Pesawat Sederhana - IPA kelas VIII

Pesawat Sederhana

Jika bicara tetang pesawat, umumnya kita akan berpikir tentang pesawat terbang, pesawat televisi atau pesawat telepon. Ketiga alat tersebut adalah pesawat yang rumit. Dalam bab ini kita akan mempelajari tentang pesawat sederhana.

Semua pesawat baik yang sederhana ataupun yang rumit pada prinsipnya adalah alat untuk melakukan usaha.

Pinset, gunting, pencabut paku, gerobak dorong, katrol dan tangga rumah adalah contoh pesawat sederhana. Pada bab ini kita akan mempelajari pesawat sederhana, yaitu; pengungkit, katrol, bidang miring dan roda gigi (gir).

Pada prinsipnya, pesawat adalah alat untuk memudahkan melakukan usaha, di mana besarnya usaha yang dilakukan tetap.

Sebuah pesawat bekerja dengan memanfaatkan Keuntungan Mekanik.

A.   Tuas atau Pengungkit.

Perhatikan seorang tukang batu saat akan memindahkan sebuah batu besar. Ia akan menggunakan linggis / tongkat dari besi sebagai pengungkit. Ia letakkan tumpuan pada alat tersebut di antara batu (beban) dan gaya kuasa.

Ketentuan Tuas atau Pengungkit. 
1.   Hasil kali beban (W) dan lengan beban (l_B) sama dengan hasil kali      gaya kuasa (F) dan lengan kuasa (l_K).

    Secara matematis dituliskan:

2.   Makin panjang lengan kuasa, makin kecil nilai gayanya. 
3.   Perbandingan antara berat beban (W) dan gaya kuasa (F) sama        dengan perbandingan antara lengan kuasa (l_K) dan lengan beban      disebut “Keuntungan Mekanik”.

    Secara matematik dituliskan:

 

4.   Makin panjang lengan kuasa (l_K), makin besar keuntungan mekanik, sehingga usaha makin mudah dilakukan.

Alat-alat yang bekerja berdasarkan prinsip tuas antara lain:

    1.   Pengungkit jenis pertama (titik tumpu di antara titik beban dan titik kuasa).

    Contoh: gunting, tang, jungkat-jungkit, dan timbangan

    2.   Pengungkit jenis kedua (titik beban di antara titik tumpu dan titik kuasa).

    Contoh: gerobak troli beroda satu, pembuka tutup botol, alat     pembolong kertas, pemecah kemiri, dan pelubang kertas.

    3.   Pengungkit jenis ketiga (titik kuasa di antara titik tumpu dan titik beban).

    Contoh: sekop, penjepit roti, pinset, stapler, dan alat pacingan.

B.   Bidang Miring.

Pada umumnya gedung bertingkat dilengkapi dengan tangga darurat. Begitu juga dengan di rumah, sekolah, rumah sakit dan bangunan lainnya juga mungkin terdapat tangga. Tangga tersebut dibuat dengan sudut kemiringan tertentu.

Tangga yang disebutkan tersebut juga merupakan pesawat sederhana dengan memanfaatkan keuntungan mekanik bidang miring.

Ketentuan Bidang Miring.

    1.   Hasil bagi beban (W) dan gaya kuasa (F) sama dengan hasil bagi panjang panjang bidang miring (S) dan tinggi bidang miring (h).

    Secara matematis dituliskan:

                    Dimana:

                    W = beban

                    F  = gaya kuasa

                    S  = panjang bidang miring

                    h  = tinggi bidang miring

    2.   Semakin tinggi bidang miring, gaya kuasanya semakin besar sehingga keuntungan mekanik semakin kecil.

Alat-alat yang menggunakan prinsip bidang miring, antara lain; tangga, sekrup, baji, gergaji, kapak, paku, pisau, dan jalan di pegunungan.

C.   Katrol

Katrol merupakan pesawat sederhana berupa roda yang sekelilingnya dapat dilalui tali atau rantai. Roda tersebut berputar pada sumbu yang dipasang pada sebuah rangka. Katrol merubah gaya, dari gaya angkat ke atas oleh tangan menjadi gaya tarik ke bawah oleh katrol.

Berdasarkan kedudukannya, katrol dibagi menajadi 3 macam:

    1.   Katrol Tetap (titik tumpu di antara titik beban dan titik kuasa).

    2.   Katrol Bebas / Bergerak (titik beban di antara titik tumpu dan titik kuasa).

    3.   Katrol Majemuk / Ganda (titik beban di antara titik tumpu dan titik kuasa).

D.  Roda Gigi atau Gir.

Gir adalah sepasang atau lebih roda bergigi yang saling berhubungan yang berfungsi meneruskan gaya dan gerakan pada sebuah mesin.

Jika kita perhatikan, pada sebuah sepeda tersusun atas gir depan dan gir belakang. Gir depan lebih besar sehingga jari-jarinya lebih panjang dan tentu memiliki putaran lebih lambat. Gir belakang terdiri dari beberapa gir yang dapat dipindahkan, dengan ukuran lebih kecil dan jari-jari lebih pendek sehingga putarannya lebih cepat. Perbedaan kecepatan gir besar dan gir kecil menghasilkan perbedaan gaya yang lebih besar melalui roda.

Dengan gaya yang lebih kecil yang diberikan pada sepeda melalui pengayuh, akan didapatkan gaya yang lebih besar pada roda belakang sepeda.

Seluruh pesawat sederhana tersebut berfungsi untuk mengubah satu bentuk energi menjadi bentuk energi lain. Menurut hukum kekekalan energi, energi yang masuk sama dengan energi yang keluar. Walaupun demikian, tidak seluruh energi yang keluar bisa dimanfaatkan. Perbandingan antara energi keluaran (output) yang bermanfaat dengan energi maukan (input) disebut efisiensi.

Pemanasan Global - IPA kelas VII

Pemanasan Global

Sebagaimana yang kita ketahui bahwa bulan Mei hingga September di Indonesia berlangsung musim kemarau dan bulan Oktober hingga April berlangsung musim penghujan. Akan tetapi, beberapa tahun terakhir ini, perubahan musim di negara kita tidak dapat diprediksi lagi, terkadang bulan Mei di Indonesia masih turun hujan dan di bulan November di Indonesia masih berlangsung musim kemarau. Adapun yang lebih menakjubkan lagi peristiwa tersebut tidak dapat diprediksikannya musim ini tidak hanya terjadi di Indonesia saja, akan tetapi terjadi juga di negara-negara lain di dunia.

Ternyata, peristiwa tersebut berkaitan erat dengan perubahan iklim di dunia. Perubahan iklim tersebut terjadi karena adanya perubahan lingkungan. Tidak dapat dipungkiri lagi bahwa perubahan lingkungan terjadi sebagai akibat dari aktivitas manusia. Maha Besar Tuhan yang telah menciptakan alam dengan keseimbangannya. Oleh karena itu, marilah belajar dengan sungguh-sungguh serta berusaha untuk melestarikan alam sebagai wujud ketakwaan kepada Tuhan Yang Maha Esa agar kelak menjadi manusia yang cerdas dan peduli terhadap semua ciptaan Tuhan.

A.  Efek Rumah Kaca

  

Di atmosfer Bumi terdapat banyak gas-gas rumah kaca alami. Siklus air, karbon dioksida (CO2), dan metana adalah beberapa bagian penting yang ada di dalamnya. Tanpa adanya gas-gas rumah kaca tersebut, kehidupan di Bumi tidak akan terjadi. Seperti halnya planet Mars, Bumi juga akan menjadi sangat dingin apabila tidak terdapat gas-gas rumah kaca di atmosfernya. Sebaliknya, jika jumlah gas-gas rumah kaca terus bertambah di atmosfer, maka suhu Bumi akan terus meningkat.

Meskipun CO2, siklus air, dan gas-gas rumah kaca lainnya di atmosfer adalah transparan untuk radiasi cahaya Matahari, namun gas-gas tersebut masih mampu menangkap dan menyerap radiasi cahaya yang memancar ke Bumi dalam jumlah banyak. Radiasi yang terserap sebagian juga akan direfleksikan kembali oleh Bumi. Pada keadaan normal, jumlah radiasi panas yang diserap dengan yang direfleksikan kembali sama.

Saat ini semakin tingginya polusi udara menyebabkan efek rumah kaca berubah. Sering kita dengarkan istilah efek rumah kaca, sebenarnya apakah efek rumah kaca tersebut? Efek rumah kaca adalah proses pemanasan alami yang terjadi ketika gas-gas rumah kaca di atmosfer Bumi memerangkap radiasi panas dari Bumi.

Prosesnya, yaitu ketika radiasi sinar Matahari mengenai permukaan Bumi, maka akan menyebabkan Bumi menjadi panas. Radiasi panas Bumi akan dipancarkan lagi ke atmosfer. Panas yang kembali dipantulkan oleh Bumi terhalang oleh polutan udara sehingga terperangkap dan dipantulkan kembali ke Bumi. Proses ini akan menahan beberapa panas yang terperangkap kemudian menyebabkan suhu Bumi meningkat. Akibatnya, Bumi tetap menjadi hangat dan suhunya semakin meningkat.

Gas rumah kaca tersebut membiarkan cahaya Matahari masuk ke dalam Bumi, akan tetapi gas tersebut memantulkannya kembali ke permukaan Bumi. Dengan demikian, kondisi di Bumi tetap hangat. Seperti halnya rumah yang dinding-dindingnya terbuat dari kaca.

B.    Pengertian Pemanasan Global

Pemanasan global adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan peningkatan suhu rata-rata atmosfer Bumi dan lautan secara bertahap, serta sebuah perubahan yang diyakini secara permanen mengubah iklim Bumi.

Aktivitas manusia selalu menghasilkan berbagai zat sisa buangan yang salah satunya berupa gas. Sebagian besar orang berpikir bahwa atmosfer dapat menyerap gas-gas buangan tersebut secara tidak terbatas dan tidak menimbulkan dampak buruk bagi kehidupan. Akan tetapi, saat ini diketahui bahwa banyaknya gas-gas buangan tersebut dapat menyebabkan perubahan mendasar di atmosfer dan juga kondisi kehidupan di Bumi.

Berbagai aktivitas manusia seperti penggunaan bahan bakar fosil, penebangan dan pembakaran hutan untuk pengalihfungsian menjadi lahan pertanian, pemukiman dan industri akan menyumbangkan CO2 ke atmosfer dalam jumlah yang banyak. Lebih dari beberapa periode, CO2 di atmosfer meningkat sekitar 20%. Meningkatnya konsentrasi gas-gas rumah kaca seperti CO2 akan memengaruhi kadar panas di Bumi. Banyak dari radiasi Matahari yang menyinari permukaan Bumi, kemudian direfleksikan kembali ke angkasa.

Meningkatnya kadar CO2 di atmosfer selama 150 tahun terakhir membuat para ilmuwan prihatin karena hal tersebut berkaitan erat dengan meningkatnya suhu global. Lebih dari satu abad, ilmuwan telah mempelajari bagaimana gas-gas rumah kaca menghangatkan Bumi dan bagaimana pembakaran bahan bakar fosil berkontribusi terhadap pemanasan suhu Bumi. Sebagian besar ilmuwan meyakini bahwa pemanasan global telah dimulai dan akan meningkat cepat di abad ini.

Lebih dari 100 tahun yang lalu, temperatur rata-rata suhu di permukaan Bumi meningkat sekitar 0,6oC. Peningkatan temperatur inilah yang disebut dengan pemanasan global. Pemanasan global adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan peningkatan suhu rata-rata atmosfer Bumi dan lautan secara bertahap, serta sebuah perubahan yang diyakini secara permanen mengubah iklim Bumi.

C. Penyebab Pemanasan Global

Segala bentuk aktivitas manusia selalu berdampak bagi lingkungan, baik itu membawa dampak positif ataupun dampak negatif. Begitu pula dengan kondisi atmosfer Bumi saat ini yang mengalami perubahan akibat aktivitas manusia. Pembakaran bahan bakar fosil dan penebangan hutan dapat meningkatkan kadar CO2 di atmosfer. Dikarenakan CO2 adalah salah satu gas rumah kaca, maka meningkatnya kadar CO2 di atmosfer akan berkontribusi terjadinya pemanasan global. Oleh karena itu, setiap tahun kadar CO2 di atmosfer terus menerus meningkat.

Beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya pemanasan global di antaranya, adalah sebagai berikut :

1. Emisi CO2 yang berasal dari pembakaran bahan bakar fosil sebagai pembangkit tenaga listrik.

2. Emisi CO2 yang berasal dari pembakaran gasoline sebagai bahan bakar alat transportasi.

3.   Emisi metana dari hewan, lahan pertanian, dan dari dasar laut Arktik.

4.   Deforestation (penebangan liar) yang disertai dengan pembakaran lahan hutan.

5.   Penggunaan chlorofluorocarbons (CFCs) dalam refrigator (pendingin).

6.   Meningkatnya penggunaan pupuk kimia dalam pertanian.

D. Dampak Pemanasan Global

Seperti yang telah dinyatakan sebelumnya bahwa aktivitas manusia telah mengubah kealamian dari gas rumah kaca di atmosfer. Konsekuensi dari perubahan gas rumah kaca di atmosfer sulit diprediksi, tetapi beberapa dampak yang telah nampak, yaitu sebagai berikut :

1. Temperatur Bumi menjadi semakin tinggi, di beberapa wilayah mungkin temperaturnya menjadi lebih tinggi dan di wilayah lainnya mungkin tidak.

2. Tingginya temperatur Bumi dapat menyebabkan lebih banyak penguapan dan curah hujan secara keseluruhan, tetapi masing-masing wilayah akan bervariasi, beberapa menjadi basah dan bagian lainnya kering.

3. Mencairnya glasier yang menyebabkan kadar air laut meningkat. Begitu pula dengan daratan pantai yang landai, lama kelamaan akan mengalami peningkatan akibat penggenangan air.

4. Hilangnya terumbu karang. Sebuah laporan tentang terumbu karang yang dinyatakan bahwa dalam kondisi terburuk, populasi karang akan hilang pada tahun 2100 karena meningkatnya suhu dan pengasaman laut. Sebagaimana diketahui bahwa banyak spesies lain yang hidupnya bergantung pada terumbu karang.

5. Kepunahan spesies yang semakin meluas. Menurut penelitian yang dipublikasikan dalam majalah Nature, peningkatan suhu dapat menyebabkan kepunahan lebih dari satu juta spesies. Sampai saat ini hilangnya spesies semakin meluas dan daftar spesies yang terancam punah terus berkembang dan bertambah.

6. Kegagalan panen besar-besaran. Menurut penelitian terbaru, terdapat 90% kemungkinan bahwa 3 miliar orang di seluruh dunia harus memilih antara pergi bersama keluarganya ke tempat yang beriklim baik atau kelaparan akibat perubahan iklim dalam kurun waktu 100 tahun.

7.  Penipisan lapisan ozon. Lapisan ozon adalah salah satu lapisan atmosfer yang berada di dalam lapisan stratosfer, yaitu sekitar 17-25 km di atas permukaan Bumi. Lapisan inilah yang melindungi Bumi dari bahaya radiasi sinar ultra violet (UV). Berdasarkan pengamatan satelit, diketahui bahwa lapisan ozon secara berangsur-angsur mengalami penipisan sejak pertengahan tahun 1970.

E.    Usaha-usaha Menanggulangi Pemanasan Global

Penyebab terbesar pemanasan global adalah karbon dioksida (CO2) yang dilepaskan ketika bahan bakar fosil seperti minyak dan batu bara yang dibakar untuk menghasilkan energi. Besarnya penggunaan bahan bakar fosil untuk aktivitas manusia akan menyumbangkan peningkatan CO2 di udara.

Kerusakan lapisan ozon adalah salah satu contoh dampak dari aktivitas manusia yang mengganggu keseimbangan ekosistem dan biosfer. Kondisi tingginya gas polutan di udara menyebabkan terjadinya pemanasan global.

Beberapa usaha yang dapat dilakukan untuk menanggulangi pemanasan global, di antaranya sebagai berikut :

1. Menggunakan energi terbarukan dan mengurangi penggunaan batu bara, gasoline, kayu, dan bahan bakar organik lainnya.

2.   Meningkatkan efisiensi bahan bakar kendaraan.

3.   Mengurangi deforestation.

4. Mengurangi penggunaan produk-produk yang mengandung chlorofluorocarbons (CFCs) dengan menggunakan produk-produk yang ramah lingkungan.

5.   Mendukung dan turut serta pada kegiatan penghijauan.