BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Ilmu pengetahuan alam merupakan ilmu pengetahuan
yang sangat dibutuhkan pada masa kini. Hal ini dikarenakan banyak manfaat atau
keuntungan yang bisa didapatkan dari ilmu pengetahuan alam mulai dari hal kecil
misalnya tentang energi yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari. Energi
merupakan salah satu hal yang sangat dibutuhkan bagi makhluk hidup. Tanpa
adanya energi makhluk hidup tidak dapat melakukan usaha atau kerja untuk
bertahan hidup.
Dalam melakukan suatu usaha atau kerja pasti kita merasa kesulitan saat membawa sebuah barang dari tempat satu ke
tempat yang rendah ke yang tinggi.
Begitu juga halnya dengan mengangkat dan membawa barang dari bawah hingga atas, terlebih jika
barang yang diangkat adalah barang yang bebannya cukup berat. Maka kita
membutuhkan alat untuk mempermudah itu semua, dan cara yang mudah adalah dengan
menggunakan pesawat sederhana. Pesawat sederhana adalah alat-alat yang dapat
memudahkan pekerjaan manusia dalam melakukan sebuah usaha.
Energi dan usaha juga tidak terlepas dari apa yang
disebut dengan gerak. Hampir setiap saat kita melihat benda-benda bergerak. Setiap saat kita juga
melakukan gerak. Di jalan raya kita dapat melihat banyak mobil yang sedang
bergerak, di pusat perbelanjaan, kita dapat melihat banyak orang bergerak
melakukan aktivitas masing-masing, di sungai dapat kita lihat gerakan aliran
air. Bahkan bumi tempat kita berpijak selalu dalam keadaan bergerak, yaitu
gerak rotasi dan revolusi.
Oleh karena itu, dalam hal
ini penulis akan memaparkan tentang energi beserta bentuk-bentuk energi juga
hukum kekekalan dari energi. Kemudian juga akan menjelaskan tentang prinsip
kerja dalam pesawat sederhana disertai contoh-contohnya. Dan tentunya
penjelasan mengenai gerak dan keterkaitan di dalamnya, baik parameter dalam
gerak, faktor yang mempengaruhi gerak benda, maupun jenis-jenis dari gerak.
B. Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan
energi?
2. Apa saja bentuk-bentuk dari
energi?
3. Bagaimana tentang hukum
kekekalan energi?
4. Apa yang dimaksud dengan
gerak?
5. Apa saja faktor-faktor yang
mempengaruhi gerak benda?
6. Apa saja jenis-jenis dari
gerak?
7. Bagaimana prinsip kerja dari
pesawat sederhana?
C. Tujuan
1. Memahami pengertian dari
energi dan bentuk-bentuknya.
2. Memahami tentang hukum
kekekalan energi.
3. Memahami pengertian gerak,
faktor-faktor yang mempengaruhi gerak benda, jenis-jenis dari gerak sehingga
dapat menerapkan dalam kehidupan sehari-hari.
4. Memahami prinsip kerja dari
pesawat sederhana kemudian diharapkan dapat menerapkan dalam kehidupan sehari-hari.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Energi
1. Pengertian Energi
Energi
adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha). Satuan energi menurut Satuan
Internasional (SI) adalah joule, satuan energi yang lain: erg, kalori, dan kWh.
Satuan kWh biasa digunakan untuk menyatakan energi listrik, dan kalori biasanya
untuk energi kimia.
Konversi
satuan energi:
1
kalori = 4,2 joule
1
joule = 0,24 kalori
1
joule = 1 watt sekon
1
kWh = 3.600.000 joule
Berikut
ini adalah pengertian dan definisi energy menurut berbagai pendapat :
ARIF ALFATAH & MUJI LESTARI
Energi
adalah sesuatu yang dibutuhkan oleh benda agar benda dapat melakukan usaha.
dalam kenyataannya setiap dilakukan usaha selalu ada perubahan. Sehingga usaha
juga didefiniskan sebagai kemampuan untuk menyebabkan perubahan
CAMPBELL, REECE, & MITCHELL
Energi
adalah kemampuan untuk mengatur ulang suatu kumpulan materi atau dengan kata
lain, energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melaksanakan kerja
AIP SARIPUDIN
Energi
adalah kemampuan untuk melakukan usaha
MICHAEL J. MORAN
Enegi
merupakan konsep dasar termodinamika dan merupakan salah satu aspek penting
dalam analisis teknik
PARDIYONO
Energi
adalah suatu bentuk kekuatan yang dihasilkan atau dimiliki oleh suatu benda
ROBERT L. WOLKE
Energi
adalah kemampuan membuat sesuatu terjadi
SUMANTORO
Energi
adalah kemampuan untuk melakukan usaha seperti mendorong dan menggerakkan suatu
benda
Dari beberapa pendapat tersebut, penulis
menyimpulkan bahwa energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha atau kerja
sehingga dapat menimbulkan suatu perubahan.
Menurut sumbernya energi terbagi 2
yaitu:
a)
renewable
energi
Renewable energi adalah sumber energi yang dapat
diperbarui/dapat dihasilkan kembali dalam jangka waktu yang relatif tidak
lama,contoh: air, angin ,sinar matahari,dll.
Air merupakan
sumber energi yang tidak terbatas ketersediaannya, ini dikarenakan air
mengalami siklus jadi jumlah air yang ada di bumi ini tetap.
b)
non
renewable energi
non renewable energi adalah sumber energi yang tidak dapat
diperbaharui/membutuhkan waktu relatif yang sangat lama untuk dihasilkan
kembali. Contoh: minyak
bumi,batu bara,gas bumi,dll.
minyak bumi merupakan timbunan dari fosil yang telah
terpendam jutaan tahun yang lalu dan melalui proses alam sehinnga menghasilkan
minyak bumi sehingga ketersediannya terbatas.
2. Bentuk-bentuk Energi
a.
Energi
Mekanik
Energi
mekanik dibedakan menjadi dua, yaitu energi potensial dan energi kinetik.
Jumlah kedua energi tersebut dinamakan energi mekanik. Energi potensial
bersifat tidak aktif (energi tempat), sedangkan energi kinetik ini dinamakan
energi gerak.
b.
Energi
Panas
Energi
panas disebut juga kalor. Panas adalah salah satu bentuk energi. Energi panas
yang berpindah disebut kalor, sementara suhu adalah derajat panas suatu benda.
c.
Energi
Magnetik
Energi
magnetik dapat dipahami dengan mengamati gejala yang timbul ketika dua batang
magnet yang kutub-kutubnya saling didekatkan satu dengan yang lain. Kedua kutub
magnet memiliki kemampuan untuk saling melakukan gerakan. Kemampuan itu
dinamakan energi magnetik. Semakin besar energi magnetik yang dimiliki oleh
suatu magnet, semakin besar pula gaya yang ditumbulkan oleh magnet tersebut.
d.
Energi
Listrik
Energi
listrik ditimbulkan oleh bermacam-macam cara. Misalnya, dengan sungai atau air
terjun yang memiliki energi kinetik, angin yang dipakai untuk menggerakkan
kincir angin, dengan menggunakan accu (energi kimia), dan lain-lain.
e.
Energi
Kimia
Energi
kimia adalah energi yang diperoleh dari proses kimia. Untuk memahami adanya
energi yang disebut energi kimia dapat melalui pengertian yang disebut reaksi
eksoterm dimana berlangsungnya reaksi kimia disertai pembebasan kalori yang
disebut energi kimia.
f.
Energi Bunyi
Energi
bunyi dapat diartikan getaran. Getaran selaras mempunyai energi dua macam,
yaitu energi potensial dan energi kinetik. Jumlah kedua macam energi pada suatu
getaran selaras adalah tetap dan besarnya tergantung massa, simpangan, dan
periode. Apabila getaran sangat besar, maka energi bunyinya semakin besar pula.
g.
Energi
Nuklir
Energi
nuklir didapatkan apabila suatu atom pecah menjadi atom yang lain dan pecahan
tersebut disertai pembebasan energi. Satu-satunya sumber energi nuklir terbesar
adalah uranium. Dalam kemajuan sains dan teknologi akhir-akhir ini, nuklir
digunakan diantaranya pada kapal bertenaga nuklir, pembangkit tenaga listrik,
dan juga untuk keperluan kesehatan.
h.
Energi
Cahaya
Energi
cahaya banyak diperlukan terutama oleh tumbuhan berdaun hijau yang digunakan
untuk keperluan fotosintesis. Dengan kemajuan teknologi, saat ini dapat juga
digunakan energi dari sinar yang dikelan dengan sinar laser. Dibidang
kedokteran, pemakaian laser dibidang pembedahan sedang dalam tahap percobaan.
i.
Energi Matahari
Energi
matahari adalah yang paling besar dan paling murah didunia ini. Matahari
memancarkan energinya dalam bentuk gelombang-gelombang radiasi. energi matahari
dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, diantaranya untuk penggerak
satelit buatan, untuk kompor matahari, proses fotosintesis pada tumbuhan hijau,
dan lain-lain.
3. Hukum Kekekalan Energi
Hukum kekekalan energi “Energi tidak dapat diciptakan dan tidak
dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang
lain”. Hal ini merupakan dasar dalam mekanika.
a.
Energi Mekanik
Energi mekanik adalah energi yang
dimiliki suatu benda karena sifat geraknya. Energi mekanik terdiri dari energi
potensial dan energi kinetik.
Secara matematis dapat dituliuskan :
Em
= Ep + Ek
Keterangan:
Em = Energi Mekanik (J)
Ep = Energi Potensial (J)
Ek = Energi Kinetik (J)
1)
Energi Potensial
Energi potensial adalah energi yang
dimiliki benda karena posisinya (kedudukan) terhadap suatu acuan. Sebagai
contoh sebuah batu yang kita angkat pada ketinggian tertentu memiliki energi
potensial, jika batu kita lepas maka batu akan melakukan kerja yaitu bergerak
ke bawah atau jatuh. Jika massa batu lebih besar maka energi yang dimiliki juga
lebih besar, batu yang memiliki energi potensial ini karena gaya gravitasi bumi,
energi ini disebut energi potensial bumi. Energi potensial bumi tergantung pada
massa benda, gravitasi bumi dan ketinggian benda. Sehingga dapat dirumuskan:
Ep = m.g.h
dimana :
Ep = Energi potensial (J)
m = massa benda (kg)
g = gaya gravitasi (m/s2)
h = tinggi benda (m)
2)
Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang
dimiliki benda karena geraknya. Makin besar kecepatan benda bergerak makin
besar energi kinetiknya dan semakin besar massa benda yang bergerak makin besar
pula energi kinetik yang dimilikinya.
Secara matematis dapat dirumuskan:
Ek =
( m.v2
)

dimana :
Ek = Energi kinetik (J)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s)
B. Gerak
Gerak
adalah suatu perubahan tempat kedudukan pada suatu benda dari tempat awal. Benda dikatakan bergerak bila kedudukannya terhadap
titik acuan setiap saat selalu berubah, dan sebaliknya benda dikatakan diam
bila kedudukannya terhadap titik acuan selalu tetap.
1.
Faktor-Faktor yang Memengaruhi Gerak Benda
Gerak suatu benda dipengaruhi oleh faktor-faktor bentuk
benda, ukuran benda, dan permukaan benda.
a.
Bentuk Benda
Bentuk benda bermacam-macam. Ada benda yang berbentuk
lingkaran, kotak, dan segitiga. Bentuk suatu benda dapat memengaruhi
gerakannya. Misalnya, roda sepeda mudah bergerak. Roda berbentuk lingkaran.
Benda yang berbentuk lingkaran mudah bergerak. Demikian juga dengan bola.
Bola berbentuk bulat sehingga mudah menggelinding. Jadi, benda
yang berbentuk bulat atau lingkaran mudah bergerak daripada benda yang
berbentuk kotak atau segitiga.
b.
Ukuran Benda
Benda ada yang berukuran besar atau kecil. Ukuran suatu
benda dapat memengaruhi gerakannya. Bola sepak berukuran lebih besar
daripada bola pingpong. Bola pingpong lebih kecil daripada bola sepak.
Bola pingpong juga lebih ringan daripada bola sepak. Jadi, benda yang
berukuran kecil dan ringan lebih mudah bergerak atau digerakkan daripada
benda berukuran besar dan berat.
c.
Permukaan Benda
Permukaan benda ada yang kasar dan yang halus. Jenis
permukaan suatu benda dapat memengaruhi gerak benda tersebut. Benda yang
permukaannya halus lebih mudah bergerak daripada benda yang
permukaannya kasar. Karena benda yang permukaanya kasar gaya geseknya
lebih besar daripada benda yang permukaannya lebih halus. Bentuk permukaan
benda mempengaruhi gerakan benda. Semakin kasar permukaan benda, semakin sulit
benda itu menggelinding, begitu pula sebaliknya. Gesekan yang besar antara
benda dengan permukaan akan menyebabkan gerak benda lebih lambat. Contoh adalah
sepeda di jalan yang beraspal lebih mudah bergerak dibanding dijalan yang
berbatu.
Benda yang permukaannya lebih luas akan jatuh lebih
lambat dibanding benda yang permukaannya sempit. Kecepatan jatuh benda dapat
berbeda walaupun terbuat dari bahan yang sama dan bobot yang sama pula. Hal ini
terjadi karena luas permukaan benda yang bergesekan dengan udara berbeda.
2.
Jenis-Jenis Gerak Benda
Gerak benda dapat bermacam-macam. Benda dapat bergerak
menggelinding, bergeser, meluncur, berputar, memantul , jatuh, tenggelam dan
terapung, dan mengalir.
a.
Menggelinding, menggelinding
adalah bergerak dengan cara berputar sambil berpindah. Contoh benda yang dapat
menggelinding adalah bola dan kelereng, kerena memiliki bentuk yang bulat.
b.
Bergeser, bergeser
artinya berpindah dari tempat yang semula. Benda yang bergerak bergeser antara
lain lemari, meja, dan kursi yang ditarik atau didorong.
c.
Meluncur, melakukan
gerakan meluncur turun, misalnya orang bermain ski gunung.
d.
Berputar, benda
melakukan gerakan berpusing atau berganti arah/berputar. Benda umumnya berputar
pada porosnya. Perputaran yang makin cepat dapat menimbulkan energi yang
semakin. Contohnya adalah gasing dan kincir angin.
e.
Memantul, memantul
adalah gerak berbalik arah suatu benda yang elastis yang mengenai benda keras.
Benda yang dapat memantul antara lain: bola tenis, bola sepak, bola basket dll.
Benda yang merupakan bidang pantul yang buruk yaitu kapas, busa, kasur dan air.
f.
Jatuh, benda pasti bergerak ke bawah yang
disebut jatuh. Pada benda yang jatuh, kedudukan benda berudah letaknya dari
atas ke bawah. Contohnya adalah buah kelapa yang lepas dari tangkainya.
- Mengalir, benda cair bergerak dari tempat yang tinggi ke tempak yang lebih rendah. Gerakan semua benda cair seperti gerak air disebut mengalir. Contohnya adalah aliran air sungai. Gerak benda yang mengalir bisa dimanfaatkan, salah satunya adalah arum jeram.
- Tenggelam dan terapung, Ada tiga kemungkinan saat memasukkan benda ke dalam air, yaitu tenggelam (benda yang dikatakan tenggelam ketika berat benda lebih besar dari gaya apungnya), terapung (benda dikatakan terapung ketika berat benda lebih kecil dari gaya apungnya) dan melayang (benda dikatakan melayang ketika berat benda sama dengan gaya apungnya).
3.
Parameter Gerak
a.
Jarak dan Perpindahan
Sebuah benda
dikatakan bergerak jika kedudukan benda dalam selang waktu tertentu berubah
terhadap suatu titik acuan yang dianggap diam. Berdasarkan definisi di atas
titik acuan atau koordinat benda dikatakan “diam” terhadap kedudukan benda
tersebut jika koordinatnya selalu tetap meskipun ada perubahan waktu. Jarak dan
perpindahan merupakan dua besaran yang memiliki pengertian berbeda. Jarak adalah
panjang lintasan yang ditempuh suatu benda yang bergerak, sedangkan perpindahan
adalah perubahan kedudukan atau posisi suatu benda diukur dari posisi awal
ke posisi akhir benda atau dengan kata lain jarak hanya memperhitungkan panjang
lintasan yang ditempuh dengan tanpa memperhatikan arah, sedangkan perpindahan
adalah perubahan posisi atau kedudukan suatu benda dengan memperhatikan arah.
Sehingga dalam fisika perpindahan merupakan besaran vektor sedangkan
jarak merupakan besaran skalar. Jadi kedua besaran tersebut berbeda.
b.
Kecepatan dan Kelajuan
Kecepatan dan kelajuan merupakan dua pegertian yang
berbeda. Kecepatan (velocity) merupakan besaran vektor, yaitu
besaran yang memperhitungkan arah geraknya, sedangkan kelajuan (speed)
merupakan besaran skalar, yaitu besaran yang hanya memiliki besar tanpa
memperhatikan arah gerak benda. Dengan kata lain, kelajuan suatu benda hanya
ditentukan oleh jarak tempuh benda dan selang waktu yang dibutuhkan untuk
menempuh jarak tersebut tanpa memperhatikan arah perpindahannya.

Sementara itu, kecepatan tergantung pada arah benda
yang bergerak. Kecepatan didefinisikan sebagai perbandingan perpindahan benda
dengan waktu tempuh.

c.
Percepatan
Percepatan
merupakan besaran vektor, yaitu besaran yang memperhitungkan arah
geraknya. Percepatan menyatakan laju perubahan kecepatan, atau menyatakan perubahan
kecepatan per satuan waktu. Percepatan sebuah benda ditentukan dengan
membandingkan perubahan kecepatan benda tersebut terhadap waktu yang dibutuhkan
untuk melakukan perubahan kecepatan itu. Bila percepatan suatu benda searah
dengan kecepatannya, maka kecepatan benda tersebut akan semakin besar, berarti
gerak benda semakin cepat. Percepatan semacam ini disebut percepatan positif.
Sedangkan, bila percepatan suatu benda berlawanan arah dengan kecepatannya,
berakibat kecepatan benda tersebut akan semakin kecil. Gerak benda semakin
lambat. Percepatan semacam ini disebut percepatan negatif. Percepatan
negatif lazim disebut perlambatan, sedangkan percepatan positif lazim
disebut percepatan.

Secara matematis dituliskan :

Dengan


a = percepatan
rata-rata (m/s2)
4.
Kegunaan Gerak Benda dalam Kehidupan
Sehari-hari
Pemanfaatan gerak benda dapat mempermudah dan
mempercepat pekerjaan manusia. Berikut ini contohnya:
d.
Memperpendek
jarak tempat; dengan mengendarai mobil atau kendaraan lainnya, jarak yang jauh
terasa lebih dekat. Gerak roda kendaraan dapat mengantarkan pengendara atau
penumpang lainnya ke tempat tujuan lebih cepat daripada jalan kaki.
e.
Memudahkan
pekerjaan; misalnya peralatan yang ada di rumah. Ada kipas angin, jam dinding, mesin
cuci, blender dan kursi roda. Alat-alat itu menggunakan gerak roda berputar.
Alat-alat itu dapat mempermudah pekerjaan manusia. Dengan adanya mesin cuci
seorang ibu tidak perlu mencuci menggunakan tangan lagi, cukup dengan menekan
tombol yang tersambung ke listrik, mesin cuci bergerak sendiri mencuci pakaian
kotor.
f.
Memudahkan
memindahkan benda yang berat; bertahun-tahun lalu orang telah menggunakan roda
untuk memindahkan benda yang berukuran berat. Semula roda dibuat dari kayu
gelondongan. Setelah itu roda dibuat dari kayu atau batu yang dibentuk bundar,
sampai akhirnya berbentuk seperti sekarang ini, roda diberi ruji-ruji dan ban
berisi udara agar ringan dan tetap kuat.
C. Pesawat Sederhana
Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau
besaran dari suatu gaya. Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai
mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya. Keuntungan
mekanis yang akan dihasilkan dari masing-masing pesawat sederhana ini
berbeda-beda, bergantung jenis pesawat sederhana yang digunakan. 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.
Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua
mesin-mesin lain yang lebih kompleks. 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.
1.
Macam-macam Pesawat Sederhana
a.
Pengungkit
atau disebut juga tuas merupakan pesawat sederhana yang paling sederhana. Pengungkit ini
terdiri dari sebuah batang kaku (misalnya logam, kayu, atau batang bambu) yang
berotasi di sekitar titik tetap yang dinamakan titik tumpu. Selain titik tumpu
yang menjadi tumpuan bagi pengungkit, ada dua titik lain pada pengungkit, yaitu
titik beban dan titik kuasa. Titik beban merupakan titik dimana kita meletakkan
atau menempatkan beban yang hendak diangkat atau dipindahkan, sedangkan titik
kuasa merupakan titik dimana gaya kuasa diberikan untuk mengangkan atau
memindahkan beban. Pengungkit bekerja dengan cara mengubah besar gaya yang
diperlukan untuk mengangkat beban. Berat beban yang akan diangkat disebut gaya
beban (
) dan
gaya yang digunakan untuk mengangkat batu atau beban disebut
gaya kuasa (
).
Jarak antara penumpu dan beban disebut lengan beban (
) dan
jarak antara penumpu dengan kuasa disebut lengan kuasa (
).





Fklk
Fblb

Keuntungan
mekanis pada tuas atau pengungkit bergantung pada
panjang masing-masing lengan. Semakin panjang lengan
kuasanya, semakin besar keuntungan mekanisnya. Secara matematis keuntungan
mekanis ditulis sebagai berikut.

Berdasarkan letak titik tumpunya, tuas atau
pengungkit diklasifikasikan menjadi tiga golongan, yaitu sebagai berikut.
1. Tuas Golongan Pertama, Titik tumpu berada di
antara titik beban dan titik kuasa, Contohnya gunting, tang pemotong,
gunting kuku, dan linggis.
2. Tuas Golongan Kedua, Titik beban berada di
antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh tuas jenis ini, di antaranya
adalah gerobak beroda satu, pemotong kertas, dan pelubang kertas.
3. Tuas Golongan Ketiga, Titik kuasa berada di
antara titik tumpu dan titik beban. Contoh tuas jenis ini adalah lengan,
alat pancing, dan sekop.
b. Katrol
Katrol merupakan pesawat sederhana yang terdiri dari sebuah roda
atau piringan beralur dan tali atau kabel yang mengelilingi alur roda atau
piringan tersebut. Pemanfaatan katrol dalam kehidupan sehari-hari cukup
beragam, misalnya untuk mengangkat benda-benda, mengambil air dari sumur,
mengibarkan bendera, hingga mengangkat kotak peti kemas. Berdasarkan susunan
tali dan rodanya, katrol dibedakan menjadi katrol tetap,katrol bebas, dan
katrol majemuk.
1) Katrol tetap
Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berubah ketika
digunakan. Biasanya posisi katrolnya terikat pada satu tempat tertentu. Titik
tumpu sebuah katrol tetap terletak pada sumbu katrolnya. Contoh pemanfaatan
katrol tetap adalah pada alat penimba air sumur dan katrol pada tiang bendera.
Pada
katrol tetap hanya terdapat satu penggal tali yang menahan beban,
sehingga besar gaya kuasa (Fk) untuk menarik beban sama dengan gaya berat beban (Fb), atau
sehingga besar gaya kuasa (Fk) untuk menarik beban sama dengan gaya berat beban (Fb), atau
Fb =Fk
sehingga
keuntungan mekanis untuk katrol tetap adalah:

2) Katrol bebas
Katrol bebas merupakan katrol yang posisi atau kedudukannya berubah
ketika digunakan. Artinya, katrol bebas tidak ditempatkan di tempat tertentu,
melainkan ditempatkan pada tali yang kedudukannya dapat berubah. Contoh
pemanfaatan katrol bebas adalah pada alat pengangkat peti kemas. Pada katrol
bebas beban yang akan diangkat digantungkan pada poros katrol dan beban serta
katrolnya ditopang oleh dua penggal tali pada masing-masing sisi katrol,
sehingga gaya berat beban (Fb)
ditopang oleh gaya kuasa (Fk)
pada dua penggal tali, atau
Fb=2Fk
Sehingga keuntungan mekanis untuk katrol bebas adalah:

3) Katrol majemuk
Katrol majemuk merupakan perpaduan antara katrol tetap dan katrol
bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban
dikaitkan pada katrol bebas dan salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang
katrol tetap. Bila ujung tali yang lain ditarik, maka beban akan terangkat.
Beban pada sistem katrol ini ditopang oleh dua penggal tali (hampir sama dengan
katrol bebas), atau
Fb=4Fk
sehingga keuntungan mekanis yang dihasilkan adalah 2 (dua), atau

c. Bidang Miring
Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang
landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan
bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa
yang harus dilakukan. Keuntungan mekanis bidang miring adalah perbandingan
panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).

Dalam
kehidupan sehari-hari, penggunaan bidang miring terdapat pada tangga,
lereng gunung, dan jalan di daerah pegunungan. Semakin landai tangga,
semakin mudah untuk dilalui. Sama halnya dengan lereng gunung, semakin
landai lereng gunung maka semakin mudah untuk menaikinya, walaupun
semakin jauh jarak tempuhnya. Jalan-jalan di pegunungan dibuat
berkelok-kelok dan sangat panjang. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan keuntungan
mekanis yang cukup besar agar kendaraan dapat menaikinya dengan mudah. Meskipun
demikian, bidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang harus
ditempuh untuk memindahkan benda tersebut menjadi lebih panjang (jauh).
Pemanfaatan prinsip kerja bidang miring dapat kita temukan dalam sejumlah
perkakas, diantaranya kapak, pisau, skrup, baut, dan sebagainya.
d. Roda dan Poros
Roda
dan poros merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang terdiri dari dua
buah silinder dengan jari-jari yang berbeda dan bergabung di pusatnya. Silinder
berjari-jari besar dinamakan roda dan silinder berjari-jari kecil dinamakan
poros
Roda
dan poros bekerja dengan cara mengubah besar dan arah gaya yang digunakan untuk
memindahkan (dalam hal ini, memutar) sebuah benda. Contoh penerapan roda dan
poros dalam kehidupan diantaranya pemutar keran air, pegangan pintu yang bulat,
obeng, roda pada kendaraan, setir kendaraan, alat serutan pensil, bor tangan,
dan sejenisnya.
Jenis-jenis roda, yaitu:
1) Roda Setali, yaitu dua buah roda atau lebih yang dihubungkan
dengan tali. Contoh: roda sepeda yang dihubungkan dengan rantai, dan roda
sepeda motor yang dihubungkan dengan rantai.
2)
Roda
Sepusat, yaitu
dua buah roda atau lebih yang memiliki pusat yang sama. Contoh: roda pada mobil
truk.
3)
Roda
Bersinggungan, yaitu dua buah roda atau lebih yang saling bersinggungan satu sama
lain. Roda bersinggungan besar menghasilkan gaya yang lebih besar sehingga
kuasa yang diperlukan lebih kecil, tetapi kondisi ini harus diimbangi dengan
kecepatan putar yang lambat. Sebaliknya, roda bersinggungan kecil akan
memberikan kecepatan putar yang tinggi, tetapi gaya yang dihasilkan relatif
kecil sehingga harus diimbangi dengan kuasa yang besar. Mesin pada jam
merupakan penerapan dan pemanfaatan roda bersinggungan dalam kehidupan sehari-hari.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Energi adalah kemampuan
untuk melakukan usaha atau kerja sehingga dapat menimbulkan suatu perubahan. Bentuk-bentuk
energi yaitu energi mekanik, energi panas, energi magnetik, energi listrik, energi kimia, energi bunyi, energi nuklir, energi cahaya, energi matahari. Hukum kekekalan energi berbunyi “Energi tidak
dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi hanya dapat diubah dari
satu bentuk ke bentuk yang lain”.
Gerak adalah suatu perubahan tempat
kedudukan pada suatu benda dari tempat awal. Benda
dikatakan bergerak bila kedudukannya terhadap titik acuan setiap saat selalu
berubah, dan sebaliknya benda dikatakan diam bila kedudukannya terhadap titik
acuan selalu tetap.
Pesawat digunakan manusia untuk memudahkan
pekerjaan. Pesawat
sederhana ada empat macam, yaitu tuas atau pengungkit, bidang miring, katrol,
dan roda. Tujuan menggunakan
pesawat sederhana adalah untuk melipatgandakan gaya atau kemampuan, mengubah
arah gaya, dan memperbesar kecepatan ketika menempuh jarak yang lebih
jauh. Aplikasi pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari banyak kita
jumpai. Contohnya gunting, pemecah kemiri, gerobak dorong, pisau, tangga,
katrol penimba air, sepeda, jam, mobil truk, dan mobil derek.
B. Saran
Energi merupakan hal sangat dibutuhkan dalam
kehidupan sehari-hari. Ada baiknya jika kita dapat memanfaatkan energi dengan
sebaik-baiknya. Pemakaian energi seharusnya dipergunakan untuk hal-hal yang
bermanfaat saja.
Begitu juga tentang pesawat sederhana, sebaiknya kita dapat memanfaatkan pesawat sederhana dengan baik sehingga kita tidak
kesulitan dalam melakukan pekerjaan dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu masyarakat
sebaiknya lebih kreatif dan inovatif dalam memanfaatkan pesawat sederhana
sehingga dari sebuah pesawat sederhana dapat tercipta benda-benda yang susunannya
lebih kompleks dan bermanfaat.
DAFTAR RUJUKAN
Giancoli, Douglas C.. Fisika Jilid I (terjemahan). Jakarta
: Penerbit Erlangga.2001
Halliday dan Resnick. Fisika Jilid I Terjemahan. Jakarta : Penerbit Erlangga. 1991
http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/03/pesawat-sederhana.html di akses pada tanggal 18 Oktober 2014.
http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/03/pesawat-sederhana.html di akses pada tanggal 18 Oktober 2014.
http://gistabawana.wordpress.com/2013/02/27/macam-macam-gerak-benda/ di akses pada tanggal 18 Oktober 2014.
Mediafisika.http://mediafisika.wordpress.com/2010/05/26/pesawat-sederhana/ di akses pada tanggal 18 Oktober 2014.
Rina. http://rina-salingberbagi.blogspot.com/2011/01/makalah-pesawat-sederhana.html di akses pada tanggal 18 Oktober 2014.
Tipler, P.A. Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan).Jakarta : Penebit
Erlangga.1998
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A.. Fisika Universitas (terjemahan). Jakarta : Penerbit Erlangga. 2002
Zulfa Maghfirotul
Habsari. http://zulfamaghfirotulhabsari.blogspot.com/2012/09/makalah-pesawat-sederhana.html
di akses pada tanggal 18 Oktober 2014.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar