Pesawat Sederhana: Pengertian – Rumus dan Contoh Soal

√ Edu Passed Pass quality & scientific checked by advisor, read our quality control guidelance for more info
  • Review Akademik by: Review Akademik by: Nur Aini, S. Pd
  • Post author Scientific Rev by: Redaksi Haloedukasi

Pesawat sederhana dirancang dengan tujuan untuk melipat gandakan kemampuan suatu gaya, mengubah arah gaya sehingga memudahkan pekerjaan, dan memperbesar kecepatan.

Pengertian Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana merupakan alat yang dapat digunakan untuk mempermudah suatu pekerjaan manusia tanpa memperkecil usaha.

Hal tersebut menyebabkan gaya yang dikeluarkan untuk mengangkat beban sama dengan berat beban dibagi dengan keuntungan mekanisnya.

Manfaat Pesawat Sederhana

  • Membantu memudahkan pekerjaan manusia
  • Mengubah energi
  • Mengubah arah gaya
  • Memperoleh keuntungan kecepatan
  • Memperoleh keuntungan gaya.

Jenis-jenis Pesawat Sederhana

1. Tuas (Pengukit)

Tuas atau pengukit merupakan alat yang berfungsi mengangkat, mengukit atau mencabut suatu benda dengan berpusat pada satu titik.

Dengan menggunakan tuas yang benar maka benda yang berat akan terasa lebih ringan.

Setiap tuas mempunyai titik tumpu, kuasa, beban, gaya kuasa, gaya beban, lengan kuasa, dan lengan beban.

Titik tumpu merupakan titik tuas bertumpu, kuasa merupakan gaya yang bekerja pada tuas sedangkan beban merupakan berat benda yang berada di tuas.

Gaya kuasa merupakan gaya yang diberikan ketika kita mengangkat benda, gaya beban merupakan beban yang akan diangkat, lengan kuasan merupakan jarak antara titik tumpu dengan kuasa, lengan beban merupakan jarak titik tumpu dengan beban.

Berdasarkan letak titikbeban, titik tumpu, dan titik kuasa, tuas dibedakan menjadi tiga yaitu:

  • Tuas Jenis Pertama

Tuas jenis pertama merupakan tuas yang titik tumpunya berada di tengah atau diantara titik beban dan titik kuasa.

Contohnya adalah pemotong kuku, gunting, jepitan jemuran, tang, dan jungkat jungkit.

  • Tuas Jenis Kedua

Tuas jenis kedua merupakan tuas yang titik tumpunya berada di salah satu ujungnya, dengan posisi titik tuas, beban, dan kuasa.

Contohnya adalah gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, pembuka botol, dan pemecah kemiri.

  • Tuas Jenis Ketiga

Tuas jenis ketiga merupakan tuas yang mirip dengan tuas jenisdua, dengan posisi tuas, kuasa dan beban. Contohnya adalah sekop, sendok, dangarpu.

2. Katrol

Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya yang diberi tali atau rantai di bagian sisinya sebagai penghubung antara katrol dengan beban. Katrol memiliki fungsi sebagai mengangkat benda atau menarik beban.

Katrol dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:

  • Katrol Tetap

Katrol tetap merupakan jenis katrol yang posisinya tetapdan tidak dapat berpindah pindah. Contohnya timbangan sumur dan tiang bendera.

  • Katrol Bebas

Katrol bebas merupakan katrol yang pemasangan tidak padatempat tertentu dan letaknya berubah, jika ditarik maka katrol akan bergerak. Contohnyapada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.

  • Katrol Majemuk

Katrol majemuk merupakan katrol yang menggabungkan dari dua katrol sebelumnya yaitu katrol tetap dan katrol bebas.

Cara kerja katrol majemuk dengan katrol yang dihubungkan dengan tali dan beban dikaitkan di katrol bebas.

Salah satu ujung tali dikaitkan dengan penampang katrol tetap sehingga ketika ujung tali lain ditarik maka beban akan terangkat ke atas. Contohnya katrol pada roda berporos.

3. Bidang Miring

Bidang miring merupakan sebuah bidang miring yang digunakan untuk memudahkan penggeseran benda atau mengangkat benda yang berat.

Keuntungan bidang miring adalah semakin landai bidang miring maka gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda akan lebih ringan dan semakin besar sudut kemiringannya berarti semakin besar gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut.

Contohnya kapak, pisau, sekrup dan obeng.

Rumus Pesawat Sederhana

F = K = w/KM

F atau K = gaya atau kuasa yang kita keluarkan (N)
W = berat benda yang kita angkat (N)
KM = keuntungan mekanis

  • Rumus Tuas atau Pengungkit
W Lbeban = F Lkuasa

W = berat benda yang kita angkat (N)
Lbeban = lengan beban, yaitu jarak antara titik tumpu dengan dengan beban (m)
Lkuasa = lengan kuasa, yaitu jarak antara titik tumpu dengan kuasa/gaya yang dikerjakan (m)

  • Rumus Keuntungan Mekanis Tuas
KM = W/f = Lkuasa/ Lbeban

KM = Keuntungan mekanis
F  = Gaya atau kuasa yang kita keluarkan (N)
W = Berat benda yang kita angkat (N)
Lbeban = Lengan beban, yaitu jarak antara titik tumpu dengan dengan beban (m)
Lkuasa = Lengan kuasa, yaitu jarak antara titik tumpu dengan kuasa/gaya yang dikerjakan (m)

  • Rumus Katrol Tunggal
F = W

F  = Gaya atau kuasa yang kita keluarkan (N)
W = Berat benda yang kita angkat (N)

  • Rumus Katrol Bergerak
F = ½ W

F  = Gaya atau kuasa yang kita keluarkan (N)
W = Berat benda yang kita angkat (N)

  • Rumus Katrol Majemuk
F = W/jumlah katrol

F  = Gaya atau kuasa yang kita keluarkan (N)
W = Berat benda yang kita angkat (N)
Jumlah Katrol = Keuntungan Mekanis

  • Rumus Keuntungan Mekanis Bidang Miring
KM = s/h
F = K = w/KM = w h/s

KM = Keuntungan mekanis
F  = Gaya atau kuasa yang kita keluarkan (N)
W = Berat benda yang kita angkat (N)
K = Kemiringan bidang (derajat)
H = Tinggi bidang miring (m)
S = Jarak bidang miring (m)

Contoh Soal Pesawat Sederhana

1. Seorang tukang bangunan akan mengangkat batu bata seberat 50 N menggunakan katrol tetap. Berapa gaya kuasa yang ia perlukan untuk mengangkat batu bata tersebut?

Pembahasan :
Diketahui : W  = 50 N, KM = 1
Ditanya : F ?
Jawab :

KM = W/F
F = W/KM
  = 5
  = 50 N

2. Sebuah drum dengan beban 100 N akan dinaikkan ke dalam bak truk dengan gaya 50 N menggunakan bidang miring. Besarnya keuntungan mekanik yang didapatkan?

Pembahasan :
Diketahui : W = 100 N, F = 50 N
Ditanya : KM ?
Jawab:

KM = W/F
   = 100 / 50
   = 2
fbWhatsappTwitterLinkedIn