Pesawat sederhana

**Mesin Sederhana** () adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah atau besaran dari suatu gaya.
Secara umum, alat ini bisa disebut sebagai mekanisme paling sederhana yang memanfaatkan keuntungan mekanik untuk menggandakan gaya. Sebuah Mesin 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 pengungkit:

-\frac{w}{f}=\frac{l_{k}}{l_{b}}

untuk mencari w, jika memang belum ditemukan: w=m.g
untuk mencari f, jika belum ditemukan:

w \cdot l_{b} = f \cdot l_{k}

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 miring
* Roda dan gandar
* Tuas
* Katrol
* Baji
* Sekrup
* Roda berporos

Mesin 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 mesin 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. Pernyataan terkenal Archimedes mengenai tuas: "Beri aku tempat untuk berpijak, dan aku akan menggerakkan Bumi," (Yunani: δῶς μοι πᾶ στῶ καὶ τὰν γᾶν κινάσω) mengekspresikan realisasinya bahwa tidak ada batasan jumlah penguatan gaya yang dapat dicapai dengan menggunakan keuntungan mekanis. Para ilmuwan Yunani sendiri akhirnya mendefinisikan 5 macam mesin 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 mesin sederhana: pengungkit, kerekan, katrol, baji, dan katrol. dan menjelaskan alat-alatnya mengenai cara pembuatan dan kegunaanya.

Selama era Renaisans, dinamika dari daya mekanis—yang saat itu dikenal sebagai mesin sederhana—mulai dipelajari tidak hanya dari seberapa besar gaya yang dapat diterapkan, namun juga seberapa jauh beban dapat diangkat olehnya. Hal ini akhirnya mengarah pada munculnya konsep baru mengenai kerja mekanik. Pada tahun 1586, insinyur asal Flandria, Simon Stevin, berhasil merumuskam keuntungan mekanik dari bidang miring. Ia kemudian memasukkannya sebagai bagian dari mesin sederhana lainnya. Teori dinamis lengkap mengenai mesin sederhana dikembangkan oleh ilmuwan Italia, Galileo Galilei, pada tahun 1600 pada karyanya yang berjudul *Le Meccaniche (Tentang Mekanika),* yangmana ia menunjukkan kesamaan matematis yang mendasari berbagai mesin sebagai alat penguat gaya. Ia juga merupakan orang pertama yang menjelaskan bahwa mesin sederhana tidak menciptakan energi, melainkan hanya mentransformasikannya.

Aturan klasik mengenai gesekan luncur pada sebuah mesin pertama kali ditemukan oleh Leonardo da Vinci (1452-1519), namun tidak pernah dipublikasikan secara resmi dan hanya tercatat di dalam buku catatannya. Pemahaman Leonardo masih didasarkan pada sains pra-Newton, seperti anggapan bahwa gesekan disebabkan oleh suatu zat semacam cairan aether. Pemahaman itu kemudian ditemukan kembali oleh Guillaume Amontons pada tahun 1699, yang selanjutnya dikembangkan oleh Charles-Augustin de Coulomb pada tahun 1785.

## Referensi