Pada tubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana yang kemudian ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia. Pesawat sederhana adalah alat yang dipergunakan untuk mempermudah manusia melakukan usaha. Pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya dibedakan menjadi tuas/pengungkit, bidang miring, katrol dan roda berporos. Pesawat sederhana mempunyai keuntungan mekanik yang didapatkan dari perbandingan antara gaya beban dengan gaya kuasa sehingga memperingan kerja manusia.
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. 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
Keterangan :W = Usaha (Joule)
F = Gaya (Newton)
S = Jarak (Meter)
Contoh Soal :
Sebuah balok berada pada lantai licin dan ditarik oleh gaya F = 40 Newton. Jika usaha yang dilakukan oleh gaya kepada balok adalah 680 joule, hitunglah besar perpindahan balok !
| Diketahui | Jawab | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Diketahui :
W = 680 jouleF = 40 Newton Ditanyakan : S? | W = F.S
|
Usaha dapat bernilai nol apabila gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat. Seberapa besarpun gaya yang bekerja, jika tidak terjadi perpindahan maka gaya tersebut dikatakan tidak melakukan usaha atau W = 0. Besarnya usaha yang dilakukan per satuan waktu disebut dengan daya atau power (P). Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut.
| P = | W |
| t |
W = Usaha (Joule)
t = Waktu (Sekon)
Contoh Soal :
Seorang siswa yang beratnya 450 Newton menaiki tangga yang memiliki ketinggian 3 m. Siswa tersebut memerlukan waktu 6 detik untuk sampai ke atas. Tentukan daya yang dikeluarkan siswa untuk kegiatan tersebut!
| Diketahui | Jawab | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Diketahui :
t = 6 detik (sekon)W = F.S = 450 x 3 = 1.350 joule Ditanyakan : P? |
|
Rangka dan Otot Manusia
Rangka manusia merupakan salah satu karya Tuhan yang menciptakan tubuh kita. Fungsi rangka pada manusia dapat kamu lihat seperti halnya rangka baja yang membangun suatu bangunan, sehingga bangunan tersebut dapat berdiri tegak. Keistimewaan rangka yang kita miliki adalah kemampuannya untuk memperbaiki diri saat tulang mengalami keretakan atau patah tulang, hal ini yang tidak bisa terjadi pada rangka baja secanggih apapun di dunia. Rangka tulang yang bekerja sama dengan sistem otot tidak hanya membuat tubuh kita dapat berdiri tegak, tetapi juga memungkinkan kita untuk bergerak, berjalan, berlari, bahkan mengangkat beban yang melebihi berat tubuhmu sendiri. Bayangkan betapa kuat dan sempurnanya ciptaan Tuhan pada tulangmu. Manusia kemudian meniru prinsip kerja rangka dan otot manusia dalam membuat pesawat sederhana. Masihkah kamu memungkiri keajaiban ciptaan Tuhan pada tulang dan ototmu? Bagaimana caranya agar tulang dan ototmu tetap tetap sehat dan terjaga?
Koordinasi Otot dan Tulang memiliki Kesesuaian dengan Pesawat Sederhana
1. Rangka tubuh membantu manusia berdiri dengan tegak, seperti halnya rangka pada bangunan.
2. Tulang terdiri atas tulang rawan dan tulang keras, Tulang keras memiliki struktur yang beragam yakni tulang kompak dan tulang spons yang di dalamnya terdapat sumsum merah dan sumsum kuning.
3. Manusia memiliki sejumlah kurang lebih 206 tulang yang memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda.
4. Pada tahap awal perkembangannya, manusia memiliki tulang berupa tulang rawan yang dalam perkembangannya menjadi tulang keras melalui proses osifikasi.
5. Manusia dapat melakukan berbagai macam gerakan karena dilengkapi dengan adanya sendi yang beragam yakni: sendi engsel, sendi lesung, sendi putar, sendi geser, sendi pelana, dan sendi yang tidak dapat digerakkan.
6. Tubuh manusia terdiri atas 35-40% otot yang berfungsi untuk menggerakkan tulang dan persendian yang memungkinkan adanya pergerakan.
7. Jaringan otot terdiri atas otot rangka, otot polos, dan otot jantung. Otot rangka dapat dikendalikan secara sadar, otot polos dan otot jantung tidak dapat dikendalikan secara sadar.
8. Koordinasi otot dan tulang memiliki kesesuaian dengan prinsip pesawat sederhana. Alat-alat dalam kehidupan yang mengikuti prinsip pesawat sederhana terdiri atas katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit.
9. Pengungkit terdiri atas tiga jenis, yaitu jenis pertama yang titik tumpunya terletak di antara beban dan kuasa, jenis kedua dan jenis ketiga yang titik tumpunya yang sama-sama terdapat di bagian ujung
Ilmuwan Peneliti kesesuaian Rangka, Otot dengan Pesawat Sederhana
1. Al-Zahrawi atau Albucasis (936-1013 M)
Kamu pernah melihat orang yang kaki atau tangannya digips karena mengalami patah tulang? Tahukah kamu siapa penemu gips? Penemunya adalah Al-Zahrawi atau Albucasis (936-1013 M). Al -Zahrawi merupakan seorang dokter dan ahli bedah dari Andalusia. Menurut Al-Zahrawi, jika terdapat tulang yang bergeser maka tulang tersebut harus ditarik supaya kembali tempatnya semula, sedangkan untuk masalah tulang yang lebih gawat seperti patah, maka tulang tersebut harus digips.
2. Archimedes (287 SM-212 SM)
Pada topik yang terkait pesawat sederhana, tahukah kamu, ide pertama dari pesawat sederhana berawal dari seorang filsuf Yunani sekitar abad ke-3 sebelum masehi, yaitu Archimedes (sekitar 287 SM-212 SM). Archimedes mempelajari tiga macam pesawat sederhana: katrol, pengungkit, dan sekrup. Archimedes menemukan rumusan untuk mencari keuntungan mekanik pada pengungkit. Para ilmuwan Yunani sendiri akhirnya mendefinisikan lima 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).
3. Al Jazari (1136-1206 M)
Ilmuwan berikutnya adalah Al Jazari (1136-1206 M), seorang tokoh besar di bidang mekanik dan industri yang menemukan konsep robotika modern. Al Jazari mengembangkan prinsip hidrolik untuk menggerakkan mesin yang kemudian hari dikenal sebagai mesin robot. Dalam bukunya, Al Jazari begitu detail memaparkan instruksi untuk mendesain, merakit, dan membuat sebuah mesin. AlJazari mendapat julukan sebagai Bapak Modern Engineering berkat temuan-temuannya yang banyak mempengaruhi rancangan mesin-mesin modern saat ini.
Komentar
Posting Komentar