yang bentuknya istimewa. Bentuknya menyerupai tangga melingkar
-    Dua sisi baji membentuk sudut tajam. Sisi yang satu terhadap sisi yang lain. Baji digunakan untuk memudahkan membelah kayu
-    Dongkrak juga menggunakan asas bidang miring. Dengan memutar sekrup, maka ada bagian dongkrak yang naik. Bagian yang naik itu digunakan untuk mengangkat beban
-    Untuk menaikkan drum ke atas truk biasanya digunakan papan kayu yang miring.

Dalam bidang miring berlaku sebagai berikut:

• Makin landai bidang miring, maka makin kecil gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih panjang.
• Makin curam suatu bidang miring, maka makin besar gaya yang dibutuhkan, akan tetapi jalan yang dilalui lebih pendek.

Bidang miring ada 2 jenis yaitu:

B.1. Baji

Baji adalah pesawat sederhana yang prinsip kerjanya sama dengan bidang miring. Baji merupakan dua bidang miring yang disatukan. Baji terbuat dari bahan keras, misalnya besi atau baja. Baji digunakan untuk membelah kayu, membelah batu, atau benda keras lainnya. Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang dilakukan.

Contoh : Kapak, pisau, dan pahat  

2. Sekrup

Sekrup adalah bidang miring yang diputarkan pada tabung secara spiral. Jika kamu mengamati sebuah sekrup, kamu akan lihat uliran berupa bidang miring yang bergerak dari ujung sekrup hingga dekat puncaknya. Saat kamu memutar sekrup, uliran seolah-olah menarik sekrup ke dalam kayu. Sebenarnya, bidang miring pada sekrup itu bergeser melalui kayu.

Contoh : dongkrak mobil mekanik, paku ulir, dan baut.

C.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. Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban tersebut mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban secara kasar sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak roda yang ada, sistem semakin tidak efisien. karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan roda. Katrol adalah salah satu dari enam jenis pesawat sederhana.

Tidak ditemukan catatan mengenai kapan dan oleh siapa katrol pertama kali dikembangkan, tapi kemugkinan besar berasal dari Eurasia. Bagian dasar pembentuk sistem katrol, roda, ditemukan beberapa waktu setelah penemuan di Eurasia pada masyarakat di belahan barat, Afrika sub-Sahara, dan Australia. Dipercayai juga bahwa Archimedes mengembangkan rangkaian sistem katrol pertama, sebagai mana dicatat oleh Plutarch.

C.1. katrol tunggal

a.Katrol tunggal tetap

katrol tunggal tetap adalah katrol yang letaknya tetap (tidak bergerak). Katrol tetap sering digunakan pada sumur timba (contohnya coba lihat gambar kartol tetap di bawah ini).

Gambar katrol tetap dan skema prinsip kerja katrol tetap

Seperti halnya tuas, titik A adalah titik tumpu, titik B adalah titik beban, dan titik C adalah titik kuasa. Jarak AC adalah lengan kuasa (l_k) dan jarak AB adalah lengan beban (l_b)

Setelah kita ketahui jarak lengan beban dan lengan kuasa maka keuntungan mekanis (Km) katrol tetap dapat dicari. Sama halnya seperti mencari keuntungan mekanis (Km) pada tuas, maka keuntungan mekanis (Km) pada kartol tetap adalah sebagai berikut

(Ingat)** Jarak lengan beban (AB) sama dengan jarak lengan kuasa (AC) atau l_b = l_k atau AB = AC, oleh karena itu keuntungan mekanis katrol tetap adalah 1.

Meskipun keuntungan mekanis menggunakan katrol ini sama dengan satu, namun beban akan terasa lebih ringan daripada tanpa katrol (langsung dengan tali). Hal ini disebabkan oleh gaya yang dilakukan searah dengan berat badanmu. Akan tetapi dampak dari keuntungan mekanis sama dengan 1 (satu) adalah gaya yang kita keluarkan akan sama dengan berat benda, sehingga katrol tetapi tidak bisa digunakan untuk mengangkat benda yang massanya besar. Coba kamu bayangkan apa yang terjadi jika massa bandan kamu itu 50 kg lalu menarik benda dengan katrol yang massanya 56 kg? anda tidak akan mampu menarik benda tersebut justru anda yang tertarik oleh benda tersebut.

Oleh karena itu pemanfaatan katrol tetap hanya bisa digunkan untuk menarik atau mengangkat benda yang massanya kecil. Contoh pemanfaatan katrol tetap adalah sebagai berikut.

1. Menarik air dari dalam sumur dengan timba
2. Menaikan bendera agar sampai dipuncak tiang bendera
3. Menaikan sangkar burung pada saat even lomba burung

b.Katrol tunggal Bergerak

Contoh gambar katrol bergerak dan skema prinsip kerja katrol bergerak

Katrol bergerak adalah katrol yang bergerak jika sedang digunakan. Titik  A  adalah titik beban, titik B adalah titik kuasa, dan titik C adalah titik tumpu. Jarak AC adalah lengan beban dan jarak BC adalah lengan kuasa. Keuntungan mekanisnya sebagai berikut. Karena BC = 2 AC,  maka keuntungan mekanisnya: Jadi, katrol bergerak mempunyai keuntungan mekanis 2, artinya perbandingan antara berat beban dan gaya sama dengan dua.

Jika kamu mengangkat beban menggunakan katrol jenis ini, kamu hanya perlu memberikan gaya sebesar setengah kali berat beban. Kenapa orang-orang tidak menggunkan katrol bergerak untuk mengangkat air dari dalam sumur? Kenapa orang-orang menggunakan katrol tetap untuk mengangkat air dari dalam sumur yang keuntungan mekanisnya hanya 1? Apa bahaya dari katrol bergerak?

Ingat perlu diperhatikan, walaupun katrol bergerak memiliki keuntungan mekanis 2 yang artinya untuk mengangkat benda diperlukan gaya setengah dari berat benda tersebut, tidak bisa diterapkan di dalam menaikan air dari dalam sumur dengan menggunakan katrol bergerak karena gaya yang kita berikan arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Selain melawan berat benda kita juga akan melawan berat tubuh kita sendiri. Jadi sangat berbahaya menggunkan katrol bergerak, jika salah sedikit saja bisa-bisa kita yang tercemplung ke dalam sumur. Jangan coba-coba menggunkan katrol bergerak untuk mengangkat air dari dalam sumur.

2. Katrol ganda

Gambar 18.13 Katrol ganda

Katrol ganda merupakan gabungan antara katrol tetap dan katrol bergerak yang digunakan bersama-sama. Gambar 18.13 menampilkan contoh katrol berganda. Katrol berganda pada gambar 18.13 di samping terdiri atas 2 katrol tetap dan 2 katrol bergerak. Dengan menggunakan katrol berganda, keuntungan mekanisnya akan lebih besar. Keuntungan mekanis katrol dapat ditentukan dengan menghitung jumlah tali yang menghubungkan katrol bergerak atau menghitung banyaknya gaya yang bekerja melawan beban. Pada gambar 18.13 jumlah tali yang menghubungkan katrol bergerak ada 4. Dengan demikian, keuntungan mekanis katrol tersebut adalah 4. Keuntungan mekanis dari katrol berganda dirumuskan: K_m = x atau K_m = 2n

Keterangan: x : banyak tali n : banyak katrol bergerak

BAB III

PENUTUP

A.   Kesimpulan 

Semua jenis alat yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan manusia disebut pesawat. Kesederhanaan dalam penggunaannya menyebabkan alat-alat tersebut dikenal dengan sebutan pesawat sederhana. Pesawat sederhana dikelompokkan menjadi empat jenis, yaitu tuas, bidang miring, katrol, dan roda berporos.

1.      Tuas atau pengungkit adalah salah satu pesawat sederhana yang digunakan untuk mengubah efek atau hasil dari suatu gaya.

Contoh penggunaan prinsip pengungkit adalah gunting, linggis, dan gunting kuku

2.      Bidang miring adalah permukaan rata yang menghubungkan dua tempat yang berbeda ketinggiannya.

Prinsip kerja bidang miring juga dapat kamu temukan pada beberapa perkakas, contohnya kampak, pisau, pahat, obeng, dan sekrup.

3.      Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya.

Macam-macam katrol : katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

4.      Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama

Contoh alat yang menggunakan prinsip kerja roda berporos adalah setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.

Daftar  Pustaka

http://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_sederhana

http://kereta-sains.blogspot.com/2012/03/pesawat-sederhana-tuas-dan-bidang.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Katrol

Pratiwi P, R., dkk. (2008) . Contextual Teaching and Learning Ilmu Penetahuan Alam Kelas VIII Edisi 4 . Jakarta: Pusat Pembukuan Depdiknas.

Sulistyanto, H & Edi Wibowo (2008). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SD/MI kelas V . jakarta : Pusat Pembukuan Depdiknas.

Tim SEQIP . (2007). Buku IPA Guru Kelas 5 . Jakarta: Dirjen Diknasmen Depdikns . Tipler, P.A . (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik . Jakarta : Erlangga.

Halliday,D., & R. Resnick (1997). Physics. Terjemahan: Patur  Silaban dan Erwin Sucipto . Jakarta :Erlangga.