Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana dalah alat bantu untuk memudahkan kerja atau usaha. Pesawat sederhana terdiri dari tuas (pengungkit), katrol, bidang miring, dan roda berporos. Tujuan pesawat sederhana adalah melipatgandakan gaya atau kemampuan, mengubah arah gaya, dan memperbesar kecepatan. 

Bila kita mendengar kata pesawat, perhatian kita akan terpusat pada alat canggih buatan manusia, misalnya pesawat terbang, pesawat telepon, dan sebagainya. 

Benarkan yang disebut pesawat harus selalu peralatan yang rumit dan menggunakan teknologi tinggi?

Untuk melakukan pekerjaan, kita dapat menggunakan tangan, kaki atau bagian tubuh lainnya. Untuk pekerjaan ringan, seperti menulis menyisir rambut, memakai baju, atau mandi, kita dapat melakukannya dengan mudah. Namun, untuk pekerjaan berat seringkali kita sulit melakukannya. Misalnya, mengangkat benda bermassa 100 kg, membelah batu, menggiling padi, dan sebagainya.

Untuk memudahkan pekerjaan-pekerjaan berat, manusia biasanya menggunakan alat bantu. Alat-alat bantu yang memudahkan pekerjaan manusia disebut pesawat. Keuntungan menggunakan pesawat sederhana adalah memindahkan beban yang berat dengan gaya yang kecil. 

Jenis-jenis Pesawat Sederhana

1. Tuas  (Pengungkit)

Tuas disebut juga dengan pengungkit. Dalam ilmu Fisika, tuas (pengungkit) adalah pesawat sederhana yang terdiri dari sebuah batangan kokoh yang dapat berputar mengelilingi sebuah titik. 

Tuas (pengungkit) adalah suatu alat yang dapat digunakan untuk mempermudah melakukan usaha. Alat ini sering difungsikan sebagai alat bantu untuk mengangkat, memindahkan,a tau mencongkel barang/benda. Dengan tuas (pengungkit), maka proses pemindahan barang membutuhkan energi yang lebih sedikit dibandingkan tanpa tuas (pengungkit).

Tuas adalah suatu alat yang memudahkan manusia dalam melakukan usaha/kerja tanpa mengurangi berat benda. Tuas atau pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. 

Bagian-bagian Tuas (Pengungkit)

Tuas (pengungkit) mempunyai tiga bagian utama, yaitu titik kuasa, titik tumpu, dan titik beban. 

1. Titik Kuasa Tuas (Pengungkit) : Titik kuasa adalah bagian dari pengungkit yang diberi tenaga (gaya) agar benda terangkat. Gaya yang diberikan pada titik tersebut dinamakan gaya kuasa. Sementara itu, jarak dari titik kuasa ke titik tumpu disebut lengan kuasa.
2. Titik tumpu (fulcrum) : Titik tumpu adalah titik di mana tuas (pengungkit) bertumpu (berpusat). Hakikatnya, titik ini adalah sebuah penyokong, atau kaki, yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga memungkinkan sejumlah tekanan yang relatif kecil untuk mengangkat beban yang bobotnya relatif berat.
3. Titik beban : Titik beban adalah titik tempat beban atau barang yang akan dijungkit bertumpu. Beban adalah gaya yang akan dikalahkan. Sementara itu, jarak dari titik beban ke titik tumpu disebut lengan beban.

Prinsip Kerja Tuas (Pengungkit)

Prinsip kerja tuas (pengungkit) adalah memperbesar gaya angkat dengan cara memperpanjang lengan kuasa. Besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban bergantung pada perbandingan panjang lengan kuasa dan lengan beban:

• Jika panjang lengan kuasa lebih panjang daripada lengan beban, maka untuk mengangkat benda diperlukan gaya yang lebih kecil;
• Jika panjang lengan kuasa lebih pendek daripada lengan beban, maka untuk mengangkat benda diperlukan gaya yang lebih besar.

Jadi, cara yang paling mudah untuk mengangkat beban adalah memperpanjang lengankuasa sehingga dibutuhkan gaya yang lebih kecil.

 Fungsi Tuas (Pengungkit)

Tuas (pengungkit) adalah pesawat sederhana dengan fungsi utama adalah sebagai berikut:

1. mempermudah usaha atau kerja
2. memudahkan dalam menggerakkan atau mengangkat beban
3. alat pembesar gaya, gaya yang dihasilkan lebih besar daripada gaya yang dikeluarkan.

Jenis-jenis Tuas (Pengungkit)

1. Tuas (Pengungkit) Jenis/Golongan Pertama : Tuas (pengungkit) jenis/golongan pertama merupakan tuas dengan titik tumpu terletak antara titik beban dan titik kuasa atau titik tumpu terletak di antara dua beban. Contoh alat yang tergolong tuas jenis pertama adalah tang, papan jungkat-jungkit, neraca sama lengan, dan gunting.
2. Tuas (Pengungkit) Jenis/Golongan Kedua : Tuas (pengungkit) jenis/golongan kedua merupakan tuas dengan titik beban terletak di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh alat dalam kehidupan sehari-hari adalah gerobak dorong roda satu, alat pemecah biji, dan alat pembuka tutup botol.
3. Tuas (Pengungkit) Jenis/Golongan Ketiga : Tuas (pengungkit) jenis golongan kedua merupakan tuas dengan titik kuasa terlerak antara titik tumpu dan titik beban. Contoh alat dalam kehidupan sehati-hari adalah sekop dan pinset.

Keuntungan Mekanis Tuas (Pengungkit)

Keuntungan mekanis tuas (pengungkit) adalah perbandingan antara besar beban dan besar gaya yang dikeluarkan untuk mengimbangi beban atau perbandingan antara lengan kuasa dan lengan beban.

Contoh Tuas (Pengungkit) dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Tang
2. Neraca sama lengan
3. Jungkat-jungkit
4. Palu pencabut paku
5. Gunting
6. Gerobak dorong satu roda
7. Pemecah biji
8. Pembuka tutup botol
9. Sekopa
10. Pinset

2. Bidang Miring

Dalam Fisika, bidang miring adalah sebuah bidang datar dengan salah satu sisinya (ujungnya) ebrada pada posisi lebih tinggi membentuk sudut kemiringan tertentu di atas tanah. Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang bekerja dengan menambah jarak tempuh benda untuk memperkecil usaha.

Bidang miring sering digunakan manusia untuk mempermudah usaha. Alat berfungsi menghubungkan dua tempat dengan ketinggian berbeda. Bidang miring kebanyakan digunakan untuk membantu proses pemindahan benda. Bidang miring bisa mempermudah gerakan benda. 

Untuk memindahkan benda dari suatu tempat ke tempat yang lebih tinggi akan terasa berat jika langsung kita angkat. Namun, dengan bidang miring, proses tersebut akan terasa lebih ringan.

Prinsip Kerja Bidang Miring

Prinsip kerja bidang miring adalh memperbesar atau menabah jarak untuk mengurangi usaha. Jarak tempuh benda ditambah dengan menggunakan permukaan datar dengan salah satu ujungnya dibuat lebih tinggi dengan sudut kemiringan tertentu di atas tanah. 

Benda akan bergerak di sepanjang permukaan tersebut sehingga posisinya berpindah dari posisi yang lebih rendah ke posisi yang lebih tinggi, atau sebaliknya.

Keuntungan dan Kelemahan Bidang Miring

Sebagai pesawat sederhana, bidang miring juga memiliki keuntungan mekanis (mekanik). Bidang miring memiliki keuntungan mekanis yang merupakan perbandingan antara berat beban dan gaya, atau perbandingan antara panjang dan tinggi bidang miring.

Keuntungan menggunakan bidang miring adalah memperkecil usaha yang dilakukan dengan menambah jarak tempuh. Bidang miring akan mempermudah gerakan benda dengan bidang yang datar tetapi dibuat miring untuk mengangkat benda ke tempat yang lebih tinggi.

Sedangkan, kelemahan atau kerugian penggunaan bidang miring adalah jarak yang ditempuh atau dilalui semakin lebih jauh sehingga untuk menggunakannya diperlukan waktu yang relatif lebih lama. 

Contoh Penerapan Bidang Miring dalam Kehidupan Sehari-hari

Prinsip kerja bidang miring digunakan pada pembuatan jalan-jalan di bukit dan pegunungan, sekrup, resleting, dan tangga.

 Sekrup bekerja dengan menggunakan prinsip bidang miring. Pada dasarnya, sekrup adalah bidang miring yang melilit pada sebuah silinder. Pada sekrup terdapat silinder dan uliran yang bekerja bersamaan. Jika sekrup diputar satu kali maka kepala sekrup dan sumbu sekrup akan bergerak melingkar satu kali. 

3. Kartol

Dalam ilmu Fisika, katrol adalah roda yang berputar tetapi tidak berjalan yang berfungsi untuk menarik dan mengangkat benda. Katrol digunakan bersama-sama dengan tali atau rantai yang dilingkarkan di sekeliling alur katrol. Salah satu ujung diikatkan dengan beban yang akan ditarik atau diangkat, sedangkan ujung lainnya tempat gaya kuasa bekerja. Benda akan lebih mudah terangkat dengan katrol. Hal ini telah banyak dibuktikan dalam kehidupan sehari-hari.

Sebagai contoh, penggunaan pada sumur timba.