Handout
Handout
Handout
Halaman Judul................................................................................................... i
Peta Konsep....................................................................................................... iv
A. Usaha........................................................................................................... 5
B. Pesawat Sederhana.................................................................................. 6
a. Pengungkit.............................................................................................. 6
b. Roda Berporos....................................................................................... 9
d. Katrol...................................................................................................... 13
Manusia................................................................................................... 16
Daftar Pustaka................................................................................................. 19
Gaya
Katrol Katrol tetap
melibatkan
Katrol bebas
jenisnya
Perpindahan
berkaitan dengan
Katrol Majemuk
Daya
Roda Berporos
Bidang Miring
diterapkan pada
Pengungkit Sistem Gerak pada
Manusia
A. USAHA
Pernahkah kalian mengikuti lomba Tarik tambang? Siapakah yang menang diantara kalian?
Jika ada yang menang maka usaha yang dilakukan berhasil. Namun bagaimana bila tidak
adda yang menang diantara kedua belah pihak? Itu berarti usaha yang kalian lakukan sia-
sia. Usaha yang kalian lakukan bernilai nol. Mengapa demikian?
Ketika kamu mendorong atau menarik suatu benda, berarti kamu telah memberikan
gaya pada benda tersebut. Oleh karena itu, usaha sangat dipengaruhi oleh dorongan atau tarikan
(gaya). Menurut informasi tersebut, jika setelah didorong benda itu tidak berpindah, maka gaya
yang kamu beri tidak ada usahanya. Dengan kata lain, usaha juga dipengaruhi oleh
perpindahan, sehingga dapat disimpulkan bahwa usaha dihasilkan oleh gaya yang dikerjakan
pada suatu benda sehingga benda itu berpindah tempat.
Bagaimanakah ketika kamu mendorong dinding kelasmu? Apakah dinding berpindah
tempat? Walaupun kamu telah sekuat tenaga mendorongnya, tetapi dinding tetap ditempatnya.
5 Balok
Apabila gayabermassa 3 kgdengan
disimbolkan dipindahkan
F dan dengan gaya dengan s, secara matematis usaha
perpindahan
sebesar 50 N sehingga berpindah sejauh 3m
dituliskan dalam persamaan berikut.
W = F. s
Agar kamu lebih memahami konsep dan penerapan rumus usaha, ayo pahami pertanyaan
Ani mendorong rak dengan gaya sebesar 150 N sehingga rak tersebut berpindah sejauh 10 m,
sedangkan Ana mendorong rak lainnya yang sama massa dan ukurannya dengan gaya sebesar
350N serak tersebut berpindah sejauh 40 m. Berapakah besar usaha yang dilakukan oleh Ani
dan Ana?
Diket:
Fani = 100 N Δs ani = 10 m
Fana = 400 N Δ s ana = 40 m
Dit: Wani dan Wana
Jawab:
W= F. Δ s
Wani =150 N . 10 m = 1500 J
Wana = 350 N. 40 m = 14000 J
Jadi, besar usaha yang dilakukan oleh gaya dorong Ani adalah 1500 J dan besar usaha yang
dilakukan oleh gaya dorong Ana adalah 14000 J.
Berdasarkan “Ayo, Kita Pahami”, bagaimana dengan laju energi yang dikeluarkan oleh Ani
dan Ana, siapakah diantara keduanya yang mengeluarkan energi atau usaha paling banyak
untuk memindahkan rak? Usaha yang dilakukan tiap satuan waktu disebut sebagai Daya (P),
sehingga secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.
𝑊
P=
𝑡
1.500 𝐽
P= = 150 watt
10 𝑠
14.000 𝐽
P= = 350 watt
40 𝑠
Jadi, daya yang dikeluarkan Ani adalah sebesar 100 Watt dan Ana adalah sebesar 350
Watt.
1. Sebuah meja didorong dengan sebuah gaya sebesar 200 N dan bergeser sejauh
2,5 m.
2. Berapakah besar usaha yang dilakukan?Seorang anak melakukan usaha sebesar
750 J untuk memindahkan balok selama 5 menit. Berapakah daya anak
tersebut?
Saat belajar di rumah tiba-tiba pensilmu patah, lalu kamu langsung mengambil
peruncing pensil, saat ingin membuka bungkus makanan kamu menggunakan gunting dan
juga saat ingin memotong kuku kamu menggunakan pemotong kuku. Perucing pensil,
gunting dan pemotong kuku merupakan beberapa contoh dari alat yang memudahkan
pekerjaan kita.
Pesawat sederhana ada beberapa jenis. Tuas atau pengungkit, katrol, bidang miring,
serta roda dan poros merupakan beberapa jenis pesawat sederhana yang sering digunakan
sehari-hari. Berikut ini akan kita pelajari satu per satu.
a. Pengungkit
Pernahkah anda melihat seseorang ingin memindahkan sebuah batu yang besar?. Untuk
memindahkan batu tersebut mereka sering menggunakan tongkat dari kayu yang kuat atau
linggis dari besi dan sebuah batu kecil. Orang tersebut meletakkan salah satu ujung tongkat
kayu di bawah batu kemudian meletakkan batu kecil di bawah tongkat kayu. Tongkat kayu
tersebut berfungsi sebagai pengungkit dan batu kecil berfungsi sebagai titik tumpu.
Orang tersebut kemudian menekan ujung tongkat kayu yang paling jauh dari batu.
Tekanan yang diberikan akan menyebabkan tongkat kayu bergerak. Pergerakan ujung
tongkat kayu yang ditekan menyebabkan pergerakan kecil pada ujung tongkat kayu yang
dekat dengan batu. Meskipun pergerakan yang terjadi sangat kecil, namun pergerakan ini
membuat gaya tekan menjadi lebih besar. Pertambahan gaya yang terjadi akan mampu
dengan:
KM= keuntungan mekanis
FB= gaya beban
FK= gaya kuasa
LK= lengan kuasa
LB= lengan beban
Contoh : gerobak beroda satu, alat pemotong kertas, dan alat pemecah kemiri, pembuka
tutup botol.
Gambar 1.10 Pinset Gambar 1.11 Penjepit roti Gambar 1.12 Stepler
1. Sebuah pengungkit dengan panjang 3 m digunakan untuk mengangkat batu yang beratnya
2.000 N. Jika panjang lengan kuasa 2,5 m, hitunglah:
a. gaya kuasa yang harus diberikan untuk mengangkat batu;
b. keuntungan mekanis tuas.
Penyelesaian:
Diketahui: l = 3 m
lb = (3 m – 2,5 m) = 0,5 m
Fb = 2.000 N
lk = 2,5 m
Ditanya: a. gaya kuasa
b. keuntungan mekanis
Jawab: a. FK lK = FBlB
𝐹𝐵 𝑙𝐵
FK=
𝑙𝐾
ሺ2.000𝑁ሻሺ0,5 𝑚ሻ
FK =
2,5 𝑚
FK = 400N
b. Keuntungan Mekanis:
𝐹𝐵
KM =
𝐹𝐾
2.000 𝑁
KM = =5
400 𝑁
poros
roda roda
A B
𝐽𝑎𝑟𝑖−𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑟𝑜𝑑𝑎
KM= 𝑗𝑎𝑟𝑖−𝑗𝑎𝑟𝑖 𝑝𝑜𝑟𝑜𝑠
poros roda
c. Bidang Miring
Gambar 1.15 Menaikkan karung tanpa Gambar 1.16 Menaikkan karung dengan
bidang miring bidang miring
Ketika di pasar, mungkin kamu pernah melihat orang yang sedang menaikkan muatan ke atas
sebuah truk. Pesawat sederhana apakah yang mereka gunakan? Bidang miring merupakan alat yang
sangat efektif untuk memudahkan kerja yakni dengan memasang papa n dalam posisi miring
selanjutnya digunakan untuk menaikkan benda atau muatan. Pada bidang miring, kerja yang
dilakukan bertujuan melawan gaya gravitasi, karena mengangkat sebuah beban dari tempat
yang lebih rendah ke tempat yang lebih tinggi.
Keuntungan mekanis bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring
dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar
keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan. Keuntungan
mekanis bidang miring adalah perbandingan panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).
2) Baji
Baji adalah bidang miring dengan satu atau dua sisi miring.
Baji merupakan bidang miring yang bergerak, terbuat dari
bahan keras, misalnya besi atau baja, digunakan untuk
membelah kayu, membelah batu, atau benda keras lainnya.
Semakin tipis bentuk baji, semakin mudah kerja yang
dilakukan. Contohnya berupa pisau, kapak, pahat dan lain-
lain.
d. Katrol
Fk = Fb
Keuntungan mekanis yang dihasilakan pada katrol bebas sebesar 2 yang berarti bahwa
untuk mengangkat beban dengan katrol bebas hanya memerlukan gaya sebesar setengah
gaya yang diperlukan pada katrol tetap.
3) Katrol Majemuk atau Ganda
𝐾𝑀 = 𝑥 atau 𝐾m = 2n
Gambar 1.23 Katrol
Majemuk
Contoh pemanfaatan sistem katrol diantaranya alat pengangkat mobil pada mobil derek,
chain hoist (alat untuk mengangkat mesin mibil dari bodi mobil), hingga crane.
Berikut ini adalah berbagai kedudukan jenis-jenis katrol, diantaranya katrol tetap, katrol
bergerak atau bebas dan katrol majemuk atau katrol ganda.
1. Sebuah benda seberat 100 N digantungkan pada katrol ganda dengan jumlah katrol
yang bergerak 2 buah. Berapakah keuntungan mekanisnya?
Penyelesaian:
Diketahui:
w = 100 N
n=2
Ditanyakan: Km= . . .?
Jawab:
Km = 2n
Km = 2 × 2
Km = 4
Jadi, keuntungan mekanis yang dihasilkan oleh katrol ganda tersebut adalah 4.
Prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana juga terdapat dalam tubuh manusia, dalam
hal ini adalah tuas. Prinsip-prinsip kerja tuas yang dilibatkan pada aktivitas manusia
meliputi hampir semua tulang dan setiap sendi yang berperan sebagai titik tumpu . Leher,
dagu, lengan dan kaki merupakan bagian kerangka yang mudah untuk menunjukkan kerja
tuas.
bersama-sama pada saat kita melakukan suatu gerakan. Misalnya pada saat kita sedang
membaca buku, kemudian sedikit melakukan relaksasi dengan menggerakkan atau
menjatuhkan kepala ke depan secara perlahan. Kepala yang terjatuh tertunduk ke depan
ketika leher dalam keadaan rileks karena kepala dan leher seperti tuas dengan titik tumpu
pada puncak leher. Otot leher memberikan gaya yang menarik kembali kepala. Pada saat
rileks atau kepala tertunduk, pada kepala bekerja gaya gravitasi. Beberapa bagian tubuh
manusia yang menunjukkan adanya kerja tuas sebagai berikut:
Daftar Pustaka
Rinie Pratiwi P, dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan Alam:
Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah Kelas VIII Edisi 4/.
Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional
Saeful Karim, dkk. 2008. Belajar IPA: membuka cakrawala alam sekitar 2 untuk kelas VIII/
SMP/MTs. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Siti Zubaidah, dkk. Buku Guru IPA Kelas VIII . 2016. Jakarta: Kemendikbud
Siti Zubaidah, dkk. 2016. Ilmu Pengetahuan Alam Kelas VIII SMP/ MTs. Jakarta:
Kemendikbud.