Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Sistem Gerrak Manusia

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. Ketika kerja dipermudah, artinya energi yang dikeluarkan lebih sedikit. 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 persatuan waktu disebut dengan daya atau power (P). Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut.

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.

Salah satu fungsi otot adalah untuk melaksanakan gerak. Kerangka utama tubuh manusia ditutupi oleh otot , yang berfungsi untuk memungkinkan gerakan. Untuk memindahkan atau mengangkat beban terhadap kekuatan lain, lebih mudah untuk menggunakan pengungkit. Begitu juga yang terjadi pada prinsip kerja gerak otot bisep dan trisep.

Menurut (Yusminah Hala, 2007: 78) Pada mamalia dapat dibedakan atas tiga jenis dari jaringan otot berdasarkan sifat-sifat morfologis dan fungsional yaitu sebagai berikut :

1. Otot polos

Otot polos terdiri dari kumpulan sel fusiformis, yang di dalam mikroskop cahaya tidak memperlihatkan garis melintang sebagai bentu bundar kecil (5-10 µm). proses kontraksinya lambat dan tidak di bawah pengendalian kemauan sadar. Setiap sel memiliki suatu nukleus pipih yang khas terletak di bagian sentral. Pada sel yang sedang berkontraksi nukleus tersebut sering terlipat. Otot polos biasanya mempunyai kegiatan spontan bila tidak ada perangsangan saraf. Oleh karena itu, suplai sarafnya berfungsi untuk mengubah kegiatan tersebut dan tidak memulainya.

2. Otot rangka

Otot rangka bergaris melintang terdiri atas berkas-berkas sel silindris sangat panjang (sampai 4 cm) yang berinti banyak yang memperlihatkan garis-garis melintang dengan diameter 10-100 µm dan disebut serabut otot. Inti banyak tersebut disebabkan oleh persatuan mioblas embrionik berinti tunggal. Nukleus bujur telur biasanya ditemukan di bagain perifer sel, yaitu di bawah membran sel. Lokasi inti yang khas ini berguna dalam membedakan otot rangka dari otot jantung, dengan inti yang terletak di tengah. Kontraksinya cepat, kuat dan biasanya di bawah pengendalian kemauan yang disadari.

3. Otot jantung

Otot jantung juga memperlihatkan garis-garis melintang dan terdiri dari sel-sel individual yang panjang atau bercabang-cabang yang berjalan sejajar satu sama lain. Pada tempat perhubungan ujung ke ujung terdapat diskus interkalaris, struktur yang hanya ditemukan di dalam otot jantung inti. Inti terletak ditengah. Kontraksi otot jantung tidak di bawah pengaruh kemauan secara sadar, kuat dan berirama.

Sifat Kerja Otot Pada Manusia

Setelah kita mengetahui tentang jenis-jenis otot, sekarang kita akan bahas mengenai sifat kerja otot pada manusia. Otot bisa berkontraksi tentu karena adanya rangsangan. Pada umumnya otot berkontraksi bukan satu rangsangan saja, tapi karena suatu rangkaian rangsangan yang berurutan. Rangsangan-rangsangan yang terjadi akan menimbulkan tonus atau ketegangan yang maksimum. Tetanus adalah tonus yang maksimum terus menerus.

Adapun sifat kerja otot pada manusia terbagi menjadi dua yaitu : antagonis dan sinergis.

• Antagonis ialah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan. Contohnya :

1. Ekstensor (meluruskan) dan fleksor (membengkokkan). Misalnya otot bisep dan otot trisep.
2. Abduktor (menjauhi badan) dan adduktor (mendekati badan). Misalnya gerak tangan sejajar dengan bahu dan sikapnya sempurna.
3. Depresor (ke bawah) dan elavator (ke atas). Misalnya gerak kepala dengan menundukkan dan menengadah.
4. Supinator (menengadah) dan pronator (menelungkup). Misalnya gerak telapak tangan menengadah dan gerak tangan menelungkup.

• Sinergis ialah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan gerak searah. Contohnya pronator teres danpronator kuadratus.

Pada gerak otot bisep dan trisep untuk memindahkan atau mengangkat beban adalah menggunakan prinsip kerja pengungkit golongan pertama (1) yaitu pengungkit yang memiliki susunan letak titik tumpunya berada diantara titik tanggap gaya (titik kuasa) dan titik beban. Titik tumpu (tempat bertumpunya pengungkit pada penyangga) berada pada sendi engsel, titik kuasa berada di bahu, dan untuk titik beban adalah terletak di tangan.

Gambar. Gerak menurunkan lengan bawah

Gambar. Gerak mengangkat lengan bawah

Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi (memendek) dan otot trisep

berelaksasi (memanjang). Untuk menurunkan lengan bawah, otot trisep berkontraksi

(memendek) dan otot bisep berelaksasi (memanjang).

Gambar. Kondisi otot saat lengan

Gambar. Kondisi otot saat lengan bawah turun bawah terangkat

Kerja gerak otot bisep dan trisep tergolong menggunakan prinsip kerja pengungkit golongan 1 yaitu pengungkit yang memiliki susunan letak titik tumpunya berada diantara titik tangkap gaya dan titik beban.

Gambar tersebut menunjukkan seorang atlet yang sedang berlari. Cermati otot dan rangka yang bekerja pada atlet tersebut pada saat berlari. Apa kaitannya dengan pesawat sederhana? 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 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

sumber: https://auliawatidesi.wordpress.com/kelas-viii/pesawat-sederhana/kegunaan-pesawat-sederhana-dalam-kehidupan-sehari-hari-dan-hubungannya-dengan-kerja-otot-pada-struktur-rangka-manusia/

Jenis pesawat sederhana

Pengertian Pesawat Sederhana
Pesawat sederhana adalah semua alat bantu yang susunannya sederhana dan dapat memudahkan pekerjaan manusia.
Jenis-Jenis Pesawat Sederhana
1. Pengungkit atau tuas
Pengungkit atau tuas adalah jenis pesawat sederhana yang digunakan untuk mengungkit, memindahkan atau menggeser kedudukan benda yang berat atau berukuran besar.
Yang termasuk jenis-jenis pengungkit adalah : gunting, pembuka kaleng, pembuka botol minuman.

2. Bidang miring

Bidang miring berguna untuk membantu memindahkan benda-benda yang terlalu berat dari bawah ke atas atau sebaliknya. contoh pesawat ssederhana yang bekerja dengan prinsip bidang miring adalah tangga, pisau, obeng dan sebagainya.


3. Katrol

Katrol adalah benda berupa kerekan yang digunakan untuk mengangkat benda atau menarik benda. Contoh benda yang bekerja berdasarkan prinsip katrol adalah kerekan timba dan sebagainya.

4. Roda berporos

Roda dibuat dengan diberi poros. Saat bergerak roda berputar pada porosnya. Dengan roda memungkinkan manusia bergerak lebih cepat. Contoh roda berporos adalah kursi roda dan roda mobil.

sumber: http://asagenerasiku.blogspot.com/2012/03/jenis-jenis-pesawat-sederhana.html

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.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 mirin
• Roda dan gandar
• Tuas
• Katrol
• Baji
• Sekrup
• Roda Berporos
• Kerekan

Pesawat sederhana merupakan dasar dari semua mesin-mesin lain yang lebih kompleks. 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. Ia menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit. 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). Hero dari Alexandria (sekitar 10–75 AD) dalam karyanya Mechanics mendefinisikan ada 5 pesawat sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol.dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.

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

Usaha

Kata “usaha” dalam kehidupan sehari-hari mempunyai pengertian yang berbeda dengan pengertian dalam fisika. Dalam kehidupan sehari-hari, usaha sering diartikan sebagai kegiatan yang melibatkan otot. Di dalam fisika, pengertian usaha tidak harus selalu berhubungan dengan otot, tetapi resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda sehingga benda bergerak dan terjadi perpindahan posisi berarti gaya telah melakukan usaha benda. Usaha merupakan besaran skalar yang didefenisikan sebagai perkalian antara besarnya perpindahan benda dengan komponen gaya yang searah dengan perpindahan tersebut. Dalam fisika, rumus usaha adalah:

W = F.s (F = Gaya dan s = Perpindahan)

Satuan usaha adalah N.m atau joule, untuk menghormati James Prescott Joule (1818 – 1889). Dalam cgs usaha adalah dyne, nilai 1 dyne = 10^-7 joule.

Pengertian Usaha

Usaha bisa bernilai nol jika benda diberi gaya tetapi benda tidak bergerak atau dapat juga bernilai nol jika gaya yang diberikan sama dengan nol. Orang yang mendorong tembok yang sangat kuat dikatakan tidak melakukan usaha meskipun orang tersebut sampai berkeringat untuk melakukan ini. Orang yang mendorong truk yang sangat berat (sehingga truk tidak bisa bergerak) dikatakan melakukan usaha yang bernilai nol. Usaha juga bernilai nol apabila gaya yang diberikan tegak lurus dengan perpindahan. Untuk membawa orang, kuda tidak memerlukan usaha meskipun untuk berjalan kuda melakukan usaha. Hal ini disebabkan saat membawa orang, kuda memberi gaya yang arahnya ke atas sedangkan perpindahan yang terjadi arah mendatar.

Usaha juga bernilai nol jika nilai gaya sama dengan nol. Orang yang mendiamkan saja mobil yang ada di sampingnya tentu saja tidak bisa kita katakan orang tersebut melakukan usaha. Usaha bernilai negatif apabila gaya yang diberikan berlawanan dengan perpindahan benda. Orang yang mendorong mobil ke belakang padahal mobil bergerak ke depan dikatakan orang tersebut melakukan usaha yang nilainya negatif dan dikatakan orang mobil yang memberi usaha pada orang.

sumber: http://pengertianahli.id/2013/11/pengertian-usaha-dalam-fisika.html