Pesawat Sederhana Smt 2

(1)

• _{Standar Kompetensi}

_5:

Memahami peranan usaha, gaya,

dan energi dalam kehidupan

sehari-hari

• _{Kompetensi Dasar}

_:

Melakukan percobaan tentang

pesawat sederhana dan

penerapannya dalam kehidupan

sehari-hari

(2)

• _Tujuan_:

1. Menjelaskan pengertian pesawat sederhana.

2. Menyebutkan pesawat sederhana yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.

3. Menjelaskan mekanisme pesawat sederhana yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.

4. Menyebutkan macam-macam tuas

5. Menjelaskan prinsip kerja tuas.

6. Menjelaskan keuntungan mekanik tuas. 7. Menjelaskan keuntungan mekanik katrol 8. Menjelaskan prinsip kerja bidang miring

9. Menjelaskan keuntungan mekanik bidang miring 10.Menyebutkan contoh pemanfaatan bidang miring

dalam kehidupan sehari-hari.

11.Menyelidiki bidang miring pada sekrup. 12.Menjelaskan prinsip kerja roda gigi (gir)

(3)

(4)

• _{Pesawat dibuat dengan tujuan agar}_{pekerjaan yang}

dilakukan menjadi lebih mudah dan menghemat tenaga

• _{Sebuah pesawat berfungsi untuk}_{memperbesar gaya}_atau

usaha.

• _{Pesawat ada dua macam, yaitu}_{pesawat sederhana}_dan

pesawat rumit;

• _{Pesawat rumit, merupakan gabungan dari beberapa}

pesawat sederhana. contoh: komputer, mobil dan sepeda motor.

• _{Pesawat sederhana merupakan peralatan yang dibuat}

sangat praktis dan mudah digunakan.

• _{Contoh pesawat sederhana yaitu:}_{tuas (pengungkit)}_,_katrol

(5)

A.Tuas atau Pengungkit

• Sistem kerja tuas/pengungkit yaitu dengan cara memperbesar gaya yang diberikan.

• Tuas terdiri dari tiga komponen, yaitu beban, titik tumpu dan

kuasa.

• Kuasa (K atau F), adalah gaya yang diberikan oleh tangan untuk mendorong tuas.

• Lengan kuasa (LK), adalah bagian pengungkit yang dikenai gaya

• Beban (B atau W), adalah bagian pengungkit yang mengerjakan gaya beban

• Lengan beban (LB), adalah jarak antara beban dengan titik tumpu. • Titik tumpu (T), adalah titik dimana pusat atau bantuan untuk

(6)

• _{Hubungan antara lengan kuasa, lengan beban,}

beban, dan kuasa secara matematis dapat ditulis:

 F x L

= W x L

Keterangan:

F = gaya (N)

W = berat beban (N)

L

= lengan beban (m)

L

= lengan kuasa (m)

• _{Keuntungan mekanis (KM) adalah}

perbandingan beban dengan kuasa atau gaya

yang diperlukan.

(7)

• Contoh soal:

Berapa gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban (W = 10.000 N) bila lengan beban diketahui: 0,75 m dan lengan kuasa adalah 3,75 m? Berapa pula keuntungan mekanis tuas tersebut?

Penyelesaian:

Diketahui: Beban berat (w) = 10.000 N Lengan beban (Lb) = 0,75 m

Lengan kuasa (Lk) = 3,75 m

Ditanya: Gaya untuk mengangkat (F) dan keuntungan mekanis tuas (KM) …?

Jawab:

F x L_k = W x L_b

F x 3,75 = 10.000 x 0,75 F x 3,75 = 7.500

F = 2.000 N

Keuntungan mekanis (KM) = 5

(8)

(9)

A. Katrol (kerekan)

- Katrol merupakan pesawat sederhana yang

berupa roda yang dikelilingi tali atau rantai.

- Katrol berguna untuk menarik atau

mengangkut suatu benda.

- keuntungan katrol adalah mengubah arah

gaya seperti pada waktu kita menimba air

sumur.

- katrol dibedakan menjadi 3 (tiga) yaitu:

katrol tetap, katrol bergerak, katrol

kombinasi (takal)

(10)

1. Katrol tetap

- Katrol tetap adalah katrol yang jika

digunakan untuk melakukan usaha, tidak

berpindah tempat melainkan hanya

berputar pada porosnya.

- Katrol tetap digunakan untuk

mengangkat beban yang ringan.

- pada katrol tetap, besar kuasa yang

diperlukan untuk mengangkat beban

sama besar dengan bebannya.

- Keuntungan menggunakan katrol tetap,

yaitu: arah kuasa searah dengan gaya

berat beban.

(11)

• _{Misalnya: katrol yang digunakan untuk menimba air}

dari sumur.

• Keterangan:

B = titik beban C = titik kuasa

AB = lengan beban (L_b) AC = lengan kuasa (Lk)

W = beban

A = titik tumpu F = kuasa

• menurut rumus: W = LW = F x LF

karena LW = LK, maka W = F Jadi keuntungan mekanisnya:

(12)

- Contoh soal:

Bonar mengangkat seember air yang beratnya 25 N dari sumur menggunakan katrol tetap. Berapa gaya yang harus dikeluarkan Bonar?

Penyelesaian:

Diketahui: W = 25 N KM = 1

Ditanya: F = … ? Jawab :

F = 25 N

Jadi, gaya tarik Bonar 25 N, sama dengan berat embar air.

(13)

2. Katrol bergerak

• Katrol bergerak adalah katrol yang dapat bergerak bebas apabila digunakan untuk mengangkat benda.

• Pada katrol bdergerak panjang lengan kuasa sama dengan 2 kali panjang lengan beban.

• LF = 2 x LW artinya, untuk mengangkat benda sebesar W, kita hanya memerlukan gaya ½ dari berat benda itu.

• jadi keuntungan mekanisnya:

(14)

- Contoh:

untuk mengangkat sebuah peti dengan katrol bergerak diperlukan gaya sebesar 200 N. Berapa Newton berat peti tersebut ?

Penyelesaian:

Diketahui: F = 200 N KM = 2

Ditanya: W = …? Jawab:

W = 2 x 200 = 400 N

•

(15)

3. Katrol kombinasi (takal)

-Katrol kombinasi (takal) merupakan gabungan

katrol tetap dan katrol bergerak.

-Keuntungan katrol kombinasi adalah banyaknya

katrol yang ada pada sistem tersebut.

-Pada sistem katrol apabila terdapat n gaya pada

tali yang arahnya ke atas, maka gaya yang

diperlukan adalah:

• _{Keuntungan Mekanisnya: KM = n, n = jumlah}

tali

(16)

-Contoh soal

Katrol kombinasi terdiri dari 3 katrol (satu katrol tetap, 2 katrol bergerak) digunakan untuk mengangkat beban sebesar 4.000 N. Tentukan besar keuntungan mekanis dan gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat beban tersebut !

Penyelesaian: Diketahui: n = 2

W = 4.000 N Jawab:

KM = 2n KM = 2 x 2

KM = 4

Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat bahan tersebut:

F = 1.000 N

(17)

C. Bidang Miring

- Bidang miring adalah bidang datar yang ditempatkan secara miring untuk membentuk sudut terhadap lantai. - Semakin besar sudut kemiringan, gaya yang diperlukan

semakin besar pula.

- Untuk memperkecil gaya yang diperlukan maka gunakan papan yang lebih panjang.

- Pada bidang miring, berlaku rumus-rumus sebagai berikut:

a. Berat beban yang didorong: w = m x g

b. Besar gaya yang diperlukan untuk mendorong beban

(18)

c. Keuntungan mekanis

atau

s = panjang bidang miring

h = ketinggian bidang miring

•

(19)

• _Keterangan:

W = berat beban (N)

m = massa beban (kg)

h = tinggi bidang miring (m)

s = panjang bidang miring (m)

KM = keuntungan mekanis

(20)

-Contoh soal:

Untukl memindahkan beban seberat 800 N ke atas bak truk, Amir menggunakan papan kayu yang panjangnya 4 m. Jika tinggi bak truk terhadap tanah 1 m, berapakah gaya dorong yang dikeluarkan Amir dan berapakah keuntungan mekanis pada bidang miring ?

Penyelesaian: Diketahui: s = 4 m h = 1 m

w = 800 N

Ditanya: F = … ? dan KM = … ? Jawab :

F x 4 = 800 x 1 F = 800 : 4

F = 200 N

(1)

3. Katrol kombinasi (takal)

-Katrol kombinasi (takal) merupakan gabungan

katrol tetap dan katrol bergerak.

-Keuntungan katrol kombinasi adalah banyaknya

katrol yang ada pada sistem tersebut.

-Pada sistem katrol apabila terdapat n gaya pada

tali yang arahnya ke atas, maka gaya yang

diperlukan adalah:

• _{Keuntungan Mekanisnya: KM = n, n = jumlah}

tali

(2)

-Contoh soal

Penyelesaian:

Diketahui: n = 2

W = 4.000 N Jawab:

KM = 2n KM = 2 x 2

KM = 4

Gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat bahan tersebut:

F = 1.000 N

•

(3)

C. Bidang Miring

- Bidang miring adalah bidang datar yang ditempatkan secara miring untuk membentuk sudut terhadap lantai. - Semakin besar sudut kemiringan, gaya yang diperlukan

semakin besar pula.

- Untuk memperkecil gaya yang diperlukan maka gunakan papan yang lebih panjang.

- Pada bidang miring, berlaku rumus-rumus sebagai berikut:

a. Berat beban yang didorong: w = m x g

b. Besar gaya yang diperlukan untuk mendorong beban

(4)

c. Keuntungan mekanis

atau

s = panjang bidang miring

h = ketinggian bidang miring

(5)

• _Keterangan:

W = berat beban (N)

m = massa beban (kg)

h = tinggi bidang miring (m)

s = panjang bidang miring (m)

KM = keuntungan mekanis

(6)

-Contoh soal:

Penyelesaian:

Diketahui: s = 4 m h = 1 m

w = 800 N

Ditanya: F = … ? dan KM = … ? Jawab :

F x 4 = 800 x 1 F = 800 : 4

F = 200 N