PERTEMUAN 6 PESAWAT SEDERHANA

Dalam melakukan berbagai aktivitas di kehidupan sehari-hari, kita selalu berupaya agar dapat
melakukan usaha dengan mudah. Melalui akal pikiran yang diberikan Tuhan, manusia dapat
menemukan berbagai alat sederhana yang memudahkan melakukan kerja/usaha. Misalnya,
gunting yang dapat digunakan untuk memotong kertas, palu untuk menancapkan paku, katrol
yang biasa digunakan untuk mengambil air dari sumur, sekrup untuk menyatukan beberapa kayu
dalam membuat meja, pinset untuk mengambil beberapa objek saat melakukan praktikum, roda
untuk mempermudah dalam memindahkan barang, dan lain sebagainya. Alat-alat bantu
sederhana untuk membantu melakukan aktivitas disebut pesawat sederhana. Pesawat sederhana
adalah alat yang digunakan untuk mempermudah melakukan usaha/kerja.

Jenis-jenis pesawat sederhana ada empat, yaitu: katrol, roda berporos, bidang miring, dan
pengungkit.

Katrol

adalah pesawat sederhana berupa roda beralur yang terhubung dengan tali dan digunakan untuk
memudahkan dalam melakukan kerja karena katrol dapat mengubah arah gaya ketika menarik
atau mengangkat beban. Contoh penggunaan katrol adalah untuk menimba air di sumur.

Katrol terdiri atas tiga jenis, yaitu: katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

Contoh soal :

1. Benda 200 kg ditarik ke atas. Berapa gaya tarik dan keuntungan mekanisnya jika digunakan:
1. sebuah katrol tetap;
2. sebuah katrol bergerak;
3. sebuah katrol majemuk yang terdiri dari 4 katrol!
Jawaban:
w=mxg
w = 200 x 10 = 2000 N
Kentungan mekanis untuk:
1. Sebuah katrol tetap = 1
F = w/KM = 2000 N/1 = 2000 N
2. Sebuah katrol bergerak = 2
F = w/KM = 2000 N/2 = 1000 N
3. Sebuah takal yang terdiri dari 4 katrol = 4
F  = w/KM = 2000 N/4 = 500 N

2. Perhatikan gambar berikut!

Tentukan gaya yang diperlukan dan keuntungan mekaniknya dari beban 300 N!
Pembahasan:

Diketahui:
w = 300 N
Ditanyakan: F dan KM = …?
Jawaban:
F = w = 300 N
KM = w/F = 300 N/ 300 N = 1 kali

Roda berporos

adalah pesawat sederhana yang memakai roda dan mempunyai poros tempat berputarnya roda.
Roda berporos adalah pesawat sederhana yang mengandung dua roda dengan ukuran berbeda

yang berputar bersamaan. Gaya kuasa dikerjakan pada roda yang besar atau disebut roda, gaya
beban bekerja pada roda yang lebih kecil atau disebut poros. Keuntungan mekanis roda berporos
sama dengan perbandingan jari-jari roda besar dengan roda yang kecil.Contoh penggunaan roda
berporos adalah pada roda sepeda motor dan roda gerigi pada sepeda.

Bidang miring
adalah bidang datar yang
diletakkan miring atau membentuk
sudut tertentu, sehingga dapat
memperkecil gaya kuasa. Contoh penggunaan bidang miring adalah tangga, sekrup, dan pisau.

Penyelesaian:

Diketahui :
Panjang papan = 5 m. Selalu periksa jika satuan panjang papan dengan tinggi bidang miring
sudah sama. Karena satuan tinggi bidang miring masih dalam cm, jadi kita ubah dulu ke dalam
m. Sehingga, tinggi bidang miring = 100 cm = 1 m.
Massa benda = 5 kg. Massa benda berbeda dengan berat benda. Jadi, kita ubah dulu massa benda
menjadi berat benda.
Berat benda = massa benda × percepatan gravitasi = 5 kg × 10 m/s² = 50 N.
Ditanya :
Berapa gaya yang dikerjakan oleh Rogu?

Jadi, gaya yang dikerjakan Rogu untuk memindahkan beban tersebut adalah sebesar 10 N.
Berapa nilai keuntungan mekanis bidang miring tersebut?

Catatan : Untuk mencari besar keuntungan mekanisnya, kamu bisa pilih salah satu dari rumus di
atas, bisa KM = s/h atau KM = W/F karena nilainya akan sama. Tapi utamakan pilih rumus yang
nilainya sudah diketahui .

Jadi, keuntungan mekanis bidang miringnya adalah sebesar 5.

Pengungkit
adalah pesawat sederhana yang dapat memudahkan usaha dengan cara mengandalkan gaya kuasa
dan mengubah arah gaya. Contoh penggunaan pengungkit adalah untuk menggunting kuku,
memotong kertas, dan menggambil tanah dengan sekop.

Pengungkit terdiri atas tiga jenis, yaitu: jenis pertama yang titik tumpunya terletak di antara
beban dan kuasa, jenis kedua yang titik bebannya ada di antara kuasa dan tumpu, serta jenis
ketiga yang titik kuasanya ada di antara beban dan tumpu.

Keuntungan mekanis pengungkit atau tuas bisa ditentukan melalui rumus di bawah ini :

Contoh soal :

Tentukan gaya yang diperlukan anak!
Pembahasan
Rumus untuk pengungkit atau tuas:
F x Lk = W x Lb

Dimana:
Lk = panjang lengan kuasa atau lengan gaya, dihitung dari titik kerja gaya ke tumpu
Lb = panjang lengan beban, dihitung dari titik beban hingga tumpu

sehingga:

F x Lk = W x Lb

F x 180 = 360 x 20
F = 40 Newton

Keuntungan Mekanis tuas di atas adalah :

KM = W/F = 360/40 = 9
KM = Lk/Lb = 180/20 = 9