PESAWAT SEDERHANA

Peta Konsep Pesawat Sederhana | sumber: haumagenst

Pada tubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana.
Prinsip-prinsip tersebut kemudian ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia.
Energi dan kerja (usaha) dinyatakan dalam satuan Joule (Newton meter).

Kerja atau usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak.
Sehingga dapat dituliskan dengan rumus berikut.

W = F.S

di mana:
W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
S = Jarak (Meter)

Usaha dapat bernilai nol apabila gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat.
Besarnya usaha yang dilakukan per satuan waktu disebut dengan daya atau power (P).
Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut.

P = W/t

di mana:
P = Daya (Watt)
W = Usaha (Joule)
t = Waktu (Sekon)

Pada saat manusia melakukan aktivitas, manusia selalu berupaya untuk melakukannya dengan usaha dan daya yang sekecil-kecilnya.
Oleh karena itu, manusia menggunakan pesawat sederhana untuk membantu melakukan aktivitasnya.

PESAWAT SEDERHANA
Alat-alat yang dapat membantu manusia melakukan suatu usaha disebut pesawat sederhana.
Ada beberapa jenis pesawat sederhana yang sering digunakan dalam sehari-hari, misalnya katrol, roda berporos, bidang miring, pengungkit (tuas).

a. Katrol
Prinsip kerja katrol adalah mengubah arah gaya sehingga kerja yang dilakukan menjadi lebih mudah.
Berdasarkan jumlah katrol yang digunakan, pesawat sederhana dibedakan menjadi sistem katrol tunggal, sistem katrol ganda, dan sistem katrol banyak (takal).
Selain itu, sistem katrol juga dapat dibedakan berdasarkan geraknya, yaitu katrol tetap dan katrol bebas.

Katrol Tetap
Jika tali yang terhubung pada katrol ditarik ke bawah, maka secara otomatis timba berisi air akan terkerek ke atas.
Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1. Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa atau dengan kata lain gaya kuasa sama dengan gaya beban.

KM = W/F = lk/lb = 1

Katrol bergerak
Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya beban.
Katrol jenis ini biasanya ditemukan di pelabuhan yang digunakan untuk mengangkat peti kemas.
Keuntungan mekanik dari katrol bebas lebih besar dari 1.
Pada kenyataannya nilai keuntungan mekanik dari katrol bebas tunggal adalah 2.
Hal ini berarti bahwa gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban 2 N.

KM = W/F = lk/lb = 2

Katrol Takal
Agar gaya kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil, maka diperlukan katrol majemuk.
Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu.
Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat.
Keuntungan mekanik dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban.

KM = W/F = lk/lb = n

(n = jumlah katrol)

b. Roda Berporos
Roda berporos adalah pesawat sederhana yang memiliki dua roda dengan ukuran berbeda yang berputar bersamaan.
Gear pada sepeda adalah salah satu contoh pesawat sederhana yang tergolong roda berporos.
Gaya kuasa biasanya bekerja pada roda yang besar, gaya beban bekerja pada roda yang lebih kecil.
Roda berporos memiliki fungsi untuk mempercepat gaya.
Selain gear sepeda, contoh penerapan pesawat sederhana jenis roda berporos adalah kursi roda, mobil, dan sepatu roda.

c. Bidang Miring
Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda.
Contoh dari bidang miring selain tangga adalah sekrup dan pisau.
Keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan membagi jarak kuasa dengan jarak beban.

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 bidang miring dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.

KM = w/f = s/h

d. Pengungkit (Tuas)
Tuas atau pengungkit adalah sebuah batang yang dapat diputar di sekitar titik tumpu.
Contoh alat-alat yang merupakan pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkatjungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya.
Tuas berfungsi sebagai alat pembesar gaya sehingga keuntungan menggunakan tuas adalah gaya yang dihasilkan lebih besar daripada gaya yang dikeluarkan.
Besarnya gaya yang dihasilkan bergantung pada panjang lengan gaya dan panjang lengan beban.
Makin besar perbandingannya, makin besar pula gaya ungkit yang dihasilkan.
Cara menghitung keuntungan mekaniknya dengan membagi panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban.
Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa.
Panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban.

Perbandingan beban yang diangkat dan kuasa yang dilakukan disebut keuntungan mekanis, dirumuskan sebagai berikut:

KM = W/F = lk/lb

Dimana:
KM = keuntungan mekanis
w = beban
F = kuasa
lk = lengan kuasa
lb = lengan beban

Jenis Pengungkit dapat dikelompokkan berdasarkan letak titik tumpu, lengan kuasa, dan lengan beban.

Read More

PRINSIP KERJA PESAWAT SEDERHANA PADA OTOT DAN RANGKA MANUSIA

Otot dan rangka bekerja bersama-sama pada saat seseorang melakukan gerakan.
Hal ini seperti setiap bagian yang terdapat pada sepeda akan bekerja bersama-sama ketika sepeda tersebut bergerak.
Pada saat kamu melakukan suatu aktivitas, otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama.
Prinsip kerja ketiganya seperti sebuah pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu,
dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.

Read More

Struktur dan Fungsi Jaringan pada Organ Akar

Secara umum, akar mempunyai fungsi sebagai berikut.

• Menambatkan tubuh tumbuhan pada substrat (tanah).
• Menyerap air dan garam-garam mineral terlarut dari substrat (tanah).
• Membantu menegakkan batang.
• Pada beberaoa jenis tanaman dapat berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan.

Jaringan-jaringan Penyusun Akar

a. Meristem 
Terdapat di ujung akar (tudung akar/ kaliptra) terdiri dari sel-sel parenkim yang berfungsi mengatur arah pertumbuhan akar.

b. Epidermis
Susunan sel-selnya rapat dan setebal satu lapis sel, dinding selnya mudah dilewati air. Bulu akar merupakan modifikasi dari sel epidermis akar, bertugas menyerap air dan garam-garam mineral terlarut, bulu akar memperluas permukaan akar.

c. Korteks
Letaknya langsung di bawah epidermis, sel-selnya tidak tersusun rapat sehingga banyak memiliki ruang antar sel. Sebagian besar dibangun oleh jaringan parenkim.

d. Endodermis
Merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan silinder pusat. Selsel endodermis dapat mengalami penebalan zat gabus pada dindingnya dan membentuk seperti titik-titik, dinamakan titik Caspary. Pada pertumbuhan selanjutnya penebalan zat gabus sampai pada dinding sel yang menghadap silinder pusat, bila diamati di bawah mikroskop akan tampak seperti huruf U, disebut sel U, sehingga air tak dapat menuju ke silinder pusat. Tetapi tidak semua sel-sel endodermis mengalami penebalan, sehingga memungkinkan air dapat masuk ke silinder pusat. Sel-sel tersebut dinamakan sel penerus/sel
peresap.

e. Silinder Pusat/Stele
Silinder pusat/ stele merupakan bagian terdalam dari akar. Terdiri dari berbagai macam jaringan :

1. Persikel/ Perikambium. Merupakan lapisan terluar dari stele. Akar cabang terbentuk dari pertumbuhan persikel ke arah luar.
2. Berkas Pembuluh Angkut/ Vasis. Terdiri atas xilem dan floem yang tersusun bergantian menurut arah jari jari. Pada dikotil di antara xilem dan floem terdapat jaringan kambium.
3. Empulur. Letaknya paling dalam atau di antara berkas pembuluh angkut terdiri dari jaringan parenkim.

Read More

Struktur dan Fungsi Jaringan pada Organ Batang

A. Fungsi Batang

Secara umum, batang mempunyai fungsi sebagai berikut:

1. Menegakkan di atas tanah serta mendukung cabang, daun, dan bunga. Tempat melekatnya daun dan tunas pada batang adalah buku (nodus) dan batang di antara dua buku disebut ruas (internodus).
2. Mengarahkan posisi daun agar memperoleh cahaya matahari yang cukup.
3. Organ utama yang berfungsi dalam transportasi air dan zat makanan.
4. Pada tumbuhan tertentu (mis, kunyit) berfungsi sebagai penyimpan cadangan makanan

B. Jaringan Penyusun Batang

Struktur jaringan yang menyusun batang pada tumbuhan dari luar ke dalam adalah epidermis, kortek, dan slinder pusat.

1. Epidermis : Satu lapisan sel. Modifikasi : trikoma dan stomata. Setelah dewasa stomata akan menjadi lentisel (pori penghubung ruang antar sel dalam batang dengan udara lingkungan. Pada batang dewasa, jika epidermis rusak maka lapisan epidermis digantikan oleh jaringan felogen atau kambium gabus. Di bawah epidermis terdapat jaringan korteks.
2. Korteks, tersusun dari jaringan parenkim. Jaringan kortek batang memiliki fungsi seperti halnya pada akar. 
3. Jaringan pengankut. Jaringan di bawah kortek adalah jaringan pembuluh tapis (floem) yang berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Pada bagian dalam dari floem ditemukan adanya berkas pengangkut yang disebut dengan pembuluh kayu (xilem), yang berfungsi untuk mengangkut air dan zat hara dari akar ke daun, xilem juga dapat berfungsi sebagai jaringan penguat.
4. Stele, tersusun oleh jaringan parenkim berbentuk jari-jari empulur. Seperti halnya pada akar di bagian terdalam batang juga tersusun atas empulur batang. Pada tumbuhan dikotil, diantara floem dan xilem dibatasi oleh kambium. Jaringan kambium mempunyai sifat selalu membelah yang menyebabkan diameter batang bertambah besar.

Read More

Struktur dan Fungsi Jaringan Pada Organ Daun

A. Fungsi Daun

Daun merupakan bagian tubuh tumbuhan yang paling banyak mengandung klorofil, sehingga fungsi utama daun adalah tempat  berlangsungnya kegiatan fotosintesis

B. Struktur dan Fungsi Jaringan Pada Organ Daun

Struktur jaringan yang menyusun daun terdiri dari lapisan-lapisan sel. Dari permukaan atas ke bawah, urutan jaringan penyusun daun adalah sebagai berikut: epidermis atas, parenkim palisade (jaringan tiang), parenkim sponsa (jaringan bunga karang), dan epidermis bawah.

1. Jaringan epidermis, terdapat kutikula, sebagian menjadi stomata. Epidermis atas pada beberapa tumbuhan mengalami modifikasi menjadi berbagai bentuk lain misalnya menjadi stomata, trikoma, dan sel kipas, sehingga tidak hanya berfungsi sebagai pelindung jaringan di bawahnya, akan tetapi memiliki fungsi-fungsi tambahan. Stomata berfungsi untuk keluar masuknya udara. 
2. Jaringan dasar (parenkim/ mesofil) mempunyai kloroplas. Terdiri dari jaringan tiang (palisade) dan jaringan bunga karang (spons). Pada lapisan di bawah jaringan epidermis ditemukan adanya jaringan mesofil (jaringan dasar), yang terletak di antara epidermis atas dan epidermis bawah. Mesofil pada daun dikotil berdiferensiasi menjadi dua parenkim yang terdiri dari (1) parenkim palisade (jaringan tiang) yang terdiri dari sel-sel berbentuk silinder, tersusun rapat dan mengandung banyak kloroplas, dan (2) parenkim spons (jaringan bunga karang) yang tersusun dari sel-sel yang tidak teratur tersusun renggang dan mengandung lebih sedikit kloroplas. 
3. Jaringan pengangkut, berkumpul di tulang daun, merupakan lanjutan berkas pengangkut pada batang dan tangkai daun. Di bawah jaringan mesofil ditemukan adanya jaringan pengangkut, yang terdiri dari xilem dan floem. Xilem berfungsi untuk mengangkut air dan mineral dari tanah, sedangkan floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan.

Read More

Pemanfaatan Struktur Jaringan Tumbuhan dalam Teknologi

Penerapan Jaringan Akar
Contohnya, struktur akar yang kokoh dan dapat menunjang tumbuhan pada daerah laut. Hal ini bisa dipakai sebagai dasar pengembangan pembangunan podasi pada tumbuhan, pondasi dalam pembuatan jembatan dan lain-lain.

Gambar Penerapan Jaringan Akar pada Pondasi Bangunan

Penerapan Jaringan Batang
Batang pohon yang kokoh berdiri memberikan inspirasi pada pembangung rumah. Susunan batu rumah meniru jaringan batang. Tembok rumah agar kokoh diberi besi, hal ini merupakan pengaplikasian dari kambium pada pohon.

Gambar Penerapan Jaringan batang pada pembangunan rumah

Penerapan Jaringan Daun
Salah satunya, teknologi pembangkit listrik tenaga surya dibuat dengan meniru prinsip daun yang memanfaatkan energi matahari untuk menghasilkan energi kimia, sehingga dapat menjadi alternatif sumber energi yang sangat bermanfaat.

Gambar Penerapan Jaringan daun pada energi tenaga surya.

Read More

Bahan Karet

Disebut pohon karet karena tanaman ini menghasilkan karet. Menurut sejarahnya pohon karet berasal dari lembah Amazon Brasilia dengan nama ilmiah Hevea brasiliensis. Pohon karet baru masuk ke Asia pada tahun 1876 M, setelah Inggris menyelundupkan biji karet dari Brazilia untuk dikembangkan di Taman Botani Inggris dan negaranegara jajahannya termasuk Malaysia. Indonesia merupakan negara penghasil karet terbesar kedua.

Karet dihasilkan oleh pohon karet berupa getah seperti susu yang disebut lateks. Lateks diperoleh dengan cara menyadap, yaitu dengan menyayat kulit pohon atau pada bagian kortek tumbuhan.

Secara kimiawi karet alam adalah senyawa hidrokarbon yang merupakan polimer alam hasil penggumpalan lateks alam dan merupakan makromolekul poliisoprena (C5H8)n.

Karet dibagi menjadi dua, yaitu karet alam dan karet sintetis.

1. Karet alam memiliki banyak sifat unggul. Karet alami memiliki daya elastis atau daya lenting yang baik, plastisitas yang baik, mudah pengolahannya, tidak mudah aus (tidak mudah habis karena gesekan), dan tidak mudah panas. Sifat unggul lain dari karet alami yaitu, karet alam juga memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan, tahan hentakan yang berulang-ulang, serta daya lengket yang tinggi terhadap berbagai bahan. Dalam bidang industri, karet alam memiliki peran yang sangat besar. Contohnya adalah ban pesawat terbang dan ban mobil balap dibuat dari dari bahan baku utamanya adalah karet alam murni.
2. Karet sintetis terbuat dari bahan baku yang berasal dari minyak bumi, batu bara, minyak, gas alam, dan acetylene. Banyak dari karet sintetis adalah kopolimer, yaitu polimer yang terdiri dari lebih dari satu jenis monomer. Karet sintetis dapat digunakan untuk berbagai keperluan, bahkan dapat menggantikan fungsi karet alam. Karet sintetis mempunyai beberapa keunggulan dibanding karet alam yaitu tahan terhadap suhu tinggi/panas, minyak, pengaruh udara, dan kedap gas. Contoh: (1) NBR (Nytrile Butadiene Rubber). NBR memiliki ketahanan yang tinggi terhadap minyak, digunakan dalam pembuatan pipa karet untuk bensin dan minyak, membran, seal, gaskot, serta peralatan lain yang banyak dipakai dalam kendaraan bermotor. (2) CR (Chloroprene Rubber), CR dengan ciri tahan terhadap nyala api, digunakan sebagai bahan pipa karet, pembungkus kabel, seal, gaskot, dan sabuk pengangkut. (3) IIR (Isobutene Isoprene Rubber), IRR mempunyai sifat kedap air, digunakan untuk bahan ban bermotor, pembalut kawat listrik, pelapis bagian dalam tangki, tempat penyimpan lemak dan minyak.

Read More