4 Pesawat Sederhana: Pengungkit, Katrol, Bidang Miring, Roda Bergandar

Dalam kehidupan sehari-hari, pada saat kita berusaha mengangkat atau memindahkan suatu benda dari tempat yang satu ke tempat yang lain, sering kita memerlukan alat untuk memudahkan dan mempercepat pekerjaan itu, misalnya saja, saat kita mengungkit suatu benda yang berat, kita bisa menggunakan linggis untuk memudahkan pekerjaan itu. Atau saat kita mengambil seember air dari sebuah sumur kita menggunakan sebuah katrol untuk mempermudah pengambilan air.

Alat-alat yang digunakan manusia untuk mempermudah suatu pekerjaan, hasilnya lebih cepat, lebih baik bahkan lebih murah biayanya disebut pesawat sederhana. Pesawat sederhana terdiri dari 4 jenis yaitu pengungkit, katrol, bidang miring, dan roda bergandar. Adapun penjelasan dari masing-masing pesawat sederhana itu adalah sebagai berikut.

PENGUNGKIT (TUAS)

Pengertian pengungkit atau tuas adalah suatu alat untuk memindahkan atau mengangkat benda dengan gaya yang lebih kecil dari bebannya. Pengungkit biasanya terbuat dari kayu, besi, atau bambu. Untuk memindahkan benda, pengungkit diberi gaya pada sebelah sisinya. Gaya pada pengungkit ini dikenal dengan kuasa.

Ciri-ciri pengungkit antara lain:

a.    Kuasa (F atau K) yaitu gaya yang diperlukan untuk mengangkat atau memindahkan beban/benda.

b.    Lengan kuasa (LK) yaitu jarak antara titik tumpu dengan kuasa pada alat itu.

c.    Beban (B atau W) yaitu berat benda yang akan dipindahkan

d.    Lengan beban (LB) yaitu jarak antara beban dengan titik tumpu

e.    Tumpu atau titik tumpu yaitu titik dimana ganjal atau bantalan untuk mengankat beban.

Rumus yang berlaku pada pengungkit:

LB x B = LK x K

Keuntungan Mekanik Pengungkit

Keuntungan mekanik (Km) adalah perbandingan beban dengan kuasa atau gaya yang diperlukan. Keuntungan mekanik pada pengungkit yaitu ketika kita melakukan kerja, kerja kita akan lebih ringan jika menggunakan pengungkit atau pesawat sederhana.

Km = B/K

Prinsip Kerja Pengungkit

Pada dasarnya, prinsip kerja pada pengungkita yaitu kita menggeser atau mengangankat benda menggunakan sebuah batang. Pada bawah batang dikasih batu (sebagai tumpuan batang), batu tersebut diletakkan dekat benda yang hendak kita pindahkan. Tangan kita berada diposisi ujung batang pengungkit dan menekan ke bawang sampai benda yang akan pindahkan bergerak.

Pengungkit dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan posisi titik tumpu, beban, dan kuasanya

1. Pengungkit Jenis Pertama

Pengungkit jenis pertama merupakan pengungkit di mana posisi titik tumpunya berada diantara titik beban dan titik kuasa. Peralatan yang menggunakan prinsip pengungkit jenis pertama yaitu pemotong kuku, jungkat-jungkit, linggis, dan tang.

2. Pengungkit Jenis Kedua

Pengungkit jenis kedua merupakan pengungkit di mana posisi titik  beban terletak diantara titik tumpu dan titik kuasa. Peralatan yang menggunakan prinsip pengungkit jenis kedua yaitu pembuka tutup botol, alat pemecah kemiri, gerobak beroda satu, dan alat pemotong kertas.

3. Pengungkit Jenis Ketiga

Pengungkit jenis ketiga merupakan pengungkit di mana letak titik kuasanya berada diantara titik beban dan titik tumpu. Peralatan yang menggunakan prinsip pengungkit jenis ketiga yaitu pinset, stappler, sekop, dan penjepit roti.

Alat-alat ini biasa digunakan untuk pekerjaan seperti:

a.    Mengangkat atau mengungkit suatu beban yang berat dipergunakan linggis.

b.    Mengangkat barang-barang misalnya mengangkut bahan-bahan bangunan, seseorang pekerja menggunakan gerobak dorong.

c.    Mencambut paku yang tertancap pada sebuah balok kayu, dipergunakan palu pencekam, kakatua (catut besar)

d.    Menggunting kain atau kertas bahkan seng digunakan gunting khusus untuk seng dipergunakan gunting seng.

e.    Membuka tutup botol, dipergunakan alat khusus untuk membuka tutup botol.

KATROL (KEREK)

Katrol dalam sehari-hari disebut sebagai penggerak. Katrol adalah roda berporos di mana dikasih tali atau rantai pada sisinya. Katrol biasanya digunakan untuk menarik benda dari atas ke bawah. Katrol merupakan bagian dari pesawat sederhana karena pada katrol mempunyai titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol terdiri dari katrol tetap, katrol bergerak, katrol ganda, dan sistem katrol.

a. Katrol tetap

Katrol tetap yaitu katrol yang saat digunakan untuk menarik, posisi selalu dalam tetap (konstan). Contoh peralatan yang menggunakan prinsip katrol tetap yaitu kerekan sangkar burung, kerekan sumur, kerekan bendera.

Katrol tetap selalu menghasilkan gaya yang sama dengan beban yang diangkat.

1.    Kuasa sama dengan bebab (F = B)

2.    Keuntungan mekanik bernilai satu (km = 1)

b. Katrol tunggal (bebas)

Katrol tunggal yaitu katrol yang dapat bergerak. Pada katrol ini, posisinya selalu berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol tunggal biasanya diposisikan di atas tali yang kedudukannya bisa berubah. Bagian ujung tali diikat pada tempat tertentu, ketika ujung yang satunya ditarik maka katrol akan bergerak.

Pada katrol tunggal berlaku:

1.    Mengangkat beban dengan katrol bergerak tunggal diperlukan gaya setengah dari beban.

2.    Kuasa sama dengan setengah kali beban (F = ½ x B)

3.    Keuntungan mekanik sama dengan dua (Km = 2)

c. Katrol Ganda

Katrol ganda merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol tunggal. Maksud gabungan disini yaitu antara katrol tetap dihubungkan menggunakan tali dengan katrol tunggal. Jadi, ketika tali ditarik maka beban akan ketarik dan akan bergerak ke atas.

Keuntungan menggunakan katrol ganda yaitu gaya yang digunakan lebih kecil jika dibandingkan dengan katrol tetap ataupun katrol tunggal. Akan tetapi, katrol ganda juga bergantung pada jumlah tali yang digunakan untuk mengangkat beban.

d. Sistem Katrol

Sistem katrol yaitu beberapa katrol disatukan dalam blok katrol yang dapat bergerak. Sistem katrol memerlukan gaya yang lebih kecil jika dibandingkan dengan sistem katrol lainnya. Semakin banyak katrol yang digunakan maka gaya yang diperlukan semakin kecil, dan mengangkat beban jadi lebih ringan. Pelatan yang menggunakan prinsip dari sistem katrol yaitu pada alat berat di pelabuhan, seperti untuk memindahkan benda-benda besar ke pelabuhan.

Keuntungan Menggunakan Katrol

Katrol biasa dipergunakan untuk mengungkit suatu beban dari yang ringan sampai yang berat dengan beban mencapai ton-an, contohnya:

1.    Beban yang ringan, pada saat kita menaikkan bendera, kita mempergunakan sebuah katrol (kerek).

2.    Beban yang cukup berat, pada saat kita mengambil seember air dari sebuah sumur, kita mempergunakan sebuah katrol.

3.    Beban yang berat bahkan sangat berat, pada saat mengangkut sebuah beban yang beratnya bisa mencapai ton-an, misalnya ini terjadi pada sebuah pelabuhan, kita menggunakan katrol.

BIDANG MIRING

Bidang miring merupakan pesawat sederhana yang menggunakan papan dimiringkan untuk mengangkat atau memindahkan benda. Selain papan, benda-benda, atau jalan yang dimiringkan termasuk dari prinsip bidang miring. Semakin landai posisi kemiringan maka usaha yang diperlukan kita semakin ringan dan mudah.

Beberapa contoh alat yang menggunakan prinsip kerja bidang miring misalnya:

1.    Pada saat kita memindahkan sebuah peti ke dalam mobil bak terbuka, kita memanfaatkan sebuah bidang miring, dengan menggunakan papan atau lainnya, melalui papan inilah peti didorong dari lantai ke mobil.

2.    Ulir pada sebuah sekrup, dasar  kerjanya memanfaatkan bidang miring.

Pada bidang miring berlaku:

1.    Panjang bidang yang dimiringkan (s)

2.    Tinggi bidang miring (s)

3.    Beban yang dipindahkan (W)

4.    W/F = s/h

5.    Km = W/F = s/h

Keuntungan Mekanik Bidang Miring

Keuntungan mekanik bidang miring yaitu dengan menggunakan pesawat sederhana ini pekerjaan yang kita lakukan lebih ringan dan mudah. Kemudahan dalam pekerjaan inilah yang disebut sebagai keuntungan. Karena berhubungan dengan bidang miring, maka dinamakan keuntungan mekanik bidang miring.

RODA BERGANDAR (RODA BERPOROS)

Roda bergandar terdiri dari sebuah roda atau alat pemutar yang kemudian dihubungkan dengan sebuah gandar yang dapat berputar secara bersama-sama. Adanya roda bergandar ini mempermudah gaya gesek agar lebih ringan saat digerakkan.

Alat-alat yang dasar kerjanya menggunakan bergandar adalah:

1.    Kapstan (alat penggulung tambang pada kapal)

2.    Derek (untuk mengangkat jangkar kapal)

3.    Gerinda (untuk mengasah pisau, gunting)

4.    Poros putaran

5.    Mikser

Pekerjaan sehari-hari kita menggunakan atau memanfaatkan pesawat sederhana ini, misalnya:

1.    Pada saat ibu membuat bolu, adonan kuenya diaduk dengan menggunakan mikser.

2.    Pada saat gunting, pisau kita mulai tumpul kita menggunakan gerinda atau roda asahan untuk mempertajam gunting dan pisau.

Demikian sedikit penjelasan dari kami tentang 4 Jenis Pesawat Sederhana: Pengungkit, Katrol, Bidang Miring, Roda Bergandar. Semoga dapat bermanfaat dan menambah wawasan teman-teman sekitar fisika. Sekian dan sampai jumpa pada artikel selanjutnya. Terima kasih atas kunjuangannya dan jangan lupa untuk di share.

Sumber: Suryadarma, Dadan dan Rachman, Dedi.M .2012. Intisari Sains. Bandung, Penerbit CV Pustaka Setia.