IPA_Rangkuman Pesawat Sederhana dan Sistem Gerak Manusia

Pesawat Sederhana dan Sistem Gerak Manusia

Rangkuman Materi


pesawat sederhana

Usaha (W)

Sangat dipengaruhi oleh gaya maka seseorang melakukan usaha pasti ada gaya yang bekerja padanya. Usaha dilakukan bila gaya menyebabkan sebuah benda berpindah tempat. Usaha yang dilakukan sebanding dengan besarnya gaya dan perpindahan yang dirumuskan sebagai berikut.

pesawat sederhana

Keterangan: W = usaha (J); F = gaya (N); s = perpindahan (m).

Satuan dari usaha adalah N.m yang di dalam sistem SI diberi nama Joule.

  • 1 Joule = 107 erg.
  • 1 ft.lb = 1,356 Joule (sistem Inggris).
  • 1 kWh = 3,6 x 106 Joule (elektrik).
  • 1 eV = 1,60 x 10-19 Joule (fisika atom).

Usaha oleh beberapa gaya:

pesawat sederhana

pesawat sederhana

Daya (P)

Daya adalah kecepatan untuk melakukan usaha.

Keterangan: P = daya (Watt); w = usaha yang dilakukan (Joule); t = waktu yang diperlukan (detik).

Penerapan sehari-hari yang berkaitan dengan daya, antara lain alat-alat listrik seperti bola lampu, lampu TL, radio, setrika listrik, rice cooker, kipas angin, yang pada alat-alat tersebut diberi label berapa besar daya listriknya.


Pesawat Sederhana Sistem Gerak

Energi

  1. Energi Kinetik (Ek)

Energi kinetik sebanding dengan massa dan kecepatan benda.

Keterangan: Ek = energi kinetik (J); m = massa benda (kg); v = kecepatan (m/s).

  1. Energi Potensial (Ep)

Keterangan: Ep = energi potensial (J); m = massa (kg); h = tinggi benda (m); g = percepatan gravitasi (m/s2).

pesawat sederhana
  1. Energi Mekanik (Em)

Energi mekanik terdiri dari energi tempat (energi potensial) dan energi gerak (energi kinetik).

Keterangan: Em = energi mekanik (J); Ep = energi potensial (J); Ek = energi kinetik (J).


Aplikasi Konsep Energi dan Perubahannya

Hukum Kekekalan Energi
“Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan, tetapi energi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain”.

  • Energi listrik menjadi energi panas. Contoh: setrika listrik, kompor listrik.
  • Energi gerak menjadi energi cahaya. Contoh: dinamo.
  • Energi kimia menjadi energi gerak. Contoh: minyak bumi, bensin.

Hubungan antara Usaha dan Energi

Pada saat usaha dilakukan terjadi perubahan bentuk energi. Contoh hubungan antara usaha dan energi dalam kehidupan sehari-hari.

  1. Mobil bergerak butuh bahan bakar bensin. Ini berarti:
    • mobil melakukan usaha;
    • mobil memiliki energi kinetik; dan
    • mobil perlu bensin –> energi kimia.
  2. Pengemudi becak mengayuh becaknya dari satu tempat ke tempat lain memerlukan makan. Ini berarti:
    • pengemudi becak melakukan usaha;
    • pengemudi becak memiliki energi kinetik; dan
    • pengemudi becak perlu makan –> mendapat energi kimia.

Tekanan

  1. Tekanan pada Benda Padat

Keterangan: P = tekanan (N/m2); A = luas bidang (m2); F = gaya (Newton)

  1. Tekanan pada Zat Cair

Adapun P: tekanan hidrostatis (N/m2); h = jarak dari permukaan zat cair (m); ρ = massa jenis zat cair (kg/m3); g = gravitasi bumi (m/s2)

  1. Bejana Berhubungan
pesawat sederhana

Keterangan: P = tekanan yang diteruskan (N/m2); F1 = gaya tekan pada bejana I (N); F2 = gaya tekan pada bejana II (N); A1 = luas penampang I (m2); A2 = luas penampang II (m2)

  1. Tekanan Udara pada Percobaan Torricelli
pesawat sederhana

Pipa diisi raksa hingga penuh. Ujung terbuka pipa ditutup dengan jari, lalu dibalik dan dicelupkan ke dalam bejana berisi raksa, kemudian jari dilepaskan. Ternyata, permukaan raksa dalam pipa turun sedikit sehingga di atas raksa dalam pipa terdapat ruang hampa yang disebut ruang hampa Torricelli. Raksa dalam pipa tidak turun seluruhnya karena udara luar menekan permukaan raksa dalam bejana.


Pesawat Sederhana

Tuas/Pengungkit

Jenis-jenis tuas:

  1. Tuas jenis pertama
pesawat sederhana

Tuas jenis pertama mempunyai letak titik tumpu berada di antara titik beban dan titik kuasa. Contoh: tang dan neraca.

  1. Tuas jenis kedua
pesawat sederhana

Tuas jenis kedua mempunyai titik beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh: gerobak dorong dan pembuka botol.

  1. Tuas jenis ketiga
pesawat sederhana

Tuas jenis ketiga mempunyai titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban. Contoh: lengan tangan yang sedang digunakan untuk memegang benda, orang yang sedang menggunakan sekop untuk memindahkan pasir.

pesawat sederhana

Besarnya F = kuasa, yaitu gaya yang dikerjakan, sedangkan wA = w = beban yang diangkat.

Keterangan: F = gaya yang bekerja (N); w = beban (N); lk = lengan kuasa (m atau cm); lb = lengan beban (m atau cm)

Keuntungan Mekanis (KM) dari tuas merupakan perbandingan antara beban dan kuasa. Jadi:

pesawat sederhana
Katrol

Katrol ialah mesin sederhana yang terdiri dari sebuah roda beralur yang seutas tali atau rantai dapat bergerak ulang-alik. Jenis-jenis katrol:

  1. Katrol tunggal tetap

Berfungsi mengubah arah gaya tarik dari menarik ke atas menjadi menarik ke bawah.

pesawat sederhana

Keterangan: AO = lengan beban (lb); BO = lengan kuasa (lk); AO = BO; m = massa benda (kg); g = gravitasi bumi (m/s2).

Keuntungan mekanis (KM):

pesawat sederhana
  1. Katrol tunggal bergerak

Fungsi utama katrol bergerak adalah memperbesar gaya.

pesawat sederhana

Keuntungan mekanik:

pesawat sederhana
  1. Sistem katrol ganda

Katrol ini digunakan untuk mengangkat beban-beban berat.

pesawat sederhana

Dalam sistem katrol berganda keuntungan mekanis (KM) sebanding dengan banyaknya katrol.

Bidang miring
pesawat sederhana

Jika tinggi bidang miring h, panjang bidang miring s, berat benda yang dinaikkan melalui bidang miring w, dan gaya yang digunakan untuk memindahkan benda itu sebesar F, maka keuntungan mekanik (KM) bidang miring:

pesawat sederhana
  1. Baji

Baji adalah sebatang logam yang salah satu ujungnya dibuat lebih tipis. Baji memiliki dua sisi yang tiap sisinya membentuk bidang miring. Itulah sebabnya baji disebut pesawat berbidang miring rangkap. Contoh: paku, pasak, peniti, pahat, dan jarum.

  1. Sekrup

Sekrup merupakan suatu bidang miring yang dililitkan mengitari Sebuah batang sebagai pusat sehingga membentuk spiral. Makin pendek jarak antarulir (uliran), makin panjang jarak yang ditempuh sekrup untuk masuk ke dalam kayu. Makin pendek jarak uliran maka makin besar keuntungan mekanis sekrup.

  1. Roda gigi

Gir merupakan salah satu pesawat sederhana. Pengertian keuntungan mekanik pada gir sering disebut sebagai kecepatan rotasi. Besar kecepatan rotasi relatif sepasang gir dapat diketahui dengan menghitung jumlah gigi pada tiap-tiap gir. Keuntungan mekanik roda gigi (gir):

pesawat sederhana

Keterangan: G1 = jumlah gigi pada roda pertama; G2 = jumlah gigi pada roda kedua; R = jari-jari gir besar; r = jari-jari gir kecil.


pesawat sederhana

Pesawat Sederhana pada Kerja Otot dan Rangka Manusia

  1. Pengungkit

Pada saat melakukan suatu aktivitas, otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama. Tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.

  1. Tuas Jenis I

Hal ini terjadi ketika pemain tenis menggunakan otot leher untuk menengadahkan kepalanya saat akan menepis bola yang melambung ke atas.

  1. Tuas Jenis II

Beban berada diantara titik tumpu dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika otot betis pemain tenis mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kakinya (saat meloncat).

  1. Tuas jenis III

Kuasa terletak di antara titik tumpu dan beban. Kondisi ini terjadi ketika pemain tenis menegangkan otot lengan dan bahu saat akan menepis bola lambung.


Baca juga Kalkulator Massa Jenis Zat, Kalkulator Konversi Skala Suhu, dan lain-lain.

Sumber: wikipedia.org

Pesawat Sederhana Sistem Gerak

Loading

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Scroll to Top