Pesawat Sederhana pada Kerja Otot dan Rangka Manusia

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah gaya atau besaran dari suatu gaya. Namun tahukah kamu bahwa pada tubuh manusia juga berlaku bermacam prinsip kerja pesawat sederhana? Prinsip-prinsip ini kemudian ditiru, diaplikasikan, dan dimodifikasi pada berbagai macam peralatan untuk memudahkan kerja manusia. Kalau bisa dipermudah, kenapa pakai cara lama?

Saat kerja (usaha) dipermudah, maka energi yang dikeluarkan menjadi lebih sedikit. Kerja atau usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, dalam satuan Joule (Newton meter). Secara matematis kerja atau usaha dapat dituliskan sebagai berikut.

W = F × S

Di mana:
W = Usaha (Joule),
F    = Gaya (Newton),
S    = Jarak (Meter)

Jika gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat, maka usaha bernilai nol. Besarnya usaha yang dilakukan tiap satuan waktu disebut dengan daya atau power (P) dan dinyatakan dalam satuan Watt. Daya dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut.

Di  mana:
P         = Daya (Watt),
W       = Usaha (Joule),
t          = Waktu (Second)

Karena pada dasarnya manusia ingin bermalas-malasan, maka saat bekerja atau beraktivitas, manusia selalu berupaya untuk melakukannya dengan usaha dan daya sekecil mungkin. Untuk bisa melakukannya, manusia menggunakan pesawat sederhana.

Prinsip Pesawat Sederhana pada Otot dan Rangka Manusia

Pada saat manusia beraktivitas; otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama. Prinsip kerja ketiganya layaknya sebuah pengungkit; tulang berperan sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kerja otot (kontraksi atau relaksasi) sebagai gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.

Kita ambil contoh prinsip kerja pesawat sederhana pada seorang atlet tenis.




Pengungkit Jenis I

Pengungkit jenis I adalah titik tumpu berada di antara kuasa dan beban, seperti layaknya linggis dan pemotong kuku. Hal ini terjadi saat pemain tenis menengadahkan kepalanya menggunakan otot leher.

Pengungkit Jenis II

Pengungkit jenis II adalah beban posisinya berada di antara titik tumpu dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika pemain tenis mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kaki menggunakan otot betisnya.

Pengungkit Jenis III

Pengungkit jenis III adalah kuasa posisinya di antara titik tumpu dan beban. Ketika pemain tenis menegangkan otot lengan dan bahu, terciptalah pengungkit jenis III.