Ilmu Teknik Mesin pada Masa Awal Mula Peradaban Manusia

Teknik mesin adalah sebuah ilmu yang menjadi dasar dari fondasi kehidupan manusia. semua ilmu pengetahuan saling bahu membahu membentu suatu hubungan yang tak terpisahkan dalam mewujudkan suatu fungsi utama. 

tapi saya penasaran akan sejarah awal mula dari teknik mesin itu sendiri, jadi mari kita cari tau tentang sejarah teknik mesin. 

dari sumber paling atas google yaitu, Wikipedia menyebutkan bahwa 

Dawn of civilization to early Antiquity

Engineering arose in early civilization as a general discipline for the creation of large scale structures such as irrigation, architecture, and military projects. Advances in food production through irrigation allowed a portion of the population to become specialists in Ancient Babylon. ( De Camp, Lyon Sprague (1963). The Ancient Engineers. Doubleday. pp. 20, 39, 59, 63–64, 104–106, 133–134, 149–150. ISBN 9780880294560. )

Dalam Buku The Ancient Engineers karya Lyon Sprague De Camp mengulas tentang pencapaian teknologi dan rekayasa pada masa peradaban kuno. Dan ini merupakan salah satu buku rujukan utama dalam pembahasan teknologi pada masa kuno.

Gambar L. Sprague de Camp dan Bukunya The Ancient Engineers. Sumber Wikipedia

Dalam The Ancient Engineers karya Lyon Sprague De Camp, teknik mesin diperkenalkan sebagai salah satu bidang yang sangat penting dalam perkembangan teknologi pada peradaban-peradaban kuno. De Camp menjelaskan bahwa meskipun istilah "teknik mesin" belum dikenal pada masa itu, konsep-konsep dasar dari teknik mesin, seperti penggerak, mesin sederhana, dan alat-alat mekanis, telah ada jauh sebelum revolusi industri

Penggunaan Mesin Sederhana

Di Peradaban maju pada masa lampau seperti Mesir dan Roma, telah mengembangkan mesin sederhana, seperti penggerak air, alat pengangkat, dan roda gigi. Mesin-mesin ini digunakan untuk mempercepat dan mempermudah tugas-tugas yang berat, seperti penggilingan gandum atau pengangkatan batu besar untuk membangun piramida.

Kincir Air

Ilustrasi Penggerak Air 

Penggerak air tertua yang diketahui berasal dari Mesopotamia pada abad ke-4 SM, berupa roda horizontal yang digerakkan oleh aliran air. Meski demikian, bukti arkeologis menunjukkan bahwa roda air pertama kali digunakan di Mesir Kuno sekitar abad ke-4 SM. Roda air ini digunakan untuk mengangkat air dari sungai Nil ke lahan pertanian, memanfaatkan tenaga aliran air untuk irigasi.

Gambar Rekonstruksi kincir air di ibu kota Tatar-Mongol kuno, Sarai Batu. Photo credit: rulandinfo.ru

Shaduf

Salah satu alat pengangkat air yang digunakan di Mesopotamia adalah shaduf. Alat ini terdiri dari sebuah tiang panjang yang dipasang pada poros, dengan ember di salah satu ujungnya dan pemberat di ujung lainnya. Dengan prinsip tuas, shaduf memungkinkan pengangkatan air dari sumur ke permukaan tanah untuk irigasi

Gambar Shaduf. Sumber : commons.wikimedia.org

Alat pengangkat

Derek Yunani (Greek Crane)

ilustrasi pena dan tinta dari sebuah kren Yunani kuno yang mengangkat balok batu besar. Ilustrasi ini menggambarkan cara kerja kren tersebut dengan seorang pekerja yang menggunakan winch, dikelilingi oleh arsitektur klasik dari zaman tersebut.

Derek Yunani adalah alat pengangkat yang menggunakan sistem katrol dan winch untuk mengangkat batu besar dalam pembangunan kuil dan bangunan lainnya. Kren ini memungkinkan pengangkatan beban berat dengan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan metode sebelumnya.

Crane Roda Romawi Abad Pertengahan

Derek Romawi (derek roda beroda), Sumber traveling-cook.com

Derek Romawi (derek roda beroda) yang hampir tidak berubah atau dimodifikasi akan digunakan hingga zaman modern dan dalam beberapa kasus hingga pertengahan abad ke-19 seperti di pelabuhan-pelabuhan Jerman. Beberapa masih berada di lokasi konstruksi aslinya hingga saat ini. Sebagai contoh, kita akan menyebutkan Katedral Strasbourg (Prancis) dan Gereja Beverley Minster (Inggris).

Crane di Gereja Beverley Minster (Inggris). Sumber traveling-cook.com

Crane Romawi

Derek pada masa Romawi sumber : engineeringdiscoveries.com

Bangsa Romawi mengembangkan berbagai jenis derek untuk mempermudah konstruksi bangunan besar. Beberapa jenis kren Romawi antara lain:

Tripastos

Gambar Tripastos. Sumber : viajes.elpais.com.uy

Tripastos: Derek sederhana dengan tiga katrol yang memungkinkan satu orang mengangkat beban hingga 150 kg.

Pentaspastos

Kiri ;Pentaspastos, derek konstruksi kuno, beroperasi  di Tambang Romawi. Foto: Vulkanpar GmbH 
Kanan ; Sistem Crane Pentaspastos . Sumber : commons.wikimedia.org

Pentaspastos: Derek dengan lima katrol yang meningkatkan kapasitas angkat.

Polyspastos

Polypastos. Sumber ; ToleDesign

Polyspastos: Derek canggih dengan hingga 15 katrol yang memungkinkan pengangkatan beban hingga 6.000 kg dengan hanya dua operator.

Rekayasa Mesin untuk Konstruksi

meskipun teknologi pada masa itu terbatas, orang-orang kuno telah mengembangkan teknik rekayasa yang canggih untuk konstruksi bangunan monumental. Teknik ini sering melibatkan penggunaan mesin sederhana yang didorong oleh tenaga manusia atau hewan, serta pemanfaatan prinsip-prinsip mekanika dasar.

Roda Gigi dan Penggerak

Roda Gigi dan Penggerak Tertua pada Masa Peradaban Awal merupakan salah satu penemuan penting dalam sejarah peradaban manusia, yang pertama kali digunakan pada masa peradaban awal untuk mengubah arah atau kecepatan gerak. Sejak zaman kuno, roda gigi telah diterapkan dalam berbagai alat dan mesin, berperan sebagai mekanisme penggerak yang efisien.

Penemuan roda gigi yang paling awal tercatat berasal dari peradaban Mesopotamia pada sekitar 3000 SM. Roda gigi ini terbuat dari kayu dan digunakan untuk menggerakkan alat-alat pertanian, seperti bajak atau pompa air. Konsep dasar dari roda gigi adalah dua roda yang saling terhubung dengan gigi yang saling mengunci, memungkinkan satu roda berputar dan menggerakkan roda lainnya. Roda gigi juga membantu mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan linier, memungkinkan efisiensi yang lebih besar dalam penggunaan energi.

Roda gigi dari reruntuhan Ctesiphon, Mesopotamia (Irak) Sumber ; bdgears.com 

Di Mesir kuno, roda gigi digunakan dalam mesin pengangkat batu untuk pembangunan piramida. Mesin ini menggunakan prinsip roda gigi untuk mengangkat batu berat ke tempat yang lebih tinggi dengan tenaga manusia atau hewan.

Selanjutnya, pada zaman Yunani dan Roma, roda gigi mulai diterapkan dalam berbagai alat teknik seperti kincir air dan alat pemutar untuk pertanian. Bahkan, ilmuwan Yunani kuno, seperti Archimedes, terkenal dengan penggunaan roda gigi dalam pengembangan mesin yang lebih kompleks, seperti alat pemutar dan penggerak untuk pengolahan minyak.

Atas : Kincir air Kuno : (a) di Braine-le-Château, Belgia, dan (b) di Niksar, Turki (foto oleh A.N. Angelakis). Sumber encyclopedia.pub

Bawah : Skema Transfer Tenaga bertenaga . Sumber : airen.wikipedia.org

Roda gigi juga digunakan dalam teknologi penggerak air, terutama untuk kincir air yang digunakan di peradaban Romawi untuk menggiling gandum. Inovasi ini memungkinkan penggunaan sumber daya alam, seperti air, untuk menggantikan tenaga manusia dalam proses produksi.

Secara keseluruhan, roda gigi adalah penemuan yang mendasari banyak inovasi teknis dan industrialisasi di masa depan. Dari penggilingan biji-bijian hingga penggerak mesin yang lebih kompleks, teknologi roda gigi menjadi simbol kemajuan peradaban awal dalam mengatasi tantangan mekanis dengan efisiensi yang lebih tinggi.

Penemuan sistem roda gigi sebagai inovasi besar dalam sejarah teknologi. Meskipun penemuan ini tidak dikenal di semua peradaban, beberapa seperti peradaban Yunani dan Romawi telah memanfaatkan roda gigi untuk menggerakkan mesin dan alat yang lebih kompleks.

Teknik Mesin untuk Infrastruktur

Teknologi yang digunakan oleh teknik mesin dalam membangun infrastruktur seperti jembatan, jalan raya, dan akuaduk di peradaban Romawi mencakup berbagai inovasi dan teknik yang luar biasa canggih pada masanya. Beberapa teknologi kunci yang digunakan antara lain:

Semen Romawi (Roman Concrete)

Romawi mengembangkan beton yang sangat tahan lama, yang disebut "opus caementicium". Beton ini terbuat dari campuran air, pasir, abu vulkanik, dan kapur. Beton ini digunakan untuk membangun struktur besar seperti jembatan, akuaduk, dan bangunan lainnya, memberikan kestabilan dan daya tahan yang luar biasa.

Gambar Semen Romawi Kuno
Kiri , Sumber : Architecture Hub. Kanan , Sumber : www.worldhistory.org

Sistem Akuaduk ( Aqueduc System )

Sistem Aqueduc berfungsi Untuk mengalirkan air ke kota-kota besar, Romawi membangun akuaduk menggunakan prinsip gravitasi. Struktur akuaduk dibangun dengan menggunakan batu besar dan beton, dilengkapi dengan lengkungan yang membantu mendistribusikan beban dan menjaga kestabilan. Akuaduk ini memanfaatkan saluran tertutup dan terbuka untuk mengalirkan air ke wilayah yang lebih tinggi.

Gambar Sistem distribusi air akuaduk.Romawi
Sumber. Kiri : crystalinks.com. Kanan : britannica.com

Lengkungan dan Kubah

Romawi sangat terampil dalam penggunaan lengkungan dan kubah dalam konstruksi mereka. Prinsip lengkungan digunakan pada jembatan dan bangunan besar, seperti Koloseum, untuk mendistribusikan beban secara merata, memungkinkan pembangunan struktur yang lebih besar dan lebih kuat.

Gambar Lengkungan dan Kubah Romawi kuno. Sumber : pxhere.com

Semua teknologi pada jaman lampau ini ini menjadi dasar dari perkembangan ilmu teknik mesin.