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.

Rangkuman

1. Usaha adalah besarnya energi yang digunakan gaya untuk memindahkan suatu benda. 
2. Besarnya usaha (W) ditentukan oleh besar gaya yang diberikan pada benda (F dan ear perpindahanna s). 
3. Pesawat sederhana adalah alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. 
4. Keuntungan mekanis (KM) adalah bilangan yang menunjukkan berapa kali pesawat menggandakan gaya. 
5. Jenis-jenis pesawat sederhana ada empat, yaitu katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit.
6. Katrol terdiri atas katrol tetap dan katrol bebas. Katrol tetap berfungsi untuk mengubah arah gaya. Pada katrol tetap tunggal, gaya kuasa yang digunakan untuk menarik beban sama dengan gaya beban. Keuntungan mekanis katrol tetap sama dengan 1. Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi lebih kecil daripada gaya beban. 
7. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. 
8. Keuntungan mekanis dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban. 
9. Beberapa benda yang  menerapkan prinsip roda berporos di antaranya roda sepeda, kursi roda, mobil, dan sepatu roda. 
10. Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memperkecil gaya kuasa. 
11. Beberapa benda yang menerapkan prinsip bidang miring di antaranya tangga, sekrup, dan pisau.
12. 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. 
13. Beberapa benda yang menerapkan prinsip pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkat-jungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya. 
14. Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. 
15. Koordinasi otot dan tulang memiliki kesesuaian dengan prinsip pesawat sederhana. 
16. Lengan merupakan salah satu organ yang menerapkan prinsip pesawat sederhana yaitu merupakan pengungkit jenis ketiga. 
17. Alat-alat dalam kehidupan yang mengikuti prinsip pesawat sederhana terdiri atas katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit.
18. sumber:https://www.bukusekolah.net/2019/04/prinsip-kerja-pesawat-sederhana-pada.html

Roda bergigi

 Roda Berporos/roda bergandar

Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. Kegunaaan roda berporos yaitu untuk menggeser benda agar lebih ringan dan memperkecil gaya gesek. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.

sumber:https://www.juraganles.com/2016/12/pesawat-sederhana-tuas-bidang-miring-katrol-roda-berporos.html

Bidang Miring

√ Bidang Miring : Pengertian, Prinsip, Rumus & Contoh Soalnya Lengkap

SeputarIlmu.Com – Setiap alat yang berguna untuk memudahkan pekerjaan manusia disebut pesawat. Ada pesawat rumit dan ada pula pesawat sederhana. Bidang miring adalah salah satu contoh pesawat sederhana. Pesawat sederhana digunakan untuk memudahkan pelaksanaan pekerjaan, walaupun membutuhkan waktu yang lebih lama (lintasan lebih jauh). Pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai bidang miring. Untuk lebih jelasnya bacalah artikel berikut ini!

---

Pengertian Bidang Miring

Bidang miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki suatu sudut dengan salah satu ujungnya lebih tinggi dari ujung yang lain dan merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang sering digunakan untuk memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi.

Untuk memindahkan sebuah benda yang sangat berat menggunakan bidang miring, tentu kita harus mengetahui seberapa besar usaha yang kita butuhkan.

---

Prinsip – Prinsip Bidang Miring Dalam Kehidupan Sehari – Hari

Prinsip bidang miring banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari – hari. Beberapa contoh pemanfaatan bidang miring adalah sebagai berikut :

• Jalan disekitar gunung atau pegunungan dibuat melingkar-lingkar agar kemiringannya tidak terlalu terjal. Dengan demikian, kendaraan akan lebih mudah melewatinya. Jika jalan dibuat lurus dari lembah ke puncak, jalan menjadi sangat curam sehingga membahayakan kendaraan yang melaluinya.
• Untuk membelah kayu yang besar orang memanfaatkan baji. Bentuk baji yang menggunakan prinsip bidang miring akan memudahkan orang membelah kayu.
• Di dalam dongkrak terdapat uliran yang terbentuk bidang miring uliran ini meringankan kerja ketika dongkrak sedang digunakan.
• Kebanyakan tangga yang terdapat pada rumah atau bangunan yang lebih tinggi dari permukaan tanah dibuat miring agar memudahkan orang untuk mendakinya.
• Alur-alur pada sekrup sebenarnya memanfaatkan bidang miring.

---

Contoh Alat Bidang Miring

• tangga naik sebuah bangunan bertingkat-tingkat dan berkelok-kelok untuk memperkecil gaya
• jalan di pegunungan berkelok-kelok agar mudah dilalui
• ulir sekrup yang bentuknya menyerupai tangga melingkar
• baji (pisau, kater, kampak, dan lain sebagainya)
• dongkrak juga adalah sebuah contoh bidang miring karena memakai prinsip sekrup
• untuk menaikkan drum keatas truk menggunakan papan kayu yang dimiringkan.

---

Rumus Bidang Miring

Rumus bidang miring dibentuk dari perpaduan antara gaya kuasa, berat benda, tinggi, dan panjang bidang miring. Perhatikan skema berikut:

rumus bidang miring

Secara matematis, rumus bidang miring yaitu:

Fk x s = W x h

Keterangan :

Fk = Gaya kuasa (N)
s = Panjang bidang miring (m)
W = Berat benda (N)
h = Tinggi bidang miring (m)

Selain itu, keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan:

Keuntungan Mekanik = W / F = s / h

Keuntungan mekanik bidang miring adalah perbandingan antara panjang bidang miring dengan tinggi bidang miring

---

Contoh Soal Bidang Miring

Contoh Soal 1

Pada sebuah bidang miring dengan ketinggian 1 m dan panjangnya 5 m. apabila berat benda yang akan dipindahkan 1.880 N, maka hitunglah gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut!

Penyelesaian:

Diketahui

w = 1.880 N

s = 5 m

h = 1 m

Dijawab

w/F = s/h

1.880 N/F = 5 m/1 m

1.880 N/F = 5

F = 1.880 N/5

F = 376 N

Jadi,  gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut yaitu 376 N

Contoh Soal 2

Papan yang panjangnya 3,6 m disandarkan pada bak mobil yang berada 80 cm dari tanah. Papan tersebut akan digunakan untuk mendorong peti yang massanya 90 kg dari tanah ke bak mobil. Berapa keuntungan mekanis dan gaya dorongnya jika percepatan gravitasi ditempat tesebut 10 m/s2?

Penyelesaian:

Diketahui :

s = 3,6 m

h = 80 cm = 0,8 m

m = 90 kg

g = 10 m/s2

KM = s/h

KM = 3,6 m/0,8 m

KM = 4,5

Ditanya

keuntungan mekaniknya ???

Jawab

w/F = s/h

m.g/F = s/h

90 kg.(10 m/s2)/F = 3,6 m/0,8 m

900 N/F = 4,5

F = 900 N/4,5

F = 200 N

Jadi, keuntungan mekanis dan gaya dorongnya yaitu 200 N

Contoh Soal 3

Dengan memakai papan yang memiliki panjang 4 meter, pekerja mengerahkan gaya 1.250 N untuk memindahkan kotak ke langit-langit yang memiliki tinggi 2 meter. Berapakah berat kotak itu?

Penyelesaian

Diketahui

s = 15 m
F = 1.250 N
h = 2 m

Ditanya

Berat Benda ???

Jawab

w/F = s/h
w/1250 N = 4 m/2 m
w/1250 N = 2
w = 2 . 1250 N
w = 2500 N

Jadi berat benda tersebut yaitu 2500 N

Contoh Soal 4

Sebuah benda memiliki berat 1800 N akan dinaikkan ke ketinggian 2,5 m. Jika keuntungan mekanis yang diharapkan yaitu 6, berapakah jarak yang ditempuh benda pada bidang miring dan kuasa yang dibutuhkan untuk mendorong benda tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui

w = 1.800 N
h = 2,5 m
KM = 6

Ditanya

Gaya Kuasa ???

Jawab

KM = s/h
6 = s/2,5 m
s = 6 . 2,5 m
s = 15 m

KM = w/F
6 = 1.800 N/F
F = 1.800 N/6
F = 300 N

Jadi, gaya kuasa yang dibutuhkan yaitu 300 N

Bidang miring sangat memudahkan kita dalam memindahkan sebuah benda ke tempat yang lebih tinggi. Pemanfaatan bidang miring pun pasti sudah sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Tetapi kelemahannya adalah penggunaan bidang miring harus melalui perjalanan yang jauh.

Itulah ulasan mengenai √ Bidang Miring : Pengertian, Prinsip, Rumus & Contoh Soalnya Lengkap. Semoga apa yang telah diulas dapat bermanfaat bagi pembaca. Sekian dan terima kasih.

sumber:https://seputarilmu.com/2018/12/bidang-miring.html

Katrol

pengertian, Rumus dan Macam-macam Jenis Pesawat Sederhana Katrol beserta Contohnya

Contents [show]

Pengertian, Rumus dan Macam-macam Jenis Pesawat Sederhana Katrol beserta Contohnya – Artikel kali ini akan membahas mengenai pesawat sederhana yang biasa disebut dengan katro. Apa itu katrol? Untuk itu artikel ini akan mengupas mengenai katrol, rumus katrol, gambar katrol, macam-macam katrol, jenis jenis katrol, contoh pesawat sederhana katrol, Contoh soal tentang katrol, katrol tetap, katrol bebas, katrol majemuk, katrol bergerak dan sistem katrol.

Pengertian Katrol

Apa itu katrol? Katrol adasa suatu pesawat sederhana yang biasanya digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia, sama seperti dengan tuas. Katrol dibedakan menjadi 3 macam yaitu:

1. Katrol tetap

Katrol tetap ialah katrol yang memiliki nilai yang tetap. Pada katrol tetap ini rumus tuas w 1b = F 1k. Karena lengan pada beban sama dengan kuasa (1b = 1k) sehingga gaya kuasa sama dengan beban yang diangkat dan juga dirumuskan seperti berikut ini:

F = w

F = gaya kuas

w = berat beban

Keuntungan mekanik katrol tetap dirumuskan sebagai berikut.

KM = W/F = Ik/Ib = 1

KM = keuntungan mekanik katrol

w = berat benda (N)

F = gaya kuasa (N)

lk = lengan kuasa (m)

lb = lengan beban (m)

Contoh salah satu katrol tetap yang biasa kamu temukan di rumah adalah, kerekan sumur.

Contoh Soal tentang Katrol Tetap

Seseorang mengangkat balok kayu yang beratnya 200 N setinggi 4 m. Berapa besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat balok kayu dan usaha yang dilakukan orang tersebut pada balok kayu?

Pembahasan

Diketahui:

w = 200 N

s = h = 4 m

Pertanyaan:

F = …?

W = …?

Jawaban:

Keuntungan mekanik katrol tetap = 1

KM = W/F

F = W/KM

= 200 N/1 = 200 N

Besar gaya untuk mengangkat balok kayu 200 N.

W = F s

= 200 N x 4 m

= 800 Nm = 800 J

Jadi, besar usaha yang dilakukan pada balok kayu adalah 800 J.

2. Katrol bergerak

Katrol bergerak ialah katrol yang bisa bergerak secara bebas. Bebas di sini maksudnya adalah, bebas untuk diletakkan dengan cara digantungkan pada bagian poros atau bisa juga sumbu katrol serta dihubungkan dengan tali. Sama seperti katrol tetap, dalam katrol bergerak juga berlaku rumus seperti di bawah ini.

w lb = F lk

Panjang lengan kuasa dua kali panjang lengan beban (lk = 2lb) atau Ik/Ib = 2

Dengan demikian, keuntungan mekanik katrol bergerak secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

KM = Ik/Ib = W/F = 2 atau F = 1/2 W

Contoh Soal tentang Katrol Bergerak:

Seorang anak mengangkat batu bata dengan menggunakan katrol bergerak. Jika gaya yang digunakan sebesar 125 N, berapa berat beban yang dapat diangkat?

Pembahasan

Diketahui:

F = 125 N

Pertanyaan:

w = …?

Jawaban:

Keuntungan mekanik katrol tetap = 2

KM = w/f

w = KM F

= 2 x 125 N

= 250 N

Jadi, beban yang dapat diangkat anak tersebut sebesar 250 N.

3. Katrol gabungan

Katrol gabungan merupakan katrol yang tersusun atas beberapa katrol, sistem katrol ini digunakan untuk mengangkat beban yang memiliki bobot yang sangat berat. Seperti contoh, mengangkat kerangka jembatan atau juga mengangkat mobil rusak. Keuntungan mekanik sistem katrol bisa dihitung dengan rumus seperti di bawah ini.

KM = w/f = n

n = jumlah katrol

Contoh Soal tentang Sistem Katrol

Sebuah takal (sistem katrol) digunakan untuk mengangkat batu seberat 600 N. Jika takal itu tersusun dari 4 katrol, berapakah

1. keuntungan mekanik takal?
2. gaya tarik yang diperlukan untuk mengangkat batu?

Pembahasan

Diketahui:

w = 600 N

n = 4

Pertanyaan:

1. KM = …?
2. F = …?

Jawaban:

1. KM = n = 4

Jadi, keuntungan mekanik takal adalah sebesar 4.

1. KM = w/f

F = w/KM

= 600 N/4

= 150 N

Jadi, gaya yang digunakan untuk mengangkat batu tersebut sebesar 150 N.

sumber:https://www.ruangguru.co.id/pengertian-rumus-dan-macam-macam-jenis-pesawat-sederhana-katrol-beserta-contohnya/