IPA BAB 2 : RODA BERGIGI

Pengertian Roda gigi atau gir

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 masing-masing gir. Semakin banyak jumlah gigi pada gir penggerak, semakin kecil kecepatan rotasinya, demikian juga sebaliknya.

Rumus Roda Gigi

Kecepatan keluaran atau kecepatan sesungguhnya sepasang gir dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.

Rumus Roda Gigi

atau

ω1G1 = ω2 G2

Keuntungan mekanik roda gigi (gir) adalah perbandingan roda keluaran dengan roda masukan.

KM = R/r = G2/G1

Keterangan:
ω1 = kecepatan masukan
ω2 = kecepatan keluaran
G1 = jumlah gigi pada roda pertama
G2 = jumlah gigi pada roda kedua
R = jari-jari gir besar
r = jari-jari gir kecil

Contoh Soal Roda Gigi

Roda bergigi 18 buah menggerakkan roda lain yang jumlah giginya 54 buah. Jika kecepatan rotasinya 6 putaran/sekon, berapakah kecepatan rotasi roda gigi yang kedua? Berapa keuntungan mekaniknya?

Pembahasan
Diketahui:
G1 = 18
G2 = 54
ω1 = 6 putaran/sekon

Ditanya:
ω2 = …?
KM = …?

Jawab:

ω2 = (6 put/s 18)/54 = 2 put/s

KM = G2/G1
       = 54/18
       = 3

Jadi, kecepatan putaran roda yang kedua adalah 2 putaran per sekon dan keuntungan mekanik roda bergigi tersebut adalah 3.

Contoh Penerapan Pesawat Sederhana Roda Gigi (Gir) dalam Kehidupan Sehari-hari

Peralatan hasil teknologi yang memanfaatkan gir, contohnya sepeda. Dapatkah kamu menyebutkan peralatan lainnya yang menggunakan gir? Gir-gir itu ada yang dihubungkan dengan rantai, misalnya, gir pada sepeda.

Akan tetapi, ada juga gir yang langsung bertautan satu sama lain, misalnya gir pada sepeda motor. Gir-gir yang saling bertautan dikelompokkan menjadi empat macam, yaitu gir siku-siku, gir para-para, gir pendorong, dan gir cacing.

Sumber : https://www.berpendidikan.com/2015/12/pengertian-pesawat-sederhana-roda-berporos-roda-gigi-dan-contoh-rumusnya.html

Read more...

IPA BAB 2 : BIDANG MIRING

Bidang Miring

Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk memindahkan benda dengan lintasan yang miring. Semua alat yang mempunyai bidang miring atau bekerja dengan prinsip kemiringan dikategorikan sebagai bidang miring. Dengan menggunakan bidang miring beban yang berat dapat dipindahkan ke tempat yang lebih tinggi dengan lebih mudah. Artinya gaya yang kita keluarkan menjadi lebih kecil bila dibandingkan tidak menggunakan bidang miring. Semakin landai bidang miring semakin ringan gaya yang harus kita keluarkan.

Prinsip kerja bidang miring juga dapat ditemukan pada beberapa perkakas contohnya kapak, pisau, obeng, sekrup. Berbeda dengan bidang miring lainnya, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya. Kapak digunakan untuk membelah atau memotong kayu. Pisau digunakan untuk memotong. Obeng digunakan untuk mengencangkan atau mengendurkan baut. Sekrup juga merupakan salah satu alat yang menggunakan prinsip bidang miring. Apabila sekrup diputar atau diulir maka sekrup tersebut dapat bergerak maju mundur. 

Contoh bidang miring yang lain bisa kita temukan pada jalan di pegunungan. Jalan yang berkelok-kelok menuju pegunungan memanfaatkan cara kerja bidang miring. Dengan dibuat berkelok-kelok pengendara kendaraan bermotor lebih mudah melewati jalan yang menanjak. 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 menjadi lebih jauh dan memerlukan waktu yang lebih lama.

Keuntungan Mekanik Bidang Miring
Dengan menggunakan bidang miring beban kerja terasa lebih ringan, berarti kita memperoleh keuntungan. Keuntungan yang diperoleh jika menggunakan bidang miring disebut keuntungan mekanik bidang miring. Besarnya keuntungan mekanik dinyatakan sebagai perbandingan antara berat beban yang akan diangkat dengan besar gaya kuasa yang diperlukan.

Sumber : https://www.juraganles.com/2016/12/pesawat-sederhana-tuas-bidang-miring-katrol-roda-berporos.html

Read more...

IPA BAB 2 : KATROL

Katrol

Katrol adalah roda yang berputar pada sebuah poros yang diberi tali atau rantai pada bagian sisinya. Katrol berfungsi untuk mengangkat suatu benda atau menarik suatu beban. Secara prinsip, katrol merupakan pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol dapat diklasifikasikan menjadi empat jenis, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrol ganda (takal), dan blok katrol.

Katrol Tetap

Prinsip penggunaan dari katrol tetap adalah ketika kita menarik talinya posisi katrolnya tidak berubah dan tetap.

Keuntungan Mekanik

1. Gaya tarik benda sama besar dengan gaya berat benda.
2. Mampu mengubah arah gaya ke bawah atau samping untuk mengangkat benda.
3. Arah kuasa (gaya) searah dengan gaya berat benda.
Contoh peralatan yang menggunakan prinsip katrol tetap dalam penggunaannya adalah tiang bendera, kerekan timba sumur , dan kerekan sangkar burung.

Katrol Bebas

Katrol bebas yaitu katrol yang letaknya selalu berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini umumnya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya bisa berubah. Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak

Keuntungan Mekanik

Pada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap yaitu gaya yang dibutuhkan untuk menarik suatu benda lebih kecil daripada menggunakan katrol tetap. Katrol jenis ini sering dipakai para tukang bangunan untuk mengangkat barang-barang pada bagunan bertingkat tinggi.

Katrol Ganda

Katrol ganda adalah perpaduan antara katrol tetap dengan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol ganda, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan dengan penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat ke atas.

Keuntungan Mekanik

Dalam menggunakan katrol ganda, gaya yang dibutuhkan lebih kecil dibandingkan dengan katrol bebas dan katrol tetap. Tetapi, kinerja katrol ganda bergantung pada banyaknya tali yang digunakan untuk mengangkat suatu beban

Blok Katrol

Blok katrol merupakan kombinasi dari beberapa katrol yang dipasang secara berdampingan. Dengan menggunakan blok katrol gaya yang dibutuhkan untuk memindahkan suatu beban menjadi lebih kecil. Makin banyak roda blok katrol, maka makin kecil juga gaya yang dibutuhkan untuk pemindahan beban.

Umumnya blok katrol digunakan pada mesin-mesin penggerak. Dalam kesehariannya, blok katrol sering digunakan untuk mengangkat benda berat, misalnya peti kemas di pelabuhan.

Roda Berporos

Prinsip penggunaan roda berporos adalah dengan menghubungkan roda pada sebuah poros yang dapat berputar bersama-sama. Manfaat dari roda berporos adalah untuk menggeser suatu benda agar lebih ringan dan memperkecil gaya gesek. Prinsip roda berporos dapat kita jumpai pada alat-alat seperti setir mobil, setir kapal, roda mobil, roda gerobak, dan gerinda

sumber : https://suka-suka.web.id/materi-pesawat-sederhana/

Read more...

IPA BAB 2 : TUAS

TUAS

Tuas adalah salah satu pesawat sederhan yang terdiri dari sebuah batang (bisa besi, kayu, atau yang lain) yang diguankan untuk mengungkit sebuah beda melalui titik tumpu tertentu.  Apa untungnya memakai tuas? Jika sobat mengangkat benda menggunakan tuas akan terasa lebih ringan. Coba perhatikan gambar di bawah ini:

Dari gambar di atas, benda yang diungkit merupakan beban (W). Titik yang merupakan tumpuan dari pengungkit desebut titik tumpu (T). Gaya yang diberikan untuk mengungkit beban (F). Jika jarak antara w dan T adalah L2 disebut juga lengan beban dan jarak antara T dan F adalah L1 atau lengan kuasa, dalam tuas pengungkit berlaku rumus:

w x L2 = F x L1

w (weight) = beban
L1 (weight arm) = lengan beban
F (force) = gaya
L2 (effort arm) = lengan kuasa

Ketika sobat mengangkat benda menggunkan tuas maka sobat akan mendapat keuntungan mekanis yang nilainya sama dengan perbandingan berat dan gaya atau perbandingan lengan beban dengan lengan kuasa.

Km = w/F atau Km = L1/L2

Km = keuntungan mekanis
Dari rumus di atas agar usaha yang dilakukan semakin kecil atau keuntungan mekanis semakin besar maka lengan kuas dibuat semakin diperpanjang.

Jenis-Jenis Tuas

Berdasarkan letak titik tumpunya tuas bisa sobat bedakan menjadi 3 jenis yaitu tuas kelas pertama, kedua, dan ketiga.

Jenis Tuas	Keterangan	Contoh
Tuas Kelas Pertama	Tuas dimana letak titik tumpunya berada di anatar beban dan kuas. Tuas ini adalah bentuk pengungkit paling umum yang banyak dijumpai. Agar diperoleh manfaat mekanis maksimal maka beban diletakkan di dekat titik tumpu dan lengan kuasa dibuat lebih panjang. (yang di tengah adalah titik tumpu)	Jungkat-jungkit, Pencabut Paku, Timbangan, dan Gunting
Tuas Kelas Kedua	Tuas yang letak bebannya di antara titik tumpu dan titik kuasa (yang di tengah adalah beban)	Pemecah kacang dan kereta dorong satu roda (wellbarrow), pancingan
Tuas Kelas Ketiga	Tuas yang letak kuasannya berada di antara titik tumpu dan beban ( yang di tengah adalah kuasa). Tuas jenis ini mengurangi gaya karena kuasa lebih besar dariapda beban. Oleh karena itu, keuntungan mekanisnya kurang dari 1.	Sekop, jepitan, lengan

Sumber : https://rumushitung.com/2014/05/11/pesawat-sederhana-tuas-pengungkit/

Read more...

IPA BAB 2 : MANFAAT PESAWAT SEDERHANA PADA KEHIDUPAN SEHARI - HARI

Manfaat Pesawat Sederhana

Adapun beberapa manfaat pesawat sederhana sebagai berikut:
1. Mengubah energi, misalnya hair dryer mengubah energi listrik menjadi energi panas dan gerak.
2. Mengubah arah gaya, misalnya katrol tetap yang kita gunakan untuk menimba air di sumur.
3. Memperoleh keuntungan gaya, misalnya mencabut paku dengan tang.
4. Memperoleh keuntungan kecepatan, misalnya bersepeda ke sekolah.

sumber : https://seniwenboyo.blogspot.com/2018/07/4-manfaat-pesawat-sederhana.html

Read more...

IPA BAB 2 : PESAWAT SEDERHANA

Pesawat Sederhana

Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.^[2] Secara umum, alat-alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya.^[3] Sebuah pesawat sederhana menggunakan satu gaya kerja untuk bekerja melawan satu gaya beban. Dengan mengabaikan gaya gesek yang timbul, maka kerja yang dilakukan oleh beban besarnya akan sama dengan kerja yang dilakukan pada beban.

Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan, walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara gaya yang diberikan dengan gaya yang dihasilkan disebut keuntungan mekanik.

Keuntungan mekanik tuas (pengungkit): -w/f = lk/lb untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g untuk mencari f, jika belum ditemukan: w*lb = f*lk

keuntungan mekanik bidang miring: -s/h

keuntungan mekanik katrol: -tetap: lk/lb = 1 -bergerak: lk(2lb)/lb = 2 -majemuk: jumlah tali

untuk roda bergigi, tidak ada keuntungan mekanik, yang ada adalah efisiensi: energi keluaran bermanfaat / energi masukan total

Secara tradisional, pesawat sederhana terdiri dari:

• Bidang miring
• Roda dan gandar
• Tuas
• Katrol
• Baji
• Sekrup
• Roda Berporos

Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang lebih kompleks.^[3][4][5] Sebagai contoh, pada mekanisme sebuah sepeda terdapat roda, pengungkit, serta katrol. Keuntungan mekanik yang didapat oleh pengendaranya merupakan gabungan dari semua pesawat sederhana yang ada dalam sepeda tersebut.

Sumber : https://id.wikipedia.org/wiki/Pesawat_sederhana

Read more...

IPA BAB 2 : USAHA

Usaha

Usaha adalah besarnya energi untuk merubah posisi yang diberikan gaya pada benda atau objek. Usaha yang dilakukan suatu objek didefinisikan sebagai perkalian antara jarak yang ditempuh dengan gaya yang searah dengan perpindahannya.

Usaha dinotasikan dengan W yang merupakan singkatan bahasa Inggris dari Work yang berarti kerja. Satuan usaha adalah Joule yang didefinisikan sebagai besarnya energi yang dibutuhkan untuk memberi gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Oleh sebab itu, 1 Joule sama dengan 1 Newton meter (N.m).

Rumus Usaha dinotasikan dengan:

Dimana,

 = Usaha yang dilakukan (Joule)

 = Gaya yang diberikan (N)

 = jarak perpindahan objek (m)

Agar kamu dapat memahami konsep Usaha dengan baik, perhatikan gambar lintasan Usaha dan komponennya di bawah ini.

Jika gaya yang diberikan pada objek membentuk sudut maka persamaannya menjadi:

Dimana,

 = sudut yang dibentuk gaya terhadap perpindahan.

Nilai usaha dapat berupa positif atau negatif tergantung arah gaya terhadap perpindahannya. Jika gaya yang diberikan pada objek berlawanan arah dengan perpindahannya, maka usaha yang diberikan bernilai negatif. Jika gaya yang diberikan searah dengan perpindahan, maka objek tersebut melakukan usaha positif.

Usaha juga dapat bernilai nol (0) atau objek tidak melakukan usaha jika,

• Diberikan gaya namun tidak terjadi perpindahan.
• Gaya yang diberikan tegak lurus dengan perpindahan ()

Sumber : https://www.studiobelajar.com/usaha-energi-rumus-kinetik-potensial/

Read more...