Cara kerja 6 jenis pesawat sederhana

Usaha didefinisikan dalam fisika sebagai penerapan gaya untuk memindahkan suatu benda pada jarak tertentu ; Konservasi kerja adalah prinsip dasar dari pesawat sederhana. Mesin sederhana menghasilkan gaya yang lebih besar dari yang kita gunakan secara langsung; hubungan antara kedua gaya ini adalah keuntungan mekanis yang diberikan mesin. Keenam mesin sederhana yang kami jelaskan di sini telah digunakan selama ribuan tahun, dan beberapa di antaranya secara fisik dijelaskan oleh filsuf Yunani Archimedes , yang hidup antara tahun 287 dan 212 SM. Ketika mesin-mesin ini digabungkan, mereka dapat menghasilkan keuntungan mekanis yang lebih besar lagi, seperti dalam kasus sepeda.

Catatan pertama tentang penggunaan kata “mesin” ( machina ) dalam bahasa Yunani, dan penyair Yunani Homer pada abad kedelapan SM yang menggunakannya untuk merujuk pada manipulasi politik. Dramawan Yunani Aeschylus, yang hidup antara 523 dan 426 SM, dikreditkan dengan menggunakan kata yang mengacu pada mesin teater sebagai deus ex machina (“dewa mesin”). Mesin ini adalah derek yang mengangkat aktor yang berperan sebagai dewa ke atas panggung.

Mari kita lihat enam jenis mesin Archimedean:

Tuas

Pengungkit adalah mesin sederhana yang terdiri dari benda kaku, pengungkit (sering berupa batang yang terbuat dari beberapa jenis bahan yang tahan terhadap tekukan), dan titik tumpu atau titik pivot. Penerapan gaya ke salah satu ujung benda kaku menyebabkannya berputar di sekitar titik tumpu, menyebabkan transmisi gaya ke ujung lain benda kaku. Ada tiga kelas tuas tergantung di mana gaya diterapkan, di mana gaya yang ditransmisikan diperoleh, dan lokasi titik tumpu pada tuas. Catatan pertama penggunaan tuas adalah sebagai neraca sekitar 5000 SM. Archimedes dikreditkan dengan frasa ” Beri aku tuas dan titik penyangga dan aku akan menggerakkan Bumi .” Permainan jungkat-jungkit dan gerobak dorong yang terkenal adalah contoh pengungkit sehari-hari.

Roda

Roda adalah benda bundar yang dipasang di tengahnya ke batang kaku, poros. Gaya yang diterapkan pada roda menyebabkan poros berputar, memperkuat gaya yang diterapkan pada benda melingkar relatif terhadap gaya yang bekerja pada poros. Jarak yang ditempuh oleh gaya pada benda melingkar akan lebih besar daripada jarak yang ditempuh oleh gaya yang ditransmisikan pada sumbu, sehingga menghemat kerja, seperti yang kita definisikan di awal artikel. Sebaliknya, gaya yang diterapkan pada poros untuk membuatnya berputar diterjemahkan menjadi perputaran roda, dalam hal ini memperkuat gerakan, jarak yang ditempuh roda. Roda juga dapat diartikan sebagai jenis tuas di mana gaya diterapkan pada roda dan diteruskan ke titik di mana sumbu bergabung dengan benda melingkar.Mesopotamia sekitar 3500 SM. Ban mobil dan roda sepeda adalah contoh sehari-hari yang paling umum dari kombinasi roda dan gandar.

Bidang miring

Bidang miring adalah bidang datar yang membentuk sudut dengan bidang lain. Misalnya, jika Anda ingin mengangkat suatu benda, Anda dapat membuatnya meluncur di atas permukaan yang membentuk sudut tertentu dengan bidang horizontal, bukan mengangkatnya secara langsung. Dengan cara ini kami menerapkan gaya yang lebih kecil pada jarak yang lebih jauh sehingga mempertahankan pekerjaan yang sama seolah-olah kami mengangkatnya secara langsung. Ini pada dasarnya adalah bidang miring yang paling sederhana, sebuah tanjakan; Lebih sedikit gaya yang diperlukan untuk menaiki tanjakan ke ketinggian yang lebih tinggi daripada mendaki ketinggian itu secara vertikal, tetapi jarak yang ditempuh lebih jauh. Landai digunakan untuk membangun bangunan besar ( arsitektur monumental ) dari 10.000 hingga 8.500 SM. Dalam  Equilibrium On PlaneArchimedes mendeskripsikan pusat gravitasi dari berbagai figur bidang geometris.

Buaian

Baji sering dianggap sebagai bidang miring ganda (kedua sisi baji adalah bidang miring) yang meluncur untuk mengerahkan gaya di sepanjang sisinya. Gaya tegak lurus terhadap permukaan miring, sehingga dapat memisahkan dua benda atau membelah satu benda menjadi dua bagian. Kapak, pisau, dan pahat adalah irisan. Baji pintu menggunakan gaya gesek permukaannya untuk menghambat pergerakan pintu daripada membelah sesuatu menjadi dua bagian, tetapi pada dasarnya masih merupakan baji. Baji adalah mesin sederhana tertua yang digunakan oleh nenek moyang kita  Homo erectus  setidaknya 1,2 juta tahun yang lalu untuk membuat perkakas batu.

Baut

Sekrup adalah poros yang memiliki alur miring di permukaannya. Saat sekrup berputar ketika beberapa gaya diterapkan pada sumbunya, gaya ditransmisikan tegak lurus ke celah, sehingga mengubah gaya rotasi menjadi gaya linier. Ini sering digunakan untuk menggabungkan objek, seperti halnya dengan sekrup dan baut biasa. Orang Babilonia di Mesopotamia mengembangkan sekrup pada abad ke-7 SM untuk menaikkan air sehingga mereka dapat mengairi taman dengan air dari sungai. Mesin ini nantinya dikenal sebagai sekrup Archimedean.

Katrol

Katrol adalah roda dengan alur di sepanjang tepinya tempat tali atau kabel dapat dipasang. Ini dapat digunakan untuk mengubah arah gaya atau, seperti tuas atau roda, untuk menerapkan gaya yang lebih kecil ke resultan tetapi untuk jarak yang lebih jauh, kedua gaya melakukan pekerjaan yang sama. Gaya yang diterapkan adalah yang dihasilkan dari tegangan tali. Sistem katrol yang kompleks dapat digunakan untuk secara substansial mengurangi gaya yang diperlukan untuk menggerakkan objek dengan menggabungkan katrol yang mengubah arah gaya dengan katrol yang mengurangi gaya yang diterapkan. Orang Babilonia menggunakan katrol sederhana pada abad ketujuh SM; Sistem katrol kompleks pertama, menggabungkan beberapa katrol, ditemukan oleh orang Yunani sekitar 400 SM.

Sumber

• Bautista Paz, Emilio, dkk. Sebuah Ilustrasi Singkat sejarah mesin dan mekanisme . Dordrecht, Jerman: Springer, 2010.
• Ceccarelli, Marco. Kontribusi Archimedes pada mekanika dan desain mekanisme s. Mekanisme dan Teori Mesin 72 (2014) 86–93.
• Chondros, Thomas G. Archimedes hidup, karya dan mesin. Mekanisme dan Teori Mesin 45 (2010) 1766–75.
• Pisano, Raffaele, dan Danilo Capecchi. Pada akar Archimedean dalam mekanika Torricelli . Jenius Archimedes: Pengaruh 23 Abad pada Matematika, Sains, dan Teknik. ed. Paipetis, Stephans A., dan Marco Ceccarelli. Konferensi Internasional, Syracuse, Italia, 8-10 Juni 2010. Dordrecht, Jerman; Springer, 2010. 17–28.
• Waters, Shaun, dan George A. Aggidis. Ulasan lebih dari 2000 tahun: kebangkitan sekrup Archimedes, pompa ke turbin . Ulasan Energi Terbarukan dan Berkelanjutan 51 (2015) 497–505.