Prinsip Pesawat Sederhana Dalam Gerak Manusia

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.

sumber:https://www.bukusekolah.net/2019/04/prinsip-kerja-pesawat-sederhana-pada.html

Roda Bergigi

Pengertian Roda gigi atau gir

Gir merupakan salah satu pesawat sederhana. Pengertian keuntungan mekanik pada gir sering disebut sebagai kecepatan rotasi. Besar kecepatan rotasi relatif sepasang gir dapat diketahui dengan menghitung jumlah gigi pada masing-masing gir. Semakin banyak jumlah gigi pada gir penggerak, semakin kecil kecepatan rotasinya, demikian juga sebaliknya.

Rumus Roda Gigi

Kecepatan keluaran atau kecepatan sesungguhnya sepasang gir dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.

Rumus Roda Gigi

atau

ω1G1 = ω2 G2

Keuntungan mekanik roda gigi (gir) adalah perbandingan roda keluaran dengan roda masukan.

KM = R/r = G2/G1

Keterangan:
ω1 = kecepatan masukan
ω2 = kecepatan keluaran
G1 = jumlah gigi pada roda pertama
G2 = jumlah gigi pada roda kedua
R = jari-jari gir besar
r = jari-jari gir kecil

Contoh Soal Roda Gigi

Roda bergigi 18 buah menggerakkan roda lain yang jumlah giginya 54 buah. Jika kecepatan rotasinya 6 putaran/sekon, berapakah kecepatan rotasi roda gigi yang kedua? Berapa keuntungan mekaniknya?

Pembahasan
Diketahui:
G1 = 18
G2 = 54
ω1 = 6 putaran/sekon

Ditanya:
ω2 = …?
KM = …?

Jawab:

ω2 = (6 put/s 18)/54 = 2 put/s

KM = G2/G1
       = 54/18
       = 3

Jadi, kecepatan putaran roda yang kedua adalah 2 putaran per sekon dan keuntungan mekanik roda bergigi tersebut adalah 3.

Contoh Penerapan Pesawat Sederhana Roda Gigi (Gir) dalam Kehidupan Sehari-hari

Peralatan hasil teknologi yang memanfaatkan gir, contohnya sepeda. Dapatkah kamu menyebutkan peralatan lainnya yang menggunakan gir? Gir-gir itu ada yang dihubungkan dengan rantai, misalnya, gir pada sepeda.

Akan tetapi, ada juga gir yang langsung bertautan satu sama lain, misalnya gir pada sepeda motor. Gir-gir yang saling bertautan dikelompokkan menjadi empat macam, yaitu gir siku-siku, gir para-para, gir pendorong, dan gir cacing.

sumber:https://www.berpendidikan.com/2015/12/pengertian-pesawat-sederhana-roda-berporos-roda-gigi-dan-contoh-rumusnya.html

Bidang Miring

Bidang Miring

Bidang Miring

Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Bidang miring mampu mengubah gaya dan jarak. Contoh penerapan bidang miring adalah tangga, sekrup, dan pisau.

Keuntungan mekanis bidang miring adalah

KM = W/F 

atau

KM = l/h

Keterangan:

KM = keuntungan mekanis

W = berat beban (N)

F = gaya kuasa (N)

l = panjang bidang miring

h = tinggi bidang miring

sumber:https://materikimia.com/rangkuman-materi-usaha-dan-pesawat-sederhana-dalam-kehidupan-sehari-hari-kelas-8/

Katrol

 Katrol

Jenis-Jenis Katrol

Katrol adalah sebuah roda yang sekelilingnya diberi tali dan dipakai untuk mempermudah pekerjaan manusia. Ada berbagai macam katrol, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk.

• Katrol tetap berfungsi untuk mengubah arah gaya tidak menggandakan gaya kuasa. Keuntungan mekanis untuk katrol tetap sama dengan 1.
• Katrol bebas berfungsi untuk melipat gandakan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya beban. Keuntungan mekanis untuk katrol bebas sama dengan 2.
• Katrol majemuk merupakan katrol gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanis untuk katrol bebas sama dengan jumlah katrol.

sumber:https://materikimia.com/rangkuman-materi-usaha-dan-pesawat-sederhana-dalam-kehidupan-sehari-hari-kelas-8/

Tuas

Pengungkit/Tuas

Jenis-Jenis Pengungkit

Pengungkit merupakan pesawat sederhana yang dibuat dari sebatang benda yang keras (seperti balok kayu, batang bambu, atau batang logam) yang digunakan untuk mengangkat atau mencongkel benda. Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya.

Sistem kerja pengungkit terdiri atas tiga bagian, yaitu bagian beban, titik tumpu, dan kuasa. Berdasarkan posisi bagian-bagian sistem kerjanya, maka pengungkit dikelompokkan menjadi tiga yaitu pengungkit jenis pertama, pengungkit jenis kedua, dan pengungkit jenis ketiga.

a. Pengungkit Jenis Pertama

Pengungkit jenis pertama memiliki titik tumpu yang berada di antara beban dan kuasa. Semakin panjang lengan kuasa, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengungkit beban tersebut. Contoh pengungkit jenis pertama, yaitu gunting, tang, linggis, dan palu pencabut paku.

b. Pengungkit Jenis Kedua

Pengungkit jenis kedua memiliki beban yang berada di antara titik tumpu dan kuasa. Contoh pengungkit jenis kedua yaitu gerobag dorong, pembuka kaleng, pemotong kertas, dan pemecah biji.

c. Pengungkit Jenis Ketiga

Pada pengungkit jenis ketiga, posisi kuasa berada di antara titik tumpu dan beban. Contoh pengungkit jenis ketiga yaitu sekop, jepitan, dan lengan bawah saat membawa beban.

sumer:https://materikimia.com/rangkuman-materi-usaha-dan-pesawat-sederhana-dalam-kehidupan-sehari-hari-kelas-8/

Manfaat Pesawat Sederhana Dalam Kehidupan Sehari-hari

Manfaat pesawat sederhana

1. Untuk mempermudah pekerjaan manusia, baik dari segi pengangkutan barang, maupun pekerjaan manusia dalam jarak yang sangat jauh
2. Energi yang kita keluarkan juga dapat dihemat,
3. Waktunya jadi lebih singkat.
4. Untuk mengubah arah gaya

Sumber https://www.jatikom.com/2018/11/pengertian-jenis-pesawat-sederhana.html#ixzz5y2xYFGio

Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.^[2] Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya.^[3] Sebuah pesawat sederhana menggunakan satu gaya kerja untuk bekerja melawan satu gaya beban. Dengan mengabaikan gaya gesek yang timbul, maka kerja yang dilakukan oleh beban besarnya akan sama dengan kerja yang dilakukan pada beban.

Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan, walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara gaya yang diberikan dengan gaya yang dihasilkan disebut keuntungan mekanik.

Keuntungan mekanik tuas (pengungkit): -w/f = lk/lb untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g untuk mencari f, jika belum ditemukan: w*lb = f*lk

keuntungan mekanik bidang miring: -s/h

keuntungan mekanik katrol: -tetap: lk/lb = 1 -bergerak: lk(2lb)/lb = 2 -majemuk: jumlah tali

untuk roda bergigi, tidak ada keuntungan mekanik, yang ada adalah efisiensi: energi keluaran bermanfaat / energi masukan total

Secara tradisional, pesawat sederhana terdiri dari:

• Bidang miring
• Roda dan gandar
• Tuas
• Katrol
• Baji
• Sekrup
• Roda Berporos

Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang lebih kompleks.^[3][4][5] Sebagai contoh, pada mekanisme sebuah sepeda terdapat roda, pengungkit, serta katrol. Keuntungan mekanik yang didapat oleh pengendaranya merupakan gabungan dari semua pesawat sederhana yang ada dalam sepeda tersebut.

Sejarah

Ide pertama dari pesawat sederhana berawal dari seorang filsuf Yunani Archimedes sekitar abad ke-3 sebelum masehi. Ia mempelajari 3 pesawat sederhana: katrol, pengungkit, dan sekrup.^[3][6] Ia menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit.^[7] Para ilmuwan Yunani sendiri akhirnya mendefinisikan 5 macam pesawat sederhana (tidak termasuk bidang miring) dan mereka dapat menghitung keuntungan mekanik semua alat-alat tersebut (meski perhitungan untuk baji dan sekrup tidak terlalu akurat dikarenakan gaya gesek yang besar).^[8] Hero dari Alexandria (sekitar 10–75 AD) dalam karyanya Mechanics mendefinisikan ada 5 pesawat sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol.^[6] dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.^[9]

sumber:https://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_sederhana

Usaha

A. Usaha (W)

Usaha adalah energi yang diperlukan untuk memindahkan kedudukan suatu benda. Besarnya usaha ditentukan oleh besarnya gaya yang diberikan pada benda dan jahnya perpindahan benda. Secara matematis, usaha dapat dirumuskan sebagai berikut.

W = F. s

Keterangan:

W = usaha (joule)

F = gaya (newton)

s = perpindahan (meter)

Contoh Soal:

Diketahui gaya sebesar 5 N menyebabkan benda berpindah sejauh 10 m. Berapa besar usahanya?

Pembahasan:

Diketahui:

F = 5 N

s = 10 m

Ditanyakan: W = ….?

Jawaban:

W = F x s

W = 5 N x 10 m = 50 J

Jadi. besar usahanya sebesar 50 Joule.

sumber:https://materikimia.com/rangkuman-materi-usaha-dan-pesawat-sederhana-dalam-kehidupan-sehari-hari-kelas-8/