Mesin Ringkas

Mesin ringkas adalah peralatan mekanikal, yang memudahkan kita mengangkat atau menggerakkan beban, dengan mengubah arah pergerajkan atau meningkatkan nilai atau jarak daya yang dikenakan pada beban. Dalam ayat yang lebih mudah, mesin ringkas adalah alat yang membuatkan kerja kita menjadi senang,

Mesin ringkas menggunakan satu daya yang dikenakan untuk melakukan kerja ke atas satu beban. Beberapa mesin ringkas apabila digabungkan bersama untuk membentuk mesin kompleks, akan mengurangkan daya yang diperlukan untuk melakukan ‘kerja’ ke atas beban, seperti mengangkat atau menarik beban.

Mesin ringkas boleh dikelaskan kepada beberapa kategori :

• Tuas (‘Lever’)

• Takal (’Pulley’)

• Roda dan Gandar (’Wheel and Axle’)

• Satah Condong (’Inclined Plane’)

• Baji (’Wedge’)

• Skru (’Screw’)

• Gear (’Gear’)


Ketujuh – tujuh mesin ringkas ini tidak jauh beza antara satu sama lain. Takal, Roda dan gandar dan gear, sebagai contoh, termasuk dalam jenis tuas, baji dan skru adalah dalam jenis satah condong.

Tuas adalah mesin ringkas yang dibuat daripada sebatang kayu yang bebas bergerak pada satu titik tetap yang dipanggil fulkrum. Tuas terdiri daripada tiga bahagian, fulkrum (berbentuk segitiga), beban (lihat bentuk segiempat) dan sebatang rod (kayu panjang).



Kedudukan fulkrum akan menentukan jumlah daya yang diperlukan untuk mengangkat sesuatu objek.
Untuk mengangkat beban yang berat, kita perlu :
(a) meletakkan fulkrum paling dekat dengan beban,
(b) daya dikenakan sejauh mungkin dari fulkrum,
(c) gunakan kayu yang panjang, bukan kayu yang pendek.

Fulkrum diletakkan dekat dengan beban, sedikit daya diperlukan untuk menggerakkan beban.

Semakin berkurang / dekat jarak fulkrum dengan beban, semakin berkurang / sedikit daya yang diperlukan untuk menggerakkan beban.

Fulkrum diletakkan jauh dengan beban, lebih banyak daya diperlukan untuk menggerakkan beban.

Semakin bertambah / jauh jarak fulkrum dengan beban, semakin bertambah / banyak daya yang diperlukan untuk menggerakkan beban.

Kesimpulan:
Semakin (berkurang / dekat ; bertambah / jauh) jarak fulkrum dengan beban, semakin (mudah ; susah) kerja yang dilakukan.

Tuas digunakan, membolehkan daya yang besar pada jarak yang kecil pada satu hujung digerakkan oleh daya yang kecil pada jarak yang besar pada satu hujung yang satu lagi.

Tuas adalah mesin ringkas yang digunakan untuk mengangkat berat atau beban. Tuas membantu memudahkan kerja. Tuas membantu kita mengangkat atau menggerakkan objek dengan mudah. Tuas juga membantu kita membuat kerja – kerja berikut menjadi semakin mudah.
(a) Mengangkat objek
(b) Membuka penutup tin atau botol
(c) Menarik keluar paku

Tuas boleh dikelaskan kepada tiga kelas. Tuas kelas pertama, tuas kelas kedua dan tuas kelas ketiga. Ketiga – tiga kelas tuas ini dibezakan melalui bahagian mana antara fulkrum, daya dan beban yang berada di tengah – tengah sistem.

Tuas Kelas Pertama

Pada tuas kelas pertama fulkrum berada di tengah – tengah. Beban berada pada satu hujung dan daya di hujung yang satu lagi.


Satu contoh dalam kelas tuas ini ialah jongkang – jongkit. Beban ialah orang yang diangkat ke atas, dan daya ialah berat orang yang jatuh ke bawah. Fulkrum berada di tengah – tengah di antara mereka berdua.


Tukul kuku kambing jika digunakan untuk mengumpil keluar paku, ia juga merupakan tuas. Juga, apabila kita menggunakan sudu untuk membuka penutup bekas tin.


Contoh lain ialah seperti gunting, playar dan pengumpil.



Tuas Kelas Kedua

Tuas kelas kedua ialah apabila fulkrum berada pada satu hujung, daya menentang, beban berada di tengah – tengah, dan daya berada pada hujung yang satu lagi.


Satu contoh bagi tuas kelas kedua ialah kereta sorong.


Contoh lain ialah pembuka botol, pemotong kertas dan pemecah buah keras.



Tuas Kelas Ketiga

Tuas kelas ketiga ialah apabila fulkrum berada pada satu hujung, daya berada di tengah – tengah dan daya menentang, beban berada pada hujung yang satu lagi.


Contoh bagi Tuas kelas ketiga ini ialah joran memancing. Beban ialah ikan; hujung pemegang adalah fulkrum dan daya dikenakan pada bahagian tengah joran.

Contoh lain ialah pemegang ais, penyapu, tangan dan kayu pemukul besbol.


Kita ingat kembali. Tuas kelas pertama di tengah – tengahnya ialah fulkrum, tuas kelas kedua di tengah – tengahnya ialah beban dan tuas kelas ketiga ditengah – tengahnya ialah daya. Fulkrum, Beban, Daya, kita boleh buat kata nama TUas FAB BUKU DAYA; TU FAB BUKU DAYA untuk mengingatnya.

Takal ialah mesin ringkas yang terdiri daripada roda yang berputar pada gandar dan tali.

Contoh – contoh takal ialah tiang bendera, layar bot dan kren. Takal membolehkan kita menggerakkan objek ke atas, ke bawah dan susur tepi.

Takal terdiri daripada beberapa jenis seperti takal tetap atau takal yang ditempatkan pada sesuatu. Dengan takal tetap, anda mengubah arah pergerakan daya, tapi bukan pada daya yang diperlukan. Kemudian ada takal bergerak.

Apabila anda menggunakan takal bergerak yang mana jumlah daya yang diperlukan akan dikurangkan. Kadang kala apabila set –set takal, atau takal berganda atau disebut takal bergabung, digunakan untuk mengangkat objek – objek yang berat.

Roda dan gandar adalah mesin ringkas yang seterusnya. Gandar akan berputar apabila daya dikenakan pada roda. Kereta, wagon dan peluncur beroda adalah contoh roda dan gandar. Roda dan gandar menggerakkan objek dari satu tempat ke tempat yang lain.

Gear adalah mesin ringkas roda dan gandar yang diubahsuai. Gear merupakan mesin ringkas yang terdiri daripada roda yang mempunyai gigi atau bergerigi.

Contoh peralatan yang menggunakan mesin ringkas gear ialah basikal, pemukul telur dan jam tangan mekanikal.

Satah condong ialah mesin ringkas yang mempunyai permukaan rata yang lebih tinggi pada satu bahagian. Satah condong membantu kita menaikkan dan menurunkan sesuatu objek.

Satah condong tidak mempunyai bahagian yang bergerak. Ia mengurangkan daya yang diperlukan untuk menggerakkan objek dari satu ketinggian ke ketinggian yang lain. Ia menjauhkan jarak yang dilalui oleh sesuatu objek.

Beberapa contoh satah condong adalah penyendal pintu, tanjakan basikal, gelongsor, bukit, tangga escalator dan anak tangga.

Baji adalah juga mesin ringkas. Baji adalah mesin yang membantu untuk menolak dua objek berjauhan. Baji diperbuat kebanyakannya daripada dua satah condong. Pisau, kapak, garpu dan paku adalah contoh – contoh mesin ringkas baji.

Skru ialah mesin ringkas yang mana satah condong yang mengelilingi sebatang rod. Skru digunakan untuk menurunkan dan menaikkan objek dan memegang objek bersama. Beberapa contoh skru ialah pengapit, tangga berpilin, alat pemegang paip, penutup bekas dan bicu atau jek.

2 atau lebih mesin ringkas apabila bergabung untuk melaksanakan suatu kerja bersama dikenali sebagai mesin kompleks.

MESIN KOMPLEKS (‘Complex Machines’)

Dua atau lebih mesin ringkas yang berfungsi bersama membentuk mesin bergabung atau mesin kompleks.

Kelebihan melakukan kerja dengan bantuan mesin :
# Kehidupan harian menjadi lebih mudah
# Membantu melaksana kerja dengan lebih senang
# Membantu menyelesaikan kerja lebih cepat dan menjimatkan masa
# Membantu menyelesaikan masalah
# Membantu mengangkat objek yang sangat bera
# Membolehkan kita pergi ke suatu tempat ke tempat yang lain.


Contoh – contoh mesin kompleks ialah :
# Basikal (‘bicycle’)
# Kereta sorong (‘wheelbarrow’)
# Gunting (‘scissors’)
# Pemukul telur (‘egg beater’)
# Pengasah pensil (‘pencil sharpener’)
# Joran pancing (‘fishing rod’)
# Kren (‘Crane’)
# Jam mekanikal (‘Mechanical watch’)
# Penebuk lubang tangan(‘Hand drill’)

Basikal

Basikal adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas roda dan gandar, gear, tuas dan skru.


Kereta sorong (‘Wheelbarrow’)

Kereta sorong adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas roda dan gandar, tuas dan satah condong.


Gunting (‘Scissors’)

Gunting adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas baji dan tuas.


Pemukul telur

Pemukul telur adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas roda dan gandar, tuas dan gear.

Pengasah pensil

Pengasah pensil adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas baji dan roda dan gandar.


Joran pancing (‘Fishing rod’)

Joran pancing adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas tuas dan roda dan gandar.


Kren

Kren adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas tuas, takal dan gear.


Jam mekanikal (‘Mechanical watch’)

Jam mekanikal adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas gear, skru dan roda dan gandar.


Penebuk lubang tangan (‘Hand drill’)

Penebuk lubang tangan adalah mesin kompleks yang terdiri daripada mesin ringkas skru, baji dan roda dan gandar.