Jenis-Jenis Pesawat Sederhana

Setiap hari Senin, di sekolahmu tentu dilangsungkan upacara pengibaran bendera. Setiap peserta upacara mengikuti jalannya upacara dengan khidmat. Tiga orang petugas pembawa bendera berjalan menuju tiang bendera dengan rapi dan teratur. Bendera dikibarkan pada tiang bendera. Di ujung tiang bendera biasanya terdapat katrol yang digunakan untuk memudahkan bendera yang diikat pada tali ditarik atau dinaikan ke atas. Tahukah kamu, katrol merupakan salah satu jenis pesawat sederhana? Selain katrol, pada bab ini kamu juga akan mempelajari dan mengetahui jenis pesawat sederhana lainnya. Perhatikan gambar-gambar di atas! Pekerjaan manakah yang lebih mudah dilakukan? Semua jenis alat yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan manusia disebut pesawat. Kesederhanaan dalam penggunaannya menyebabkan alat-alat tersebut dikenal dengan sebutan pesawat sederhana. Gabungan beberapa pesawat sederhana dapat membentuk pesawat rumit, contohnya mesin cuci, sepeda, mesin mobil, dan lain-lain.Dapatkah kamu sebutkan alat apa saja yang termasuk ke dalam pesawat sederhana pada Gambar 7.2? Selain bertujuan untuk memudahkan pekerjaan, pesawat sederhana juga dapat membuat pekerjaan menjadi lebih cepat diselesaikan.

Image:pesawat sederhana.jpg

Pesawat sederhana dikelompokkan menjadi empat jenis, yaitu tuas, bidang miring, katrol, dan roda berporos. Agar kamu lebih memahami keempat jenis pesawat sederhana tersebut, berikut akan dijelaskan satu persatu.

1. Tuas

Pernahkah kamu kesulitan menggeser bongkahan batu yang besar? Bagaimana caranya agar batu dapat digeser? Alat yang dapat membantu untuk menggeser batu yang besar adalah linggis. 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 (B), titik tumpu (TT), dan kuasa (K). Beban merupakan berat benda, sedangkan titik tumpu merupakan tempat bertumpunya suatu gaya. Gaya yang bekerja pada tuas disebut kuasa.Tuas/linggis 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.

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.

Image:grobag.jpg

c. Tuas golongan ketiga

Pada tuas golongan ketiga, kedudukan kuasa terletak di antara titk tumpu dan beban. Contoh tuas golongan ketiga ini adalah sekop yang biasa digunakan untuk memindahkan pasir. Coba perhatikan letak titik tumpu, beban, dan kuasa pada gambar berikut!

2. Bidang Miring

Ketika liburan sekolah kamu mungkin pernah mengunjungi daerah pegunungan untuk mencari udara segar. Ingatkah kamu? Jalan-jalan di sana ternyata dibuat berkelok-kelok. Mengapa demikian? Perhatikan gambar di samping! 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, baidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang di tempuh untuk memindah-kan benda menjadi lebih jauh. Prinsip kerja bidang miring juga dapat kamu temukan pada beberapa perkakas, contohnya kampak, pisau, pahat, obeng, dan sekrup. Berbeda dengan bidang miring lainnya, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya.

3. Katrol

Di awal pembahasan, kamu telah mengenal salah satu jenis pesawat sederhana yang ada di sekolahmu, yaitu 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.

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.

Image:katrol.jpg

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.  

Image:tronton.jpg

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.

Image:katrol majemuk.jpg

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.

ROKET

• Sejarah Roket

Roket pertama dibuat di Cina pada abad ke-13. Semenjak awal, roket digunakan sebagai senjata perang untuk membawa bahan-bahan peledak dan diarahkan ke arah musuh. Memasuki tahun 1806, roket sudah digunakan oleh armada perang Napoleon tetapi hasilnya belum akurat untuk menembak sasaran. Baru pada awal abad ke-20 muncul dua orang ilmuwan yang bermimpi menggunakan roket untuk ke ruang angkasa, yaitu Konstantin Tsiolkovsky dari Rusia dan Robert Goddard dari Amerika Serikat. Berakhirnya Perang Dunia II dan dimulainya era perang dingin antara Amerika Serikat dan sekutunya dengan Uni Sovyet dan sekutunya pengembangan roket mengalami perkembangan yang sangat pesat untuk memperlihatkan kekuatan masing-masing.

Tahapan-tahapan perkembangan roket:

1. Tahapan Awal
   
2. Tahapan Perang Dunia II
   
3. Tahapan Perang Dingin sampai sekarang
   

Tahapan Awal

Pada tahun 1926, Robert Goddard seorang insinyur dari Amerika Serikat meluncurkan roket pertama di Auburn Massachusetts. Roket ini menggunakan minyak dan oksigen dan bisa meluncur sampai ketinggian 12 meter. Ini adalah awal permulaan adanya roket. Selanjutnya Goddard merancang roket yang lebih besar dan lebih cepat, hingga bisa terbang sampai ketinggian 2 km.

Tahap Perang Dunia II

Jerman di bawah kepemimpinan Adolf Hitler menghabiskan dana yang sangat besar untuk pengembangan roket. Tahun 1942 jerman meluncurkan roket A-4 yang mencapai ketinggian 95 kilo meter di Peenemunde Laut Baltik. Roket tersebut menjadi roket pertama buatan manusia yang meninggalkan atmosfer bumi dan dikenal sebagai Vergeltungswaffe (V-2), senjata pembalas dendam. Wernher von Braun menjadi ketua tim pengembangan roket Jerman yang merancang misil. Selama Perang Dunia II, sebanyak 1403 buah roket V-2 ditembakkan ke kota London yang banyak menimbulkan banyak korban dan kerusakan infrastruktur.

Roket Titan II melancarkan kapal angkasa AS dari 1960-an sehingga 1980-an

Tahapan Perang Dingin sampai Sekarang

Amerika Serikat dan Uni Soviet mengembangkan roket untuk peluru kendali pada tahun 1950. roket itu dapat terbang diangkasa sampai ketinggian 100 km roket harus memiliki kecepatan minimal 400 km/jam untuk menghindari gravitasi bumi. Dengan menggunakan roket A-1 kosmonot pertama Rusia Yuri Gagarin menjadi orang pertama di dunia yang pergi keluar angkasa pada tahun 1961, sedangkan Amerika Serikat dengan roket Sarturnus V yang membawa pesawat Apollo yang diawaki Neil Amstrong dan Edwin Aldrin pada tahun 1969 membuat sejarah dengan menjadi manusia pertama yang menginjakan kakinya di bulan. Saat ini angkasa luar menjadi bisnis yang sangat menjanjikan dengan nilai transaksi yang sangat besar, sehingga roketpun disewakan oleh beberapa pemasok untuk meluncurkan satelit komersial ke dalam orbit. Pemasok utama adalah NASA dan European Space Agency (ESA).

Manusia pertama ke ruang angkasa Yuri Gagarin dari Rusia

Gambar : Roket Saturnus V membawa pesawat ruang angkasa Apollo 11,
yang mencatat sejarah besar dengan awaknya yang bernama Neil Amstrong
menginjakkan pertama kali di bulan

Manusia pertama ke bulan Neil Amstrong paling kiri
bersama Michael Collins di tengah dan Edwin Aldrin di kanan

Gambar: Roket Apollo 15 yang sedang diluncurkan menuju ruang angkasa

Cara Kerja Roket

Pada awal perkembangan roket, roket digerakan dari hasil pembakaran bahan bakar minyak gas dan oksigen cair, untuk menghasilkan gas panas yang meledak ke bawah dan mendorong roket ke atas. Untuk roket V-2 yang dikembangkan Hitler, menggunakan turbin uap untuk memompa alkohol dan oksigen cair ke dalam ruang bakar yang menghasilkan ledakan beruntun yang mendorong roket ke atas. Prinsip kerja roket merupakan penerapan dari Hukum Newton III tentang gerak, dimana energi panas diubah menjadi energi gerak.

Prinsip kerja dari roket berbahan bakar cair dan padat sama, di mana hasil pembakaran menghasilkan gaya dorong ke atas. Kelebihan dari roket berbahan bakar padat mampu menyimpan bahan bakar dengan dengan jumlah besar untuk ruang penyimpanan yang sama, karena telah dipadatkan, sedangkan bahan bakar cair tidak bisa dimampatkan.

Roket dengan bahan bakar cair

Roket pembawa pesawat ulang alik Atlantis

Manfaat Roket

Biaya yang dikeluarkan untuk pengembangan roket sangat besar, tentunya manfaat dari roket harus lebih besar dari biaya pembuatannya. Beberapa manfaat dari pembuatan roket :

• Riset ruang angkasa
  
• Membawa satelit ke orbit
  
• Membawa pesawat ulang alik
  
• Persenjataan militer untuk mempertahankan diri ataupun menyerang musuh (missile atau peluru kendali)
  

Gambar: Awal perkembangan roket menuju ruang angkasa (roket explorer)

Gambar Roket untuk membawa pesawat ulang alik ke ruang angkasa

Gambar:  Roket untuk menghancurkan musuh atau yang dikenal dengan nama peluru kendali

Gambar : Roket untuk persenjataan militer yang diletakkan di bawah sayap
dan badan pesawat tempur (rudal udara ke udara dan udara ke darat)