Adapun keuntungan pesawat sederhana adalah mengatasi gravitasi dan gesekan, mengerahkan gaya dan melakukan usaha, dan memiliki keuntungan mekanik.
Mengatasi Gravitasi dan Gesekan
Ketika kamu menggunakan pesawat sederhana, kamu mencoba menggerakkan sesuatu yang sulit digerakkan. Sebagai contoh, ketika kamu menggunakan sepotong kayu untuk menggerakkan sebongkah batu, kamu bekerja melawan gravitasi, yakni berat batu. Ketika kamu menggunakan pengumpil untuk membuka tutup kotak, kamu bekerja melawan gaya gesek, yaitu gesekan antara paku-paku di tutup kotak dan kotaknya.
Mengerahkan Gaya dan Melakukan Usaha
Terdapat dua jenis usaha saat pesawat digunakan: usaha kepada pesawat dan usaha oleh pesawat. Usaha kepada pesawat disebut usaha masukan (Win) dan usaha oleh pesawat disebut usaha keluaran (Wout). Ingatlah kembali bahwausaha adalah perkalian antara gaya dengan jarak saat gaya bekerja (W = F × d) (Silahkan baca pengertian usaha dan bagaimana menghitung usaha). Usaha masukan adalah perkalian antara gaya kuasa dengan jarak saat gaya bekerja (Win = Fk × dk). Usaha keluaran adalah hasil kali gaya beban dengan jarak gerak beban (W out= Fb × db).
Ketika kamu menggunakan pesawat sederhana, kamu mencoba menggerakkan sesuatu yang sulit digerakkan. Sebagai contoh, ketika kamu menggunakan sepotong kayu untuk menggerakkan sebongkah batu, kamu bekerja melawan gravitasi, yakni berat batu. Ketika kamu menggunakan pengumpil untuk membuka tutup kotak, kamu bekerja melawan gaya gesek, yaitu gesekan antara paku-paku di tutup kotak dan kotaknya.
Mengerahkan Gaya dan Melakukan Usaha
Terdapat dua jenis usaha saat pesawat digunakan: usaha kepada pesawat dan usaha oleh pesawat. Usaha kepada pesawat disebut usaha masukan (Win) dan usaha oleh pesawat disebut usaha keluaran (Wout). Ingatlah kembali bahwausaha adalah perkalian antara gaya dengan jarak saat gaya bekerja (W = F × d) (Silahkan baca pengertian usaha dan bagaimana menghitung usaha). Usaha masukan adalah perkalian antara gaya kuasa dengan jarak saat gaya bekerja (Win = Fk × dk). Usaha keluaran adalah hasil kali gaya beban dengan jarak gerak beban (W out= Fb × db).
Ingatlah bahwa usaha merupakan pemindahan energi melalui gerak, sedangkan energi selalu kekal. Jadi, kamu tidak akan pernah mendapatkan usaha keluaran dari pesawat lebih besar dari usaha yang kamu berikan. Dengankata lain Wout tidak pernah lebih besar daripada Win. Kenyataannya, jika pesawat digunakan, sebagian energi diubah menjadi panas karena gesekan. Jadi Wout selalu lebih kecil daripada Win.
Walaupun pesawat yang sempurna tidak pernah dapat dibuat, kita dapat membayangkan pesawat tanpa gesekan. Tidak ada energi yang diubah menjadi panas oleh pesawat ini. Pada pesawat ideal, usaha masukan sama dengan usaha keluaran. Untuk pesawat ideal:
Win = Wout
Fk × dk = Fb × db
Dalam banyak kejadian, pesawat sederhana melipat gandakan gaya beban (Fblebih besar daripada Fk). Jadi, agar Win sama dengan Wout, gaya kuasa harus bergerak lebih jauh daripada gaya beban (dk harus lebih besar daripada db).
Walaupun pesawat yang sempurna tidak pernah dapat dibuat, kita dapat membayangkan pesawat tanpa gesekan. Tidak ada energi yang diubah menjadi panas oleh pesawat ini. Pada pesawat ideal, usaha masukan sama dengan usaha keluaran. Untuk pesawat ideal:
Win = Wout
Fk × dk = Fb × db
Dalam banyak kejadian, pesawat sederhana melipat gandakan gaya beban (Fblebih besar daripada Fk). Jadi, agar Win sama dengan Wout, gaya kuasa harus bergerak lebih jauh daripada gaya beban (dk harus lebih besar daripada db).
Keuntungan Mekanik
Pikirkan lagi kegiatan membuka tutup kotak tadi. Perpindahan pegangan pengumpil (dk) lebih besar daripada perpindahan ujung pengumpil (db). Jadi, ujung pengumpil mengerjakan gaya beban (Fb) lebih besar daripada gaya kuasa (Fk) yang kamu kerahkan. Bilangan yang menunjukkan berapa kali lipat pesawat menggandakan gaya disebut keuntungan mekanik (KM) pesawat itu. Untuk menghitung keuntungan mekanik, kamu bagi gaya beban dengan gaya kuasa.
KM = gaya beban / gaya kuasa
KM= Fb/ Fk
Beberapa pesawat tidak menggandakan gaya. Pesawat itu hanya mengubah arah gaya kuasa. Sebagai contoh, bila kamu menarik ke bawah tali kerekan sumur, maka timba akan naik. Hanya arah gaya yang berubah sedangkan gaya kuasa dan gaya beban sama.
Pikirkan lagi kegiatan membuka tutup kotak tadi. Perpindahan pegangan pengumpil (dk) lebih besar daripada perpindahan ujung pengumpil (db). Jadi, ujung pengumpil mengerjakan gaya beban (Fb) lebih besar daripada gaya kuasa (Fk) yang kamu kerahkan. Bilangan yang menunjukkan berapa kali lipat pesawat menggandakan gaya disebut keuntungan mekanik (KM) pesawat itu. Untuk menghitung keuntungan mekanik, kamu bagi gaya beban dengan gaya kuasa.
KM = gaya beban / gaya kuasa
KM= Fb/ Fk
Beberapa pesawat tidak menggandakan gaya. Pesawat itu hanya mengubah arah gaya kuasa. Sebagai contoh, bila kamu menarik ke bawah tali kerekan sumur, maka timba akan naik. Hanya arah gaya yang berubah sedangkan gaya kuasa dan gaya beban sama.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar