Pesawat Sederhana

19.00 |

Judul : Pesawat Sederhana

I. KAJIAN PUSTAKA

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 (Wulandari, 2013).

Seperti yang kita ketahui bahwa di sekitar kita banyak sekali peralatan yang digunakan untuk mempermudah melakukan pekerjaan. Alat-alat tersebut diciptakan manusia dari yang paling sederhana sampai yang paling rumit seperti motor, mobil, pesawat terbang, telepon, televisi, komputer dan lain-lain. Alat yang digunakan oleh manusia untuk memudahkan melakukan pekerjaan atau kegiatan disebut pesawat.

“Pesawat sederhana adalah alat bantu untuk memudahkan kerja manusia yang disusun secara sederhana. Pesawat sederhana secara umum berguna antara lain untuk melipat gandakan gaya, merubah arah gaya, memperbesar kecepatan, dan melakukan perpindahan yang besar” (Muslimin, 2013: 17).

Ada dua jenis pesawat, yaitu pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana adalah alat bantu kerja yang bentuknya sangat sederhana contohnya adalah tuas, bidang miring, katrol dan roda berporos. Pesawat rumit adalah pesawat yang terdiri dari susunan beberapa pesawat sederhana contonya pesawat terbang, pesawat telepon, pesawat televisi, mobil, motor, sepeda dan lain-lain.

Pesawat sederhana dikelompokkan menjadi empat jenis, yaitu tuas, bidang miring, katrol, dan roda berporos.

1. Tuas

Linggis merupakan salah satu jenis tuas. Tuas lebih dikenal dengan nama pengungkit. Pada umumnya, tuas atau pengungkit menggunakan batang besi atau kayu yang digunakan untuk mengungkit suatu benda. Terdapat tiga titik yang menggunakan gaya ketika kita mengungkit suatu benda, yaitu beban, titik tumpu, dan titik kuasa. Beban merupakan berat benda, sedangkan titik tumpu merupakan tempat bertumpunya suatu gaya. Gaya yang bekerja pada tuas disebut kuasa. Tuas dapat digambarkan secara sederhana.

Berdasarkan posisi atau kedudukan beban, titik tumpu, dan kuasa, tuas digolongkan menjadi tiga, yaitu tuas golongan pertama, tuas golongan kedua, dan tuas golongan ketiga (Sandy, 2012).

a. Tuas golongan pertama

Pada tuas golongan pertama, kedudukan titik tumpu terletak di antara beban dan kuasa. Contoh tuas golongan pertama ini di antaranya adalah gunting, linggis, jungkat-jungkit, dan alat pencabut paku.

b. Tuas golongan kedua

Pada tuas golongan kedua, kedudukan beban terletak di antara titk tumpu dan kuasa. Contoh tuas golongan kedua ini di antaranya adalah gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka tutup botol.

c. Tuas golongan ketiga

Pada tuas golongan ketiga, kedudukan kuasa terletak di antara titik tumpu dan beban. Contoh tuas golongan ketiga ini adalah sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir .

2. Bidang Miring

Jalan yang berkelok-kelok menuju pegunungan memanfaatkan cara kerja bidang miring. Bidang miring adalah permukaan rata yang menghubungkan dua tempat yang berbeda ketinggiannya. Dengan dibuat berkelok-kelok pengendara kendaraan bermotor lebih mudah melewati jalan yang menanjak. Orang yang memindahkan drum ke dalam bak truk dengan menggunakan papan sebagai bidang miringnya. Dengan demikian, drum berat yang besar ukurannya lebih mudah dipindahkan ke atas truk. Bidang miring memiliki keuntungan, yaitu kita dapat memindahkan benda ke tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih kecil. Namun demikian, bidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang di tempuh untuk memindahkan benda menjadi lebih jauh. Prinsip kerja bidang miring juga dapat ditemukan pada beberapa perkakas, contohnya kampak, pisau, pahat, obeng, dan sekrup. Berbeda dengan bidang miring lainnya, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya.

3. Katrol

“Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi tiga, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol majemuk” (Muslimin, 2013:19).

a. Katrol tetap

Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu. Katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba adalah contoh katrol tetap.

b. Katrol bebas

Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah, seperti tampak pada gambar di samping. Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.

c. Katrol majemuk

“Katrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat beserta bergeraknya katrol bebas ke atas” (Suryatin: 2006).

4. Roda Berporos

Roda berporos merupakan roda yang di dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. Roda berporos merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang banyak ditemukan pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda sepeda, roda kendaraan bermotor, dan gerinda.

II. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

A. Praktikum 1: Pengungkit

1. Alat

a. Tiang neraca

b. Dudukan neraca beralur

c. Lengan neraca beralur

d. Penggantungan piring neraca

e. Piringan neraca

f. Neraca pegas

g. Kubus Aluminium

h. Kotak KIT IPA

2. Bahan

a. Buku penuntun praktikum

3. Langkah Kerja

a. Menyediakan alat dan bahan yang dibutuhkan.

b. Meletakkan tiang neraca tegak lurus (berdiri) di atas meja.

c. Memasukkan lengan neraca beralur ke dalam dudukan neraca beralur.

d. Meletakkan dudukan neraca di atas tiang neraca pada kedudukan tiang yang seimbang.

e. Meletakkan piring neraca pada ujung kiri lengan neraca beralur dengan menggunakan penggantung piring neraca.

f. Mengaitkan neraca pegas pada ujung lengan kanan neraca beralur.

g. Meletakkan kubus aluminium di atas piring neraca.

h. Menarik neraca pegas agar terjadi keseimbangan antara lengan kanan dan lengan kiri. Kemudian, mencatat panjang regangan pegas.

i. Mengulangi kegiatan di atas dengan memindahkan titik tumpu neraca yakni, yang pertama bergeser dua lubang ke kanan dan yang kedua bergeser dua lubang ke kiri kemudian mencatat panjang regangan pegas masing-masing.

j. Menjawab pertanyaan yang ada di bagian bawah bagian langkah kerja sesuai hasil pengamatan.

k. Membuat kesimpulan dari percobaan tersebut.

B. Praktikum 2: Bidang Miring

1. Alat

a. Tutup kotak resonansi

b. Neraca pegas

c. Kubus kayu

d. Kubus kayu dan kubus aluminium

e. Kotak KIT IPA

f. Papan tripleks

2. Bahan

a. Buku penuntun praktikum

3. Langkah Kerja

a. Menyediakan alat dan bahan yang dibutuhkan.

b. Mengangkat kotak resonansi dengan cara mengaitkan pengait pada neraca pegas pada kaitan pada kotak resonansi. Menghitung panjang regangan pegas.

c. Membuat bidang miring dengan cara memiringkan papan tripleks dan meletakkan kotak resonansi yang telah dikaitkan di atas bidang miring tersebut. Menarik kotak resonansi dari bawah ke atas dan menghitung panjang regangan pegas.

d. Melandaikan kemiringan papan tripleks dan menarik kotak resonansi dari bawah ke atas. Menghitung panjang regangan pegas.

e. Meninggikan kemiringan papan tripleks dari kondisi awal dan menarik kotak resonansi dari bawah ke atas. Menghitung panjang regangan pegas.

f. Membuat tabel pengamatan sesuai kreativitas, kemudian mengisi tabel tersebut sesuai dengan hasil pengamatan.

g. Membandingkan panjang regangan pegas pada langkah 1, 2, dan 3, 4, dan 5, kemudian membuat kesimpulan.

C. Praktikum 3: Katrol

1. Alat

a. Piring neraca

b. Katrol tunggal 2 buah

c. Penggantung piring

d. Kartu plastik

e. Kubus kayu

f. Gantungan hampa udara

g. Kubus Aluminium

h. Mur baut dudukan

i. Tali

2. Bahan

a. Buku penuntun praktikum

3. Langkah Kerja

a. Menyediakan alat dan bahan yang dibutuhkan.

b. Menggantung piring neraca pada neraca pegas dan mengisi piring neraca dengan kubus kayu dan aluminium, kemudian menghitung panjang regangan neraca pegas tersebut.

c. Memasang gantungan hampa udara pada dinding yang permukaannya halus, kemudian menggantung neraca pegas yang telah dibebani piring neraca pada gantungan hampa udara yang telah dikaitkan dengan katrol. Meletakkan kubus kayu di atas piring neraca. Menghitung panjang regangan neraca pegas tersebut.

d. Melakukan langkah kerja nomor 2 dan mengaitkan katrol kedua lalu meletakkan kubus aluminium dan kubus kayu di atas piring neraca. Menghitung panjang regangan neraca pegas tersebut.

e. Mencari selisih antara langkah 1, 2, dan 3, kemudian membuat kesimpulan pada percobaan ini.

D. Praktikum 4: Roda

1. Alat

a. Kereta roda empat

b. Kotak Resonansi

c. Neraca pegas

2. Bahan

a. Buku penuntun praktikum

3. Langkah Kerja

a. Menyediakan alat dan bahan yang dibutuhkan.

b. Mengaitkan neraca pegas dengan kotak resonansi, kemudian menghitung regangan pegas apabila kotak tersebut ditarik di atas papan tripleks.

c. Memasangkan kereta roda empat sebagai alat pengangkut kotak. Kemudian meletakkan kotak resonansi di atas roda dan mengukur regangan pegas setelah kotak resonansi ditarik di atas papan.

d. Berdasarkan hasil percobaan pada langkah kerja nomor 1 dan 2, menghitung selisih panjang regangan pegasnya.

e. Membuat kesimpulan dari hasil percobaan tersebut.

III. HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM

A. Hasil Pengamatan Praktikum 1 : Pengungkit

Pertanyaan penuntun:

1. Berapakah panjang regangan neraca ketika neraca dalam kedudukan seimbang?

2. Berapakah panjang regangan neraca ketika neraca dalam kedudukan digeser 2 kali ke kanan?

3. Berapakah panjang regangan neraca ketika neraca dalam kedudukan digeser 2 kali ke kiri?

B. Hasil Pengamatan Praktikum 2 : Bidang Miring

C. Hasil Pengamatan Praktikum 3 : Katrol

D. Hasil Pengamatan Praktikum 4 : Roda

IV. ANALISIS HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM

A. Analisis Hasil Pengamatan Praktikum 1 : Pengungkit

Pengamatan pertama yang dilakukan berjudul Pengungkit. Pengamatan ini menggunakan alat tiang neraca, dudukan neraca beralur, lengan neraca beralur, penggantungan piring neraca, piringan neraca, neraca pegas, kubus aluminium, dan kotak KIT IPA. Bahan yang digunakan ialah buku penuntun praktikum. Tiang neraca diletakkan tegak lurus di atas meja. Kemudian lengan neraca beralur dimasukkan ke dalam dudukan neraca beralur. Setelah itu, dudukan neraca diletakkan di atas tiang neraca pada kedudukan yang seimbang. Selanjutnya piring neraca diletakkan pada ujung kiri lengan neraca beralur dengan menggunakan penggantung piring neraca. Lalu mengaitkan neraca pegas pada ujung lengan kanan neraca beralur. Kemudian diletakkan kubus aluminium di atas piring neraca tersebut.

Setelah itu, neraca pegas ditarik agar terjadi keseimbangan antara lengan kanan dan lengan kiri. Panjang regangan neraca ketika neraca dalam kedudukan seimbang ialah 0,4 N. Selanjutnya kegiatan tersebut diulangi dengan memindahkan titik tumpu neraca yakni yang pertama bergeser dua lubang ke kanan dan yang kedua bergeser dua lubang ke kiri. Panjang regangan neraca ketika neraca dalam kedudukan digeser dua lubang ke kanan adalah 0,75 N dan panjang neraca ketika neraca dalam kedudukan digeser dua lubang ke kiri adalah 0,2 N. Pada saat titik tumpu di geser mendekati neraca pegas dan menjauhi beban maka ukuran beban semakin berat dan pada saat titik tumpu digeser menjauhi neraca pegas dan mendekati beban maka ukuran beban semakin turun. Hal ini sesuai dengan jenis tuas yang berdasarkan pada titik tumpunya yakni tuas golongan pertama kedudukan titik tumpu terletak di antara beban dan kuasa.

B. Analisis Hasil Pengamatan Praktikum 2 : Bidang Miring

Pengamatan kedua yang dilakukan berjudul Bidang Miring. Pengamatan ini menggunakan alat tutup kotak resonansi, neraca pegas, kubus kayu, kubus aluminium, kotak KIT IPA, dan papan tripleks. Bahan yang digunakan ialah buku penuntun praktikum. Kotak resonansi diangkat dengan cara mengaitkan pengait pada neraca pegas pada kaitan pada kotak resonansi. Panjang regangan pegas saat diangkat ialah 1,05 N. Selanjutnya membuat bidang miring dengan cara memiringkan papan tripleks dan meletakkan kotak resonansi yang telah dikaitkan di atas bidang miring tersebut. Lalu kotak resonansi ditarik dari bawah ke atas. Panjang regangan pegas ialah 1,2 N.

Kemudian kemiringan papan tripleks dilandaikan dan kotak resonansi ditarik dari bawah ke atas. Panjang regangan pegas ialah 1,1 N. Setelah itu, kemiringan papan tripleks ditinggikan dari kondisi awal dan kotak resonansi ditarik dari bawah ke atas. Panjang regangan pegas ialah 1,3 N. Perubahan dari setiap panjang regangan pegas ditentukan oleh masing-masing papan sebagai bidang miring. Sehingga semakin tinggi kemiringan papan yang digunakan sebagai bidang miring, maka semakin panjang pula regangan pegasnya.

C. Analisis Hasil Pengamatan Praktikum 3 : Katrol

Pengamatan ketiga yang dilakukan berjudul Katrol. Pengamatan ini menggunakan alat piring neraca, katrol tunggal 2 buah, penggantung piring, kartu plastik, kubus kayu, gantungan hampa udara, kubus aluminium, mur baut dudukan, dan tali. Bahan yang digunakan ialah buku penuntun praktikum. Piring neraca digantung pada neraca pegas dan piring neraca tersebut diisi dengan kubus kayu dan aluminium. Panjang regangan neraca pegas tersebut ialah 0,7 N.

Selanjutnya gantungan hampa udara digantung pada dinding yang permukaannya halus, kemudian neraca pegas yang telah dibebani piring neraca digantung pada gantungan hampa udara yang telah dikaitkan dengan katrol. Lalu kubus kayu diletakkan di atas piring neraca. Panjang regangan neraca pegas tersebut ialah 0,3 N. Setelah itu, melakukan langkah kerja yang kedua dan mengaitkan katrol kedua lalu kubus aluminium dan kubus kayu diletakkan di atas piring neraca. Panjang regangan neraca pegas tersebut ialah 0,4 N. Selisih antara langkah 1 dan 2 ialah sebesar 0,4 N, selisih antara langkah 2 dan 3 ialah sebesar 0,1 N, dan selisih antara langkah 1 dan 3 ialah sebesar 0,3 N. Panjang regangan akan semakin kecil jika katrol yang digunakan juga banyak sehingga beban pun menjadi lebih ringan.

D. Analisis Hasil Pengamatan Praktikum 4 : Roda

Pengamatan keempat yang dilakukan berjudul Roda. Pengamatan ini menggunakan alat kereta roda empat, kotak resonansi, dan neraca pegas. Bahan yang digunakan ialah buku penuntun praktikum. Neraca pegas dikaitkan dengan kotak resonansi, kemudian menghitung regangan pegas apabila kotak tersebut ditarik di atas papan tripleks. Panjang regangan pegas tersebut ialah 0,9 N. Selanjutnya kereta roda empat dipasang sebagai alat pengangkut kotak. Kemudian kotak resonansi diletakkan di atas roda dan mengukur regangan pegas setelah kotak resonansi ditarik di atas papan. Panjang regangan pegas tersebut ialah 0,1 N. Selisih panjang regangan pegas pada kotak resonansi yang ditarik dari papan tanpa menggunakan roda dengan yang menggunakan empat roda ialah 0,8 N. Hal ini sesuai dengan prinsip kerja pesawat sederhana (roda) yaitu untuk mempermudah pekerjaan manusia, sehingga panjang regangan pegas atau beban akan semakin ringan.

V. KESIMPULAN

A. Kesimpulan Praktikum 1 : Pengungkit

Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa semakin jauh titik kuasa dari beban, maka berat beban pun akan semakin tinggi. Begitu pula sebaliknya, semakin dekat titik tumpu dari beban, maka berat beban pun akan turun.

B. Kesimpulan Praktikum 2 : Bidang Miring

Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa ukuran berat benda akan berkurang atau bertambah berdasarkan posisi bidang miring yang digunakan. Berat benda akan berkurang jika posisi kemiringan papan yang digunakan sebagai bidang miring dilandaikan dan berat benda akan bertambah jika posisi bidang miring ditinggikan.

C. Kesimpulan Praktikum 3 : Katrol

Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa berat benda akan lebih ringan jika menggunakan katrol. Semakin banyak katrol yang digunakan, maka semakin ringan pula beban yang diangkat.

D. Kesimpulan Praktikum 4: Roda

Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa roda akan memudahkan pekerjaan manusia dengan menjadikan beban semakin ringan dan menjadi mudah untuk digerakkan.

DAFTAR PUSTAKA

Muslimin, dkk. 2013. Panduan Praktikum Konsep Dasar IPA 2. Makassar:

Universitas Negeri Makassar.

Sandy. 2012. Pengertian dan Jenis-jenis Pesawat Sederhana. http://www. gunadarma.ac.id. Diakses pada tanggal 9 November 2013.

Suryatin. 2006. Fisika VIII Untuk Sekolah Menengah Pertama dan MTs kelas VIII. Jakarta: Grasindo.

Wulandari. 2013. Pesawat Sederhana. http://www.blogspot.com. Diakses pada tanggal 9 November 2013.