Macam-Macam Keuntungan Pesawat Sederhana

Perahkah Anda berpikir bagaimana caranya menaikan sebuah benda yang massanya besar (misalnya mobil) ke dalam truk? Ya, dengan menggunakan pesawat sederhana, yaitu bidang miring. Dengan menggunakan pesawat sederhana maka gaya yang kita gunakan akan semakin lebih kecil dan tetunya mampu mengatasi pengaruh dari gavitasi. Coba Anda bayangkan jika menaikan sebuah benda yang massanya besar ke dalam truk dengan menggunakan tangan. Pastinya sangat sulit kan? Jadi, apa saja keuntungan pesawat sederhana?

Adapun keuntungan pesawat sederhana adalah mengatasi gravitasi dan gesekan, mengerahkan gaya dan melakukan usaha, dan memiliki keuntungan mekanik.

Mengatasi Gravitasi dan Gesekan 
Ketika kamu menggunakan pesawat sederhana, kamu mencoba menggerakkan sesuatu yang sulit digerakkan. Sebagai contoh, ketika kamu menggunakan sepotong kayu untuk menggerakkan sebongkah batu, kamu bekerja melawan gravitasi, yakni berat batu. Ketika kamu menggunakan pengumpil untuk membuka tutup kotak, kamu bekerja melawan gaya gesek, yaitu gesekan antara paku-paku di tutup kotak dan kotaknya. 

Mengerahkan Gaya dan Melakukan Usaha
Dua gaya dilibatkan saat sebuah pesawat digunakan untuk melakukan usaha. Gaya yang dikenakan kepada pesawat disebut gaya kuasa (F_k). Gaya yang dikerahkan oleh pesawat untuk mengatasi hambatan disebut gaya beban (F_b). Dalam contoh tutup kotak tadi, kamu mengerahkan gaya kuasa pada pegangan pengumpil. Gaya beban berupa gaya pengumpil terhadap tutup kotak. 

Terdapat dua jenis usaha saat pesawat digunakan: usaha kepada pesawat dan usaha oleh pesawat. Usaha kepada pesawat disebut usaha masukan (W_in) dan usaha oleh pesawat disebut usaha keluaran (W_out). Ingatlah kembali bahwa usaha adalah perkalian antara gaya dengan jarak saat gaya bekerja (W = F × d) (Silahkan baca pengertian usaha dan bagaimana menghitung usaha). Usaha masukan adalah perkalian antara gaya kuasa dengan jarak saat gaya bekerja (W_in = F_k × d_k). Usaha keluaran adalah hasil kali gaya beban dengan jarak gerak beban (W _out= F_b × d_b). 

Ingatlah bahwa usaha merupakan pemindahan energi melalui gerak, sedangkan energi selalu kekal. Jadi, kamu tidak akan pernah mendapatkan usaha keluaran dari pesawat lebih besar dari usaha yang kamu berikan. Dengankata lain W_out tidak pernah lebih besar daripada W_in. Kenyataannya, jika pesawat digunakan, sebagian energi diubah menjadi panas karena gesekan. Jadi W_out selalu lebih kecil daripada W_in. 

Walaupun pesawat yang sempurna tidak pernah dapat dibuat, kita dapat membayangkan pesawat tanpa gesekan. Tidak ada energi yang diubah menjadi panas oleh pesawat ini. Pada pesawat ideal, usaha masukan sama dengan usaha keluaran. Untuk pesawat ideal: 

W_in = W_out  
F_k × d_k = F_b × d_b 

Dalam banyak kejadian, pesawat sederhana melipat gandakan gaya beban (F_b lebih besar daripada F_k). Jadi, agar W_in sama dengan W_out, gaya kuasa harus bergerak lebih jauh daripada gaya beban (d_k harus lebih besar daripada d_b).

Keuntungan Mekanik 
Pikirkan lagi kegiatan membuka tutup kotak tadi. Perpindahan pegangan pengumpil (d_k) lebih besar daripada perpindahan ujung pengumpil (d_b). Jadi, ujung pengumpil mengerjakan gaya beban (F_b) lebih besar daripada gaya kuasa (Fk) yang kamu kerahkan. Bilangan yang menunjukkan berapa kali lipat pesawat menggandakan gaya disebut keuntungan mekanik (KM) pesawat itu. Untuk menghitung keuntungan mekanik, kamu bagi gaya beban dengan gaya kuasa.  

KM = gaya beban / gaya kuasa  
KM= F_b/ F_k
  
Beberapa pesawat tidak menggandakan gaya. Pesawat itu hanya mengubah arah gaya kuasa. Sebagai contoh, bila kamu menarik ke bawah tali kerekan sumur, maka timba akan naik. Hanya arah gaya yang berubah sedangkan gaya kuasa dan gaya beban sama.

Ada berapa jenis pesawat sederhana itu? Pesawat sederhana ada empat jenis yaitu tuas atau pengungkit, katrol, bidang miring, dan roda atau gerigi.

TOLONG DIBAGIKAN YA :