KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN

(1)

PESAWAT SEDERHANA PERTEMUAN 5

HARLINDA SYOFYAN, S.Si., M.Pd

PENDIDIKAN GURU SEKOLAH DASAR

(2)

KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN

1. Mahasiswa mampu Mengidentifikasi berbagai jenis pesawat sederhana, misalnya pengungkit, bidang miring, katrol, dan roda. 2. Menggolongkan berbagai alat rumah tangga sebagai pengungkit,

bidang miring, katrol, dan roda.

3. Mengidentifikasi kegiatan sehari-hari yang menggunakan pesawat sederhana.

(3)

PETA KONSEP

PESAWAT SEDERHANA

Pengungk it

Bidang

Miring Katrol _BerporosRoda

Pengungkit Jenis I

Pengungkit Jenis III

Pengungkit Jenis II

Katrol

(4)

(5)

Tujuan menggunakan pesawat sederhana adalah

untuk:

a)Melipatgandakan gaya atau kemampuan kita.

b)Mengubah arah gaya yang kita lakukan.

(6)

A. TUAS atau PENGUNGKIT



Pengungkit (tuas

) merupakan alat yang

digunakan untuk mengungkit benda yang berat.



Tuas atau pengungkit adalah sebuah batang

yang dapat diputar di sekitar titik tumpu.



Pengungkit dapat berupa kayu atau besi panjang

yang di beri gaya pada salah satu sisinya.



Kuasa

adalah gaya yang diberikan pada suatu

benda untuk memindahkannya.

(7)

A. TUAS atau PENGUNGKIT (2)



Tuas berfungsi sebagai alat pembesar gaya

sehingga keuntungan menggunakan tuas adalah

gaya yang dihasilkan lebih besar daripada gaya

yang dikeluarkan.



Besarnya gaya yang dihasilkan bergantung pada

panjang lengan gaya dan panjang lengan beban.



Makin besar perbandingannya, makin besar pula

(8)

Keterangan :

B = beban T = titik tumpu K = kuasa

(9)

A. TUAS atau PENGUNGKIT (4)

 Jika benda yang akan diungkit memiliki berat w, diletakan pada ujung tuas, yang diletakkan pada titik tumpu sejauh

lb, maka kita akan memerlukan gaya sebesar F pada jarak lk untuk mengungkitnya.

 Saat benda diungkit maka :

W l

_B

= F l

_K

 Perbandingan antara berat beban dab gaya kuasa atau perbandingan antara lengan kuasa dan lengan beban

disebut keuntungan mekanis (tidak mempunyai

satuan).



KM = w = l

_K

(10)

CONTOH SOAL

 Sebuah tuas memiliki lengan beban 2 cm dan lengan kuasa 10 cm. Jika kita

ingin mengangkat beban yang memiliki berat 5 N, berapa gaya yang harus kita gunakan? Tentukan pula keuntungan mekanis alat tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui : lB = 2 cm; lK = 10 cm; w = 5 N

Ditanya : F = ?; KM = ?

W lB = F lK

5 N x 2 cm = F x 10 cm

F = 10 N cm = 1 N

10 cm

 KM = w = 5 = 5  F 1

(11)

LATIHAN

Sebuah beban bermassa 10 kg. Jika kita ingin mengangkat

beban tersebut menggunakan tuas sepanjang 3 m dengan letak

titik tumpu 1m dari beban, berapakan gaya minimal yang harus

dikeluarkan?

(12)

Coba perhatikan gambar di bawah ini manakah pengungkit yang memerlukan kuasa (tenaga yang lebih sedikit, mengangkat beban gambar (a) atau (b) ?

K T K

T

Ingat : * semakin panjang Lb dari Lk, maka kuasa yang diberikan semakin besar.

* semakin pendek Lb dari Lk, maka kuasa yang diberikan semakin sedikit.

B

T

K

B

T

(13)

A. TUAS atau PENGUNGKIT (6)

 Titik beban adalah tempat beban melekat

 Titik tumpu adalah tempat alat bertumpu

 Titik kuasa adalah tempat kuasa bekerja

 Lengan beban adalah jarak antara titik beban dan titik tumpu

 Lengan kuasa adalah jarak antara titik tumpu dan titik kuasa

(14)

A. TUAS atau PENGUNGKIT (7)

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

Pengungkit Jenis Pertama

 Titik tumpunya terletak di antara titik beban dan titik kuasa (

B – T – K )

 _{Makin dekat jarak titik tumpu ke beban, maka keuntungan mekanis}

yang diperoleh akan makin besar

 Contoh :

B T K K B T K T B B T K B K T B T

TT KT

(15)

A. TUAS atau PENGUNGKIT (8)

Pengungkit Jenis Kedua



Titik bebannya terletak di antara titik tumpu dan

titik kuasa (

T – B – K )



Keuntungan mekanis akan lebih besar diper

(16)

Pengungkit Jenis Ketiga



Titik kuasanya terletak di antara titik tumpu dan

titik beban

( T – K – B ).



Tuas kelas tiga berfungsi untuk memperbesar

perpindahan.

Contoh :

K

(17)

CONTOH SOAL

Sebuah batu yang beratnya 500 N dipindahkan menggunakan

sebuah tuas dengan gaya sebesar 200 N. Bila lengan kuasa 50 cm, hitunglah: a. jarak antara beban ke titik tumpu tuas

b. keuntungan mekanis yang diperoleh

Penyelesaian:

Diketahui: w = 500 N; F = 200 N; lk = 50 cm = 0,5 m

Ditanya: (a) lk ; (b) km Jawab:

a. jarak antara beban dengan titik tumpu tuas (lk):

w = lk → lk = w. lb → lk = 500 N x 0,5 m— = 1,25 m F lb F 200 N

Jadi, jarak antara beban dengan titik tumpu tuas adalah 1,25 m.

b. Keuntungan mekanis yang diperoleh:

KM = w = 500 N = = 2,5 F 200 N

(18)

B. BIDANG MIRING

 Bidang Miring dapat dibuat dari papan yang diletakkan secara miring.

 Dapat memindahkan barang tanpa mengangkatnya, cukup

ditarik atau di dorong.

(19)

B. BIDANG MIRING (2)



Keuntungan :

Lebih mudah untuk dilalui, dan tenaga yang diberikan lebih sedikit



Kerugian :

(20)

B. BIDANG MIRING (3)

 w h = F s

Keterangan : w = beban (N) F = gaya (N)

s = panjang bidang miring (m) h = tinggi bidang miring (m)

 Jika bidang miring licin, keuntungan mekanis dapat dikatakan bahwa

perbandingan beban dengan kuasa sama dengan perbandingan jarak perpindahan dengan tinggi bidang miring adalah :

 KM = w = l

F h Keterangan :

KM = keuntungan mekanis w = beban (N)

F = gaya (N)

(21)

CONTOH SOAL

Seorang pedagang akan menaikkan barang yang baru saja dibelinya menuju ketinggian 1,5 m dari tanah. Untuk mempermudah memindahkan barang seberat 900 N itu, ia menggunakan bidang miring licin sepanjang 4,5 m. Hitunglah gaya dorong minimum yang diperlukan untuk menaikkan barang tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui : l = 4,5 m ; w = 900 N ; h = 1,5 m Ditanya : F

Jawab:

w = l → F = wh → F = 900 N x 1,5 m = 300 N F h l 4,5 m

Jadi, gaya dorong minimum yang diperlukan untuk menaikkan benda adalah 300 N.

(22)

C. KATROL

• Katrol digunakan untuk mengangkat dan menarik suatu benda.

• Prinsip kerja katrol adalah mengubah arah gaya sehingga kerja yang dilakukan menjadi lebih mudah.

• Terdiri dari seutas tali dan kerekan • Katrol terbagi 3 :

1. Katrol Tetap

 adalah katrol yang digantungkan pada tempat yang kokoh.

 Bila tali diberi beban, kerekan tidak berpindah tempat, tetapi berputar di tempatnya, sehingga beban bergerak ke atas dan kebawah mengikuti gerak tali.

 Keuntungan mekanisnya satu dan gaya yang diberikan sama dengan berat beban

(23)

C. KATROL (2)

1. Katrol Tetap

W l

_B

= F l

_K

W = berat beban (N) lB = lengan beban (m)

F = gaya angkat (N) lk = lengan beban (m)

 _{Prinsip kerja katrol tetap adalah besar gaya kuasa sama}

dengan berat beban, sedangkan lengan kuasa sama dengan lengan beban.

 _{Keuntungan mekanis katrol tetap adalah mengubah arah gaya,}

(24)

C. KATROL (3)

22. Katrol Bebas

 adalah katrol yang kerekannya dapat berputar pada tali

dan tidak tetgantung pada papan yang kokoh.

 Dapat bergerak pada tali dari satu tempat ke tempat

lainnya diikuti perpindahan beban

 Keuntungan mekanis dua, mempunyai kemampuan

mengangkat 2 x gaya yang kita berikan (1/2 dari berat benda).

 Pada katrol bergerak, benda yang diangkat

digantungkan pada poros kontrol.

 Keuntungan mekanik katrol bergerak jika gaya

gesekannya diabaikan adalah beban/kuasa = W/F =2

 Keuntungan menggunakan katrol bergerak slain

(25)

C. KATROL (4)

3. Katrol Majemuk

 adalah gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas.

 Keuntungan mekanis katrol majemuk tergantung pada jumlah katrol yang digabung.

 Makin banyak katrol yang digabung, makin besar keuntungan mekanisnya, kuasa yang diberikan makin diperkecil.

 Sistem katrol ini untuk mengangkat benda yang massanya mencapai beberapa ton.

 Jika gaya gesekan katrol diabaikan, berlaku persamaan : w = 2 F n w = beban (N)

F = kuasa (N)

n = banyaknya katrol tiap blok

W/F = 2 n

(26)

CONTOH SOAL

Sebuah katrol sistem banyak memiliki tiga buah tali. Katrol ini digunakan oleh para tukang bangunan untuk menaikkan bahan yang akan digunakan di lantai atas. Jika beban yang diangkat beratnya 900 N, tentukanlah:

a. keuntungan mekanis yang diperoleh b. kuasa yang diperlukan

Penyelesaian:

Diketahui: ω = 900 N ; banyak tali = 3 ditarik dari atas Ditanya: (a) KM ; (b) F

Jawab :

a.Karena katrol ditarik dari bawah, maka katrol tersebut memiliki tarikan ke bawah, sehingga KM = banyaknya tali = 3 – 1 = 2

b.Kuasa yang diperlukan:

KM = w → F = w = 900 N = 450 N F KM 2

(27)

D. RODA BERPOROS

 _{Penggunaan roda saat memindahkan benda sangat}

mengurangi gaya gesekan. Karena dapat mengurangi gaya gesekan, maka roda dapat menahan gerakan benda.

 Roda termasuk katrol tetap.

(28)

UJI KOMPETENSI

1. Apakah tujuan penggunaan pesawat sederhana? 2. Tuliskan 4 jenis pesawat sederhana !

3. Apakah yang membedakan tuas/pengungkit jenis 1, 2 dan 3. Jelaskan!

4. Apa yang membedakan antara katrol tetap, katrol bebas dan katrol majemuk? Mana yang paling besar keuntungan mekanisnya?

(29)