Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah suatu alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran suatu gaya. Pesawat sederhana terdiri dari katrol, pengungkit, bidang miring, dan roda berporos.
Kali ini kita akan mempelajari beberapa jenis pesawat sederhana yang ada di sekitar kita, serta keuntungan mekanik dari penggunaan pesawat sederhana.

Katrol

Katrol tetap biasa kita jumpai pada sumur yang masih menggunakan timba. Saat seseorang mengambil air menggunakan timba, tali yang terhubung pada katrol harus ditarik ke bawah, maka secara otomatis timba berisi air akan terkerek ke atas.

Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1, artinya gaya kuasa sama dengan gaya beban.  Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa.

Katrol dalam kehidupan sehari-hari biasa divariasi untuk semakin mempermudah pekerjaan manusia. Variasi ini bisa berupa  katrol bebas maupun katrol majemuk.

Berbeda dengan katrol tetap, kedudukan katrol bebas bisa berubah dan tidak melulu dipasang di tempat tertentu. Biasanya katrol bebas ini diletakkan di atas tali beban. Fungsi katrol bebas adalah untuk melipatkan gaya pada kuasa, sehingga gaya yang diberikan untuk mengangkat benda adalah setengah dari gaya beban.

Katrol bebas biasanya mudah kita jumpai di pelabuhan untuk mengangkat peti kemas. Katrol bebas mempunyai keuntungan mekanik lebih besar dari 1. Faktanya, nilai keuntungan mekanik dari katrol bebas tunggal adalah sebesar 2. Jadi gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban sebesar 2 N.

Agar gaya kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil, maka diperlukan penggabungan katrol bebas dan katrol tetap yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu, yaitu katrol majemuk.

Katrol majemuk digunakan untuk mengangkat benda-benda yang berat, terutama dalam dunia industri. Keuntungan mekanik katrol majemuk adalah sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban.

Roda Berporos

Gear (depan dan belakang) pada sepeda adalah salah satu contoh pesawat sederhana, yaitu roda berporos. Roda berporos merupakan pesawat sederhana yang memiliki dua roda dengan ukuran berbeda yang berputar bersamaan. Gaya kuasa biasanya bekerja pada roda yang besar, sedangkan gaya beban bekerja pada roda yang lebih kecil.

Roda berporos berfungsi untuk mempercepat gaya. Selain gear sepeda, roda berporos diterapkan pula pada kursi roda, mobil, dan sepatu roda.

Bidang Miring

Bidang miring yang sering kita jumpai sehari-hari adalah tangga, contoh lainnya adalah sekrup dan pisau. Bidang miring adalah bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Besar keuntungan mekanik bidang miring adalah jarak kuasa dibagi dengan jarak beban.

Pengungkit

Pengungkit adalah salah satu pesawat sederhana yang paling banyak digunakan dan ditemui dalam kehidupan sehari-hari. Contoh alat-alat yang merupakan pengungkit antara lain gunting, pemotong kuku, linggis, jungkat-jungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya.

Pengungkit memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. Untuk mengetahui besar gaya yang dilipatgandakan oleh pengungkit maka kita harus menghitung keuntungan mekaniknya.

Cara menghitung keuntungan mekanik pengungkit adalah dengan membagi panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa, sedangkan panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban.

                                  

Jika Fb x Lb = Fk x Lk, maka

Keterangan :
KM = keuntungan mekanik
Fb = gaya beban
Fk    = gaya kuasa
Lk = lengan kuasa
Lb = lengan beban