Pesawat sederhana

Pesawat sederhana (bahasa Inggris: simple machinery) adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.^[2] Secara umum, 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 pengungkit:

$-{\frac {w}{f}}={\frac {l_{k}}{l_{b}}}$

untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g untuk mencari f, jika belum ditemukan:

$w\cdot l_{b}=f\cdot l_{k}$

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.

Sejarah

Ide pertama dari pesawat sederhana berawal dari seorang filsuf Yunani Archimedes sekitar abad ke-3 sebelum masehi. Ia mempelajari 3 pesawat sederhana: katrol, pengungkit, dan sekrup.^[3]^[6] Ia menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit.^[7] Pernyataan terkenal Archimedes mengenai tuas: "Beri aku tempat untuk berpijak, dan aku akan menggerakkan Bumi," (Yunani: δῶς μοι πᾶ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινάσω)^[8]^[9]^[10] mengekspresikan realisasinya bahwa tidak ada batasan jumlah penguatan gaya yang dapat dicapai dengan menggunakan keuntungan mekanis. Para ilmuwan Yunani sendiri akhirnya mendefinisikan 5 macam pesawat sederhana (tidak termasuk bidang miring) dan mereka dapat menghitung keuntungan mekanik semua alat-alat tersebut (meski perhitungan untuk baji dan sekrup tidak terlalu akurat dikarenakan gaya gesek yang besar).^[11] Hero dari Alexandria (sekitar 10–75 AD) dalam karyanya Mechanics mendefinisikan ada 5 pesawat sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol.^[6] dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.^[12]

Selama era Renaisans, dinamika dari daya mekanis—yang saat itu dikenal sebagai mesin sederhana—mulai dipelajari tidak hanya dari seberapa besar gaya yang dapat diterapkan, namun juga seberapa jauh beban dapat diangkat olehnya. Hal ini akhirnya mengarah pada munculnya konsep baru mengenai kerja mekanik. Pada tahun 1586, insinyur asal Flandria, Simon Stevin, berhasil merumuskam keuntungan mekanik dari bidang miring. Ia kemudian memasukkannya sebagai bagian dari mesin sederhana lainnya. Teori dinamis lengkap mengenai mesin sederhana dikembangkan oleh ilmuwan Italia, Galileo Galilei, pada tahun 1600 pada karyanya yang berjudul Le Meccaniche (Tentang Mekanika), yangmana ia menunjukkan kesamaan matematis yang mendasari berbagai mesin sebagai alat penguat gaya.^[13]^[14] Ia juga merupakan orang pertama yang menjelaskan bahwa mesin sederhana tidak menciptakan energi, melainkan hanya mentransformasikannya.^[13]

Aturan klasik mengenai gesekan luncur pada sebuah mesin pertama kali ditemukan oleh Leonardo da Vinci (1452-1519), namun tidak pernah dipublikasikan secara resmi dan hanya tercatat di dalam buku catatannya. Pemahaman Leonardo masih didasarkan pada sains pra-Newton, seperti anggapan bahwa gesekan disebabkan oleh suatu zat semacam cairan aether. Pemahaman itu kemudian ditemukan kembali oleh Guillaume Amontons pada tahun 1699, yang selanjutnya dikembangkan oleh Charles-Augustin de Coulomb pada tahun 1785.^[15]

Referensi

^ Table of Mechanicks, from Ephraim Chambers (1728) Cyclopaedia, A Useful Dictionary of Arts and Sciences, Vol. 2, London, p.528, Plate 11.
^ Paul, Akshoy (2005). Mechanical Sciences:Engineering Mechanics and Strength of Materials. Prentice Hall of India. hlm. 215. ISBN 8120326113. Diarsipkan dari asli tanggal 2008-04-20. Diakses tanggal 2011-07-17. ;
^ ^a ^b ^c Asimov, Isaac (1988). Understanding Physics. New York: Barnes & Noble. hlm. 88. ISBN 0880292512.
^ "Compound Machines". University of Virginia Physics Department. Diarsipkan dari asli tanggal 2019-08-03. Diakses tanggal 11 June 2010.
^ Wallenstein, Andrew (June 2002). "Foundations of cognitive support: Toward abstract patterns of usefulness". Proceedings of the 9th Annual Workshop on the Design, Specification, and Verification of Interactive Systems. Springer. hlm. 136. Diakses tanggal 2008-05-21.
^ ^a ^b Chiu, Y.C. Chiu (2010). An introduction to the History of Project Management. Delft: Eburon Academic Publishers. hlm. 42. ISBN 9059724372.
^ Ostdiek, Vern (2005). Inquiry into Physics. Thompson Brooks/Cole. hlm. 123. ISBN 0534491685. Diakses tanggal 2008-05-22.
^ "Pappus of Alexandria". Wikipedia (dalam bahasa Inggris). 2025-04-21.
^ Dijksterhuis, Eduard Jan (2014-07-14). Archimedes (dalam bahasa Inggris). Princeton University Press. ISBN 978-1-4008-5861-3.
^ Dupac, Mihai; Marghitu, Dan B. (2021-03-03). Engineering Applications: Analytical and Numerical Calculation with MATLAB (dalam bahasa Inggris). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-09363-3.
^ Usher, Abbott Payson (1988). A History of Mechanical Inventions. USA: Courier Dover Publications. hlm. 98. ISBN 048625593X.
^ Strizhak, Viktor (2004). "Evolution of design, use, and strength calculations of screw threads and threaded joints". HMM2004 International Symposium on History of Machines and Mechanisms. Kluwer Academic publishers. hlm. 245. ISBN 1402022034. Diakses tanggal 2008-05-21. ;
^ ^a ^b Krebs, Robert E. (2004-03-30). Groundbreaking Scientific Experiments, Inventions, and Discoveries of the Middle Ages and the Renaissance (dalam bahasa Inggris). Bloomsbury Academic. ISBN 978-0-313-32433-8.
^ Cardwell, Donald Stephen Lowell (2001). Wheels, Clocks, and Rockets: A History of Technology (dalam bahasa Inggris). W. W. Norton & Company. ISBN 978-0-393-32175-3.
^ Armstrong-Hélouvry, Brian (1991-01-31). Control of Machines with Friction (dalam bahasa Inggris). Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-7923-9133-3.

Artikel bertopik fisika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

[1] Table of Mechanicks, from Ephraim Chambers (1728) Cyclopaedia, A Useful Dictionary of Arts and Sciences, Vol. 2, London, p.528, Plate 11.

[2] Paul, Akshoy (2005). Mechanical Sciences:Engineering Mechanics and Strength of Materials. Prentice Hall of India. hlm. 215. ISBN 8120326113. Diarsipkan dari asli tanggal 2008-04-20. Diakses tanggal 2011-07-17. ;

[Asimov-3] Asimov, Isaac (1988). Understanding Physics. New York: Barnes & Noble. hlm. 88. ISBN 0880292512.

[abc-4] "Compound Machines". University of Virginia Physics Department. Diarsipkan dari asli tanggal 2019-08-03. Diakses tanggal 11 June 2010.

[5] Wallenstein, Andrew (June 2002). "Foundations of cognitive support: Toward abstract patterns of usefulness". Proceedings of the 9th Annual Workshop on the Design, Specification, and Verification of Interactive Systems. Springer. hlm. 136. Diakses tanggal 2008-05-21.

[Chiu-6] Chiu, Y.C. Chiu (2010). An introduction to the History of Project Management. Delft: Eburon Academic Publishers. hlm. 42. ISBN 9059724372.

[7] Ostdiek, Vern (2005). Inquiry into Physics. Thompson Brooks/Cole. hlm. 123. ISBN 0534491685. Diakses tanggal 2008-05-22.

[8] "Pappus of Alexandria". Wikipedia (dalam bahasa Inggris). 2025-04-21.

[9] Dijksterhuis, Eduard Jan (2014-07-14). Archimedes (dalam bahasa Inggris). Princeton University Press. ISBN 978-1-4008-5861-3.

[10] Dupac, Mihai; Marghitu, Dan B. (2021-03-03). Engineering Applications: Analytical and Numerical Calculation with MATLAB (dalam bahasa Inggris). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-119-09363-3.

[Usher-11] Usher, Abbott Payson (1988). A History of Mechanical Inventions. USA: Courier Dover Publications. hlm. 98. ISBN 048625593X.

[12] Strizhak, Viktor (2004). "Evolution of design, use, and strength calculations of screw threads and threaded joints". HMM2004 International Symposium on History of Machines and Mechanisms. Kluwer Academic publishers. hlm. 245. ISBN 1402022034. Diakses tanggal 2008-05-21. ;

[:0-13] Krebs, Robert E. (2004-03-30). Groundbreaking Scientific Experiments, Inventions, and Discoveries of the Middle Ages and the Renaissance (dalam bahasa Inggris). Bloomsbury Academic. ISBN 978-0-313-32433-8.

[14] Cardwell, Donald Stephen Lowell (2001). Wheels, Clocks, and Rockets: A History of Technology (dalam bahasa Inggris). W. W. Norton & Company. ISBN 978-0-393-32175-3.

[15] Armstrong-Hélouvry, Brian (1991-01-31). Control of Machines with Friction (dalam bahasa Inggris). Springer Science & Business Media. ISBN 978-0-7923-9133-3.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]