BAB II
PEMBAHASAN
A. Pesawat Sederhana
1. Pengertian Pesawat Sederhana
Pesawat
sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan satu gaya untuk
bekerja. Kerja terjadi sewaktu gaya
diberikan dan menyebabkan gerakan sepanjang suatu jarak tertentu. Kerja yang
timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai
sesuatu yang 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 keduanya disebut keuntungan
mekanik.
Pesawat sederhana merupakan bagian dari konsep mekanika klasik yang berkaitan dengan gaya yang digunakan dan keuntungan mekanis yang diperoleh dari peralatan tersebut. Pembahasan mengenai pesawat sederhana merupakan awal dari lahirnya kajian-kajian mengenai mekanika klasik lainnya. Konsep pesawat sederhana pertama kali dikemukakan oleh Achimedes (287 SM) dengan tiga bentuk pesawat sederhana yaitu katrol, pengungkit dan sekrup. Pernyataan Achimedes mengenai pesawat sederhana kemudian dikembangkan oleh Hugo (10-70 M) menjadi lima pesawat sederhana yang terdiri dari pengungkit, kerekan (pengangkat), baji (kampak), dan katrol[1]. Manusia sering menggunakan roda untuk memindahkan suatu benda, pengungkit digunakan untuk mengangkat suatu benda, dan katrol digunakan untuk menimba air dari dalam sumur. Alat-alat tersebut adalah pesawat sederhana. Pesawat sederhana adalah suatu alat yang dapat di gunakan untuk mempermudah melakukan suatu pekerjaan atau kerja maupun usaha.
2.
Jenis-jenis Pesawat Sederhana
Pesawat sederhana tidak menyimpan atau menciptakan kerja, melainkan mengubah sebuah gaya yang kecil bergerak dengan menempuh perpindahan yang besar, menjadi sebuah gaya yang besar bergerak dan menempuh perpindahan yang kecil, atau sebaliknya. Dalam kehidupan sehari-hari, terdapat 6 jenis pesawat sederhana yaitu, bidang miring, baji, sekrup, tuas, katrol, dan roda bergandar. Pesawat sederhana lain yang tidak termasuk pada keenam pesawat sederhana itu adalah pada modifikasi atau kombinasi dari dua pesawat sederhana itu atau lebih. Pesawat sederhana itu adalah kampak, pahat, gunting, linggis, palu, dongkrak dan lain-lain. Pesawat sederhana dibuat dengan tujuan melipatgandakan gaya atau kemampuan, memperbesar kecepatan atau untuk menempuh jarak yang lebih besar dan mengubah arah kerja yang kita lakukan.
a. Tuas
atau Pengungkit
Alat ini terbuat dari batang. Ujung batang
yang satu dikenakan pada benda dan ujung lainnya sebagai tempat pegangan. Di
dekat ujung pengungkit yang dekat beban diberi tumpuan. Tuas adalah alat yang
digunakan untuk mengungkit atau memindahkan beban dengan menggunakan gaya yang
lebih kecil dari beban yang diangkat misalnya gunting, papan jungkat-jungkit,
tang, pencabut paku, gerobak dorong roda 1, pipet, sekop, dan lain-lain.
Beban
adalah titik dimana beban diletakkan. Lengan beban adalah jarak antara titik beban
dan titik tumpu. Lengan kuasa adalah jarak antara titik tumpu dengan titik
kuasa. Kuasa adalah titik dimana gaya diberikan. Tuas hanya mempermudah usaha,
tetapi tidak mengurangi usaha yang dilakukan. Berdasarkan letak titik tumpu,
titik beban, dan titik kuasa kita mengenal tiga jenis tuas sebagai berikut :
1). Tuas Jenis
I, yaitu tuas dengan titik tumpu diantara titik beban dan titik kuasa. Contoh
tuas ini adalah tang, gunting, papan jungkat-jungkit, neraca, linggis, palu
untuk mencabut paku, portal penutup ujung jalan, pemikul beban.
2). Tuas Jenis
II, yaitu tuas dengan titik beban diantara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh
tuas ini adalah pemotong pelat logam, pemotong kertas, gerobak dorong beroda 1,
tuas perejang.
3). Tuas Jenis III, yaitu tuas dengan titik kuasa diantara titik tumpu dan titik beban. Contoh tuas ini adalah penjepit roti, pinset, singkup, jepitan, sekop, mesin penggerok sungai, mobil derek.
b.
Katrol
Katrol digunakan untuk mempermudah dalam mengangkat beban. Katrol tunggal adalah termasuk pesawat sederhana dibuat untuk mengubah arah, beban harus di angkat ke atas, ditarik ke bawah melalui katrol tunggal. Berdasarkan prinsip kerjanya ada dua jenis katrol yaitu katrol tetap dan katrol bergerak.
1)
Katrol tetap
Katrol tetap
adalah katrol yang tidak bergerak, terikat pada suatu titik tumpu. Katrol tetap
dapat dianggap sebagai tuas yang mempunyai lengan beban dan lengan kuasa sama
panjang. Keuntungan mekanis pada katrol tetap dapat dirumuskan :
KM=
W/F = 1
Gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda mempunyai arah ke bawah. Oleh karena itu, pekerjaan terasa lebih mudah dilakukan jika dibandingkan dengan arah gaya ke atas. Contoh katrol tetap adalah katrol yang digunakan untuk mengambil air di sumur. Orang akan lebih mudah mengambil air dari dalam sumur dengan menarik tali pada katrol dengan arah ke bawah, jika dibandingkan dengan menarik tali ke atas dalam mengambil air langsung dari dalam sumur[2].
2). Katrol bergerak
Katrol
bergerak adalah katrol yang ikut bergerak pada saat kuasa bekerja. Katrol
bergerak mempunyai prinsip kerja yang sama dengan tuas yang mempunyai titik
beban diantara titik tumu dan titik kuasa. Pada katrol bergerak, salah satu ujung tali di anggap tetap,
ujung tali yang lain di tarik ke atas. Benda yang akan diangkat digantung pada
poros katrol. Keuntungan mekanis katrol bergerak besarnya sebagai berikut :
Rumus :
KM = Berat beban / kuasa = W/F
Keuntungan mekanis katrol bergerak dapat juga dengan melihat banyaknya tali yang menggantung pada katrol bergerak tersebut. Misalnya tali yang menggantung pada katrol bergerak ada dua buah, maka keuntungan mekanis (KM) katrol itu ada 2.
3). Katrol
Takal
Takal adalah
katrol majemuk yang terdiri atas katrol-katrol tetap dan katrol-katrol
bergerak. Kegunaan katrol ini adalah untuk mengangkat benda yang berat agar
mendapatkan keuntungan mekanis yang besar.
Rumus : F = 1/3 W, KM = W/F = 3
c.
Bidang Miring
Bidang miring adalah alat yang dapat mempermudah kerja. Bidang
miring biasa digunakan untuk memindahkan barang dari lantai ke truk (seperti
peti). Supaya peti dapat bergerak ke atas harus didorong atau ditarik dengan
gaya sebesar F. Contoh bidang miring adalah ulir, tangga, pahat, gergaji, baji,
pisau.Prinsip kerja bidang miring dapat dijelaskan sebagai berikut : sebuah
peti berisi peralatan massanya 200 kg atau beratnya kurang lebih 2000 N. Gaya
berat peti arahnya ke bawah. Bila kemampuan satu orang hanya dapat mengangkat
beban 500 N vertikal ke atas, maka untuk mengangkat peti ke atas truk
diperlukan tenaga 4 orang. Seluruh berat peti itu tertimpah kepada keempat
orang itu. Tiap orang harus memberi gaya masing-masing 500 N vertikal ke atas.
Kerja untuk mengangkat peti itu ke atas truk dapat di permudah cukup dengan tenaga satu orang, bila menggunakan pesawat sederhana bidang miring. Berat peti tidak tertimpah seluruhnya lagi kepada orang yang mengangkat peti itu, tetapi sebagian tertimpah kepada bidang miring. Papan yang panjangnya AB = l meter, ujung A diletakkan pada truk dan ujung B di atas tanah. Berat peti W = 2000 N arahnya vertikal ke bawah. Gaya yang diberikan seseorang untuk mendorong peti adalah sebesar F, arahnya sejajar bidang miring ke atas. Gaya F itu diperlukan untuk melawan sebagian berat peti sebesar H yang arahnya ke bawah sejajar bidang miring. Sebagian lagi dari berat peti W, menimpah bidang miring tegak lurus sebesar T arahnya ke bawah. Kalau diperlukan gaya F ke atas sejajar bidang miring untuk mendorong peti itu, maka harus ada gaya ke bawah berlawanan dengan gaya F. Gaya yang melawan gaya F berasal dari sebagian berat peti W, yang besarnya H. Bagian lain dari berat peti yaitu gaya T, menekan papan tegak lurus ke bawah, sehingga papan dapat melengkung.Bidang miring, termasuk pesawat sederhana yang dibuat untuk memperoleh gaya yang lebih besar atau melipatgandakan kemampuan kita. Peti yang beratnya 2000 N yang tidak dapat diangkat oleh tenaga satu orang bila diangkat vertikal ke atas, tetapi dapat di dorong oleh satu orang dengan bantuan bidang miring.
d.
Baji
Baji sebenarnya mempunyai prinsip yang sama dengan bidang miring. Perbedaannya adalah kalau pada bidang miring, bendanya yang bergerak sepanjang bidang miring dan bidang miringnya tetap, sedangkan pada baji bagian bidang miringnya yang bergerak menembus benda. Lagipula, baji mempunyai bidang miring rangkap. Baji terbuat dari besi gunanya untuk membelah batang kayu, batu karang, memotong-motong benda keras seperti lantai dan sebagainya. Makin tipis bentuk sebuah baji, makin mudah baji itu menembus kayu atau benda-denda keras, sama halnya dengan peti melalui bidang yang sudut kemiringannya kecil. Alat-alat yang menggunakan prinsip baji adalah kampak, paku, pahat, jarum, pemeras jeruk, bajak, peniti dan pisau.
e.
Sekrup
Sekrup sebenarnya adalah bidang miring yang dililitkan pada sebuah tabung sehingga lilitannya berbentuk spiral. Jarak dua puncak atau jarak antara dua ulir-ulir sekrup disebut interval sekrup. Alat-alat yang menggunakan prinsip sekrup antara lain dongkrak sekrup, mur, baut, ccatok dan lain-lain. Sekrup akan mudah diputar, bila sekrup di gosok dengan minyak untuk mengurangi gaya gesekan.
f. Roda
Bergandar
Roda
bergandar adalah susunan dua buah roda yang jari-jarinya berbeda. Roda
bergandar terdiri atas sebuah roda atau alat pemutar yang dihubungkan dengan
sebuah gandar yang dapat berputar bersama-sama. Oleh karena keliling roda lebih
besar daripada keliling gandar, diperoleh keuntungan mekanik berwujud gaya.
keuntungan mekanik roda bergandar KM = jari-jari roda/ jari-jari roda
bergandar.
B. Magnet
1. Pengertian
Magnet
Magnet
atau magnit adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet. Kata magnet
(magnit) berasal dari bahasa Yunani magnítis líthos yang berarti batu
Magnesian. Magnesia adalah nama sebuah wilayah di Yunani pada masa lalu yang
kini bernama Manisa (sekarang berada di wilayah Turki) di mana terkandung batu
magnet yang ditemukan sejak zaman dulu di wilayah tersebut[3]. Magnet adalah suatu
materi yang mempunyai suatu medan magnet. Medan magnet ini tidak terlihat
tetapi bertanggung jawab untuk properti yang paling menonjol dari magnet, yaitu
kekuatan yang menarik pada bahan feromagnetik, seperti zat besi, dan menarik
atau mengusir magnet lainnya[4].
Magnet
bisa dalam wujud magnet tetap atau magnet tidak tetap. Magnet yang ada sekarang
ini, hampir semuanya adalah magnet buatan. Magnet selalu memiliki dua kutub
yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S). Walaupun magnet itu
dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap memiliki dua kutub. Magnet
dapat menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang
lain, yaitu bahan logam. Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama
terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh materi yang mempunyai daya
tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen cair adalah contoh materi yang
mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet. Satuan intensitas magnet menurut
sistem metrik pada Satuan Internasional (SI) adalah Tesla dan SI unit untuk
total fluks magnetik adalah weber. 1 weber/m^2
= 1 tesla, yang memengaruhi satu
meter persegi.
2. Jenis magnet
a. Magnet tetap
Magnet
tetap (permanen) tidak memerlukan tenaga atau bantuan dari luar untuk
menghasilkan daya magnet (berelektromagnetik). Jenis magnet tetap selama ini
yang diketahui terdapat pada:
1). Magnet
neodymium, merupakan magnet tetap yang paling kuat. Magnet neodymium (juga dikenal sebagai NdFeB, NIB, atau magnet
Neo), merupakan sejenis magnet tanah jarang, terbuat dari campuran logam
neodymium.
2). Magnet Samarium-Cobalt: salah satu dari dua
jenis magnet bumi yang langka, merupakan magnet permanen yang kuat yang terbuat
dari paduan samarium dan kobalt.
3). Ceramic
Magnets
4). Plastic
Magnets
5). Alnico
Magnets
b. Magnet tidak tetap
Magnet
tidak tetap (remanen) tergantung pada medan listrik untuk menghasilkan medan
magnet. Contoh magnet tidak tetap adalah elektromagnet.
c. Magnet
buatan
Magnet
buatan meliputi hampir seluruh magnet yang ada sekarang ini. Bentuk magnet
buatan antara lain Magnet U, Magnet ladam, Magnet batang, Magnet lingkaran, Magnet
jarum (kompas), dan Medan Magnet. Arus mengalir melalui sepotong kawat
membentuk suatu medan magnet (M) disekeliling kawat. Medan tersebut
terorientasi menurut aturan tangan kanan. Dalam ilmu Fisika, medan magnet
adalah suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus
listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak
lainnya. (Putaran mekanika kuantum dari satu partikel membentuk medan magnet
dan putaran itu dipengaruhi oleh dirinya sendiri seperti arus listrik. Inilah
yang menyebabkan medan magnet dari ferromagnet “permanen”)[5]. Sebuah medan magnet
adalah medan vector, yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor
yang dapat berubah menurut waktu. Arah dari medan ini adalah seimbang dengan
arah jarum kompas yang diletakkan di dalam medan tersebut.
3. Manfaat
Magnet
a. Bidang Iptek
1). Media
perekaman magnetic
VHS kaset berisi gulungan pita magnetik. Informasi yang membentuk video dan suara dikodekan pada lapisan magnetik pada pita. Kaset audio yang umum juga mengandalkan pita magnetik. Demikian pula, di komputer, floppy disk dan data rekam hard disk pada lapisan tipis magnetik.
2). Kredit,
debit, dan kartu ATM
Semua kartu ini memiliki strip magnetik di satu sisi. Strip ini mengkodekan informasi untuk menghubungi lembaga keuangan individu dan terhubung dengan akun mereka.
3). Televisi
umum dan monitor computer
TV dan layar komputer yang berisi tabung sinar katoda menggunakan elektromagnet untuk memandu elektron ke layar. Layar Plasma dan LCD menggunakan teknologi yang berbeda.
4). Speaker dan
mikrofon
Kebanyakan speaker menggunakan magnet permanen dan kumparan pembawa arus untuk mengkonversi energi listrik (sinyal) menjadi energi mekanik (gerakan yang menciptakan suara). Kumparan ini dibungkus sekitar gelendong melekat pada kerucut speaker dan membawa sinyal sebagai perubahan arus yang berinteraksi dengan bidang magnet permanen. Kumparan suara terasa kekuatan magnetik dan sebagai respons, bergerak ke kerucut dan tekanan udara tetangga, sehingga menghasilkan suara. Mikrofon dinamis menggunakan konsep yang sama, tetapi secara terbalik. Mikrofon memiliki diafragma atau membran yang melekat pada sebuah kumparan kawat. Kumparan terletak di dalam magnet berbentuk khusus. Bila suara bergetar membran, kumparan bergetar juga. Sebagai koil bergerak melalui medan magnet, tegangan induksi di koil. Tegangan ini mengarahkan arus dalam kawat ke karakteristik suara asli.
5). Gitar
listrik
Gitar listrik menggunakan pickup magnetik untuk mentransduksi getaran senar gitar menjadi arus listrik yang kemudian dapat diperkuat. Hal ini berbeda dengan prinsip belakang speaker dan mikrofon dinamis karena getaran dirasakan langsung oleh magnet, dan diafragma tidak bekerja.
6). Motor
listrik dan generator
Beberapa
motor listrik mengandalkan kombinasi elektromagnet dan magnet permanen, dan
seperti pengeras suara, mereka mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Sebuah generator adalah sebaliknya: ia mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik dengan memindahkan konduktor melalui medan magnet.
7). Mainan
Mengingat
kemampuan mereka untuk melawan gaya gravitasi dalam jarak dekat, magnet yang
sering digunakan dalam mainan anak-anak, seperti roda Ruang Magnet dan
Levitron, untuk efek lucu.
b. Bidang
Kesehatan
1). Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Penggunaan magnet yang paling umum untuk kesehatan adalah scanner Magnetic Resonance Imaging (MRI) di rumah sakit. Perangkat raksasa ini membantu dokter mendapatkan tampilan struktur organ dalam pasien tanpa operasi invasive, hasilnya kompleks namun akurat. MRI menggunakan magnet untuk menciptakan secara rinci dan memungkinkan tampilan yang berbeda ketingginannya jika dokter ingin mengetahui detail lebih lanjut.
2). Mengobati
Epilepsi
Pengobatan magnetic dapat mengurangi gejala penyakit epilepsy kronis. Sebuah penelitian di Jerman pada tahun 1999 menemukan bahwa magnet dengan frekuensi rendah dapat mengurangi atau membatasi kejang dan efektif bagi pasien yang tidak mempan dengan pengobatan biasa. Kumparan magnet ditempatkan di samping kepala untuk mengarahkan gelombang magnet ke otak.penelitian mengklaim bahwa sebagian besar peserta penelitian berkurang kejangnya hingga setengah. Tapi, pengobatan magnetic ini hanya bertahan sekitar 6-8 minggu.
3). Mengobati
Radang Sendi
Dalam suatu penelitian yang dilakukan oleh Peninsula Medical School tahun 2004, peneliti menemukan bahwa magnet bisa meredakan rasa sakit akibat radang sendi di lutut dan pinggul. Namun, para peneliti mengakui bahwa hasil tersebut bisa disebabkan oleh efek placebo.
4). Mengobati
Alzheimer
Sebuah penelitian di Italia menemukan bahwa pengobatan magnetic dapat meningkatkan aktivitas kortikal otak pasien dan membantu memahami dunia di sekitarnya dengan lebih baik. Laporan yang dimuat dalam Jurnal of Neurology, Meurology and Psychiatry ini menemukan bahwa stimulasi magnetic yang berulang dapat bermanfaat bagi pasien penyakit saraf seperti alzheimer.
5). Meringankan
Depresi
Pasien depresi yang mendapat stimulasi magnetic mengakui lebih relaks dibandingkan jika tidak mendapat pengobatan tersebut. Sebuah tim di Universitas Kedokteran Carolina Selatan mensurvei 190 orang penderita depresi. Setengah diantaranya mendapatkan pengobatan magnetic. Hasilnya, 14% pasien melaporkan gejala depresinya menjadi lebih ringan. Sedangkan dalam kelompok paseblo, hanya 5% yang merasakan perbaikan.
6). Membantu
Operasi Jantung
Partikel magnetic juga telah digunakan dalam operasi jantung. Para ilmuwan menggunakan partikel kecil magnet yang melekat pada sel induk untuk membantu memperbaiki hati yang rusak. Laporan penelitiaan yang dimuat dalam Jounal of American College of Cardiology ini menemukan bahwa teknik ini efektif pada tikus dan akan diuji coba pada manusia untuk tahap berikutnya. Efektivitas sel-sel induk meningkat 5 kali karena partikel magnetmemandu sel-sel ke daerah sasaran.
4. Bahan & Cara Pembuatan Magnet
Magnet adalah suatu obyek yang mempunyai suatu medan magnet dan bisa menarik benda logam. Selain berasal dari batu yang dihasilkan oleh alam, magnet juga bisa dibuat dengan menggunakan bahan-bahan lain. Bahan yang biasa dijadikan magnet adalah besi. Besi lebih mudah untuk dijadikan magnet daripada baja. Tapi sifat kemagnetan besi lebih mudah hilang daripada baja. Oleh sebab itu, besi lebih sering digunakan untuk membuat elektromagnet. Namun magnet juga dapat kita buat sendiri dengan cara dan bahan yang sangat sederhana. Salah satunya dengan cara dialiri listrik satu arah, menggosok dan induksi.
a) Dengan
Cara Mengaliri Listrik
Suatu bahan akan
memiliki sifat magnet ketika dialiri arus listrik searah, namun akan hilang
kemagnetannya jika arus tersebut dihilangkan. Apabila bahan dialiri arus
listrik yang cukup besar, maka sifat kemagnetannya tidak berubah (magnet
tetap).
Alat dan Bahan :
1. Kabel yang berisi kawat tembaga
(sehelai saja bila kabelnya rangkap dua).
2. Paku besar.
3. Baterai.
4. Paper klip atau logam kecil
lainnya (paku payung, jarum, dll)
Cara Membuat:
1. Kupas kulit
kabel tembaga pada tiap jung-ujungnya.
2. Lilitkan
kabel tembaga pada paku (usahakan serapat mungkin).
3. Tempelkan
ujung-ujung kabel tembaga pada baterai, dan tunggu beberapa saat.
4. Untuk
mengujinya coba dekatkan paku tersebut pada paper klip atau logam kecil
lainnya.
Paku tersebut dapat bersifat seperti magnet karena ada proses yang dinamakan elektromagnetik. Di sekitar kawat berarus listrik itu terdapat medan magnet. Dalam percobaan ini, yang menjadi sumber listrik adalah baterai yang mengalirkan arus sepanjang kabel tembaga yang melilit paku. Semakin banyak lilitan maka semakin besar atau kuat medan magnetnya. Akibat dari adanya medan magnet ini, maka paper klip atau logam-logam kecil lainnya dapat menempel pada paku.
b) Dengan Cara Menggosok
Suatu bahan dapat dibuat menjadi magnet dengan cara menggosokkan sebatang magnet tetap secara berulang ulang pada bahan tersebut. Sifat kemagnetan bahan memiliki kutub yang berlawanan dengan magnet penggosoknya. Alat dan bahan: Magnet batang, 1 buah Paku besar, Klip kertas. Cara membuat: Gosokkan magnet pada batang paku berulang-ulang, dengan cara searah, kemudian coba tempelkan ujung paku pada klip kertas.
c) Dengan
Cara Induksi
Suatu bahan yang
didekatkan pada magnet, maka sifat kemagnetan magnet akan ikut berpindah ke
bahan tersebut, namun sifat kemagnetan bahan akan hilang ketika magnet
dijauhkan dari bahan. Alat dan bahan: 2 buah magnet batang, 1 buah paku besar
dan beberapa buah klip kertas. Cara membuatnya yaitu tempelkan 1 buah magnet
batang pada salah satu ujung paku besar, kemudian dekatkan ujung paku yang lain
pada klip kertas.
Jika akan menghilangkan sifat kemagnetan maka dapat dengan cara, antara lain: Dibakar, dibanting-banting, dipukul-pukul serta dapat pula magnet diletakkan pada solenoida(kumparan kawat berbentuk tabung panjang dengan lilitan yang sangat rapat) dan dialiri arus listrik bolak-balik (AC).
C.
Gravitasi Bumi
1.
Pengertian
Gravitasi Bumi
Gaya gravitasi bumi atau arti gaya tarik bumi adalah
suatu gaya tarik-menarik yang terjadi pada semua partikel yang mempunyai massa.
Jika di bumi, gaya gravitasi bumi disebabkan karena bumi yang berukuran besar
memiliki massa yang juga besar sehingga dapat menarik semua benda yang berada
di atasnya. Besar gaya gravitasi bumi yang menyebabkan benda-benda
di atasnya tertarik ini disebut besar gaya tarik bumi atau besar gravitasi.
Tidak heran kalau semua benda yang ada dipermukaan bumi akan terengaruh oleh
gaya gravitasi bumi[6].
Secara sederhana gravitasi dapat diartikan sebagai
gaya tarik yang dimiliki suatu benda. Gravitasi disebabkan adanya massa yang
dimiliki benda. Gravitasi merupakan gaya interaksi fundamental yang ada di
alam. Para perencana program ruang angkasa secara terus menerus menyelidiki
gaya ini. Sebab, dalam sistem tata surya
dan penerbangan ruang angkasa, gaya gravitasi merupakan gaya yang memegang
peranan penting. Tapi teori geosentrik mempunyai kelemahan, yaitu Matahari dan
Bulan bergerak dalam jejak lingkaran mengitari Bumi, sementara planet bergerak
tidak teratur dalam serangkaian simpul ke arah timur. Untuk mengatasi masalah
ini, Ptolemous mengajukan dua komponen gerak. Pertama, gerak dalam orbit
lingkaran yang seragam dengan periode satu tahun pada titik yang disebut
deferent. Kedua, gerak seragam dalam lintasan lingkaran dan berpusat pada
deferent disebut epycycle. Ini artinya Ptolemous menganggap bahwa benda- benda
langit itu bergerak melingkar dengan kecepatan angular yang tidak sama relatif
terhadap pusatnya, kecepatan anguler itu hanya sama terhadap titik di luar pusat
lingkaran itu. Di dalam sistem Copernicus, bumi berputar mengitari
matahari, seperti planet-planet lainnya. Bumi menjalani gerakan yang seragam
dan melingkar sebagai benda langit, suatu gerakan yang sejak lama diyakini
sebagai gerakan yang sempurna. Lebih jauh, Copernicus menekankan kesamaan
antara bumi dengan benda-benda langit lainnya bahwa semuanya memiliki
gravitasi. Gravitasi ini tidak berada di langit, melainkan bekerja pada materi,
seperti bumi dan benda-benda langit memiliki gaya ikat dan mempertahankannya
dalam suatu lingkaran yang sempurna. Untuk hal ini penjelasan copernicus agak
berbau teologis: “menurut saya gravitasi tidak lain daripada suatu kekuatan
alam yang diciptakan oleh pencipta agar supaya semuanya berada dalam kesatuan
dan keutuhan. Kekuatan seperti itu mungkin juga dimiliki oleh matahari, bulan
dan planet-planet agar semuanya tetap bundar”.
Aristoteles mengajarkan, benda yang lebih berat jatuh lebih cepat ketimbang benda yang lebih ringan, dan bergenerasi-generasi kaum cerdik pandai menelan pendapat filosof Yunani yang besar pengaruh ini. Tetapi, Galileo memutuskan mencoba dulu benar-tidaknya, dan lewat serentetan eksperimen dia berkesimpulan bahwa Aristoteles keliru. Yang benar adalah, baik benda berat maupun enteng jatuh pada kecepatan yang sama kecuali sampai batas mereka berkurang kecepatannya akibat pergeseran udara.
2. Medan Gravitasi
dan Percepatan Gravitasi
Gaya gravitasi termasuk gaya nonkontak, yaitu gaya yang bekerja tanpa bersentuhan langsung dengan benda. Gaya gravitasi dapat bekerja pada suatu benda apabila benda tersebut berada dalam suatu medan gravitasi. Medan gravitasi adalah ruangan di sekitar benda bermassa yang masih memiliki nilai percepatan gravitasi. Akibatnya, benda lain yang berada di dalam ruangan ini masih mengalami gaya gravitasi.
3. Hukum
Newton tentang Gravitasi Universal
Hukum gravitasi
universal yang dirumuskan oleh Newton, diawali dengan beberapa pemahaman dan
pengamatan empiris yang telah dilakukan oleh ilmuwan-ilmuwan sebelumnya.
Mula-mula Copernicus memberikan landasan pola berfikir yang tepat tentang
pergerakan planet-planet, yang semula dikira planet-planet tersebut bergerak
mengelilingi bumi, seperti pada konsep Ptolemeus. Copernicus meletakkan
matahari sebagai pusat pergerakan planet-planet, termasuk bumi, dalam gerak
melingkarnya. Kemudian dari data hasil pengamatan yang teliti tentang
pergerakan planet, yang telah dilakukan Tycho Brahe, Kepler merumuskan tiga
hukum empiris yang dikenal sebagai hukum Kepler mengenai gerak planet, yang
ajan dibahas pada pokok bahasan kedua[7].
Hukum
tarik-menarik gravitasi Newton dalam bidang fisika berarti gaya tarik untuk
saling mendekat satu sama lain. Dalam bidang fisika tiap benda dengan massa m1
selalu mempunyai gaya tarik menarik dengan benda lain (dengan massa m2 ).
Misalnya partikel satu dengan partikel lain selalu akan saling tarik-menarik.
Contoh yang dikemukakan oleh Sir Isaac Newton dalam bidang mekanika klasik
bahwa benda apapun di atas atmosfer akan ditarik oleh bumi, yang kemudian
banyak dikenal sebagai fenomena benda jatuh.Gaya tarik menarik gravitasi ini
dinyatakan oleh Isaac Newton melalui tulisannya di journal Philosophi Naturalis
Principia Mathematica pada tanggal 5 Juli 1687 dalam bentuk rumus sebagai
berikut:
• F adalah besarnya gaya gravitasi antara dua
massa tersebut,
• G adalah konstante gravitasi,
• m1 adalah massa dari benda pertama
• m2 adalah massa dari benda kedua, dan
• r adalah jarak antara dua massa tersebut.
Teori ini kemudian dikembangkan lebih jauh lagi bahwa setiap benda angkasa akan saling tarik-menarik, dan ini bisa dijelaskan mengapa bumi harus berputar mengelilingi matahari untuk mengimbangi gaya tarik-menarik gravitasi bumi-matahari. Dengan menggunakan fenomena tarik menarik gravitasi ini juga, meteor yang mendekat ke bumi dalam perjalanannya di ruang angkasa akan tertarik jatuh ke bumi.
BAB
III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Pesawat sederhana
adalah berbagai alat yang digunakan manusia untuk memudahkan pekerjaan. Pesawat
sederhana ada empat macam yaitu tuas atau pengungkit, bidang miring, katrol,
dan roda. Tujuan menggunakan pesawat sederhana adalah untuk melipat gandakan
gaya atau kemampuan, mengubah arah gaya, dan memperbesar kecepatan ketika
menempuh jarak jauh. Selainn itu, magnet
bukan hanya sekedar benda yang memiliki medan magnet namun magnet memiliki ciri
khas yaitu dapat menarik benda lain dari besi dan baja. Magnet juga dapat
menembus benda-benda tertentu, gaya tarik terbesar magnet terletak pada
kutubnya, serta kutup magnet yang senama akan salaing tolak menolak. Sedngkan
gaya gravitasi bumi adalah gaya tarik menarik yang dimiliki oleh bumi. Semua
gaya di alam semesta ini saling tarik menarik satu sama lain.
B. Saran
Setelah mempelajari pesawat sederhana telah diketahui bahwa pesawat sederhana memudahkan kita dalam melakukan pekerjaan sehari-hari. Sebaiknya pesawat sederhana kita manfaatkan sebaik mungkin sehingga kita tidak kesulitan dalam melakukan aktivitas sehari-hari. Seperti halnya magnet, sebuah batang yang memiliki kemampuan menarik benda-benda seperti baja atau besi, magnet dapat digunakan untuk kepentingan manusia namun penggunaan magnet hendaknya dilakukan secara baik dan bermanfaat. Dari pembelajaran gaya gravitasi disaran bagi pembaca untuk mendalami penerapan tentang gaya gravitasi, sebab gaya gravitasi merupakan salah satu unsur terpenting yang berkaitan erat dengan alam.
Daftar Pustaka
Anugraha, Rinto. 2018. Mekanika Klasik. Yogyakarta: Gajah
Mada Uniniversity Press.
Damari dan Sri
Handayani. 2009. Fisika Untuk SMA dan MA Kelas XI. Jakarta: Pusat
Perbukuan.
Saripudin, dkk.
2009. Praktis Belajar Fisika. Jakarta: Pusat Perbukuan.
Yohanes. 2011. IPA Fisika Gasing 3. Tanggerang: PT
Kandel.
Zakawandi, dkk.
Analisis Konsep Pesawat Sederhana Pada Ilmu Pengetahuan Alam Berbasis
Tradisi Sains. Jurnal Pendidikan Islam Vol. 2, No. 01, 2017. Hlm. 27.
Zubaidah, dkk. 2014. Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan.
[1] Zubaidah,
Siti, Susriyati Mahanal, Lia Yuliati, and Darsono Sigit. Ilmu Pengetahuan
Alam. Jakarta: Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan. 2014, hlm. 15.
[2] Rizki
Zakawandi, Nurul Zannah, Irwan. Analisis Konsep Pesawat Sederhana Pada Ilmu
Pengetahuan Alam Berbasis Tradisi Sains. Jurnal Pendidikan Islam Vol. 2,
No. 01, 2017. Hlm. 27.
[3] Yohanes. IPA Fisika Gasing 3. Tanggerang: PT
Kandel. 2011. Hlm. 87.
[4] Aip Saripudin,
Dede Rustiawan K, Adit Suganda. Praktis Belajar Fisika. Jakarta: Pusat
Perbukuan. 2009. Hlm. 86.
[5] Ibid, hlm. 95.
[6] Ari Damari,
Sri Handayani. Fisika Untuk SMA dan MA Kelas XI. Jakarta: Pusat
Perbukuan. 2009. Hlm. 24.
[7] Rinto
Anugraha. Mekanika Klasik. Yogyakarta: Gajah Mada Uniniversity Press.
2018. Hlm. 180.
Reviewed by asarisolid
on
11:55 PM
Rating:
No comments: