prinsippesawat sederhana dalam gerak manusia. Selain pada peralatan yang biasa kamu gunakan pada kehidupan sehari-hari tersebut, prinsip pesawat sederhana juga ada yang berlaku pada struktur otot dan rangka manusia. Pada saat mengangkat barbel telapak tangan yang menggenggam barbel berperan sebagai gaya beban, titik tumpu berada pada siku Alatalat dalam kehidupan yang mengikuti prinsip pesawat sederhana terdiri atas katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit. 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. Prinsipkerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia Prinsip kerja ketiganya seperti sebuah pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh. at July 26, 2018. Vay Tiền Trả Góp 24 Tháng. Manusia memiliki kemampuan untuk bergerak dan melakukan aktivitas. Seperti berjalan, berlari dan menari. Kemampuan melakukan gerakan tubuh pada manusia didukung adanya system gerak. System gerak merupakan hasil kerja sama antar organ system gerak, seperti rangka tulang, persendian, dan otot. Fungsi rangka tulang adalah sebagai alat geak pasif, yang hanya dapat bergerak apabila dibantu oleh otot. Fungsi persendian adalah menghubungkan antar tulang yang satu dengan tulang yang lainnya. Fungsi otot adalah sebagai alat gerak aktif,yang dapat menggerakkan tulang dan organ lainnya sehingga terjadi suat gerakan. sumber gambar Dok. KemdikbudMendongakkan kepalaSelain pada peralatan yang biasa kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, prinsip pesawat sederhana juga ada yang berlaku pada struktur otot dan rangka manusia. Pada saat mendongakkan kepala, jika dianalogikan dengan pesawat sederhana, maka dagu merupakan posisi beban, leher merupakan titik tumpu, dan otot leher bagian belakang merupaka titik kuasa. Oleh karena posisi titik tumpu berada di antara beban dan titik kuasa, sistem ini merupakan pengungkit jenis pertama. Contoh lain, pada saat mengangkat barbel beban dengan tangan, telapak tanga yang menggenggam barbel berperan sebagai gaya beban, titik tumpu berada pada siku sendi di antara lengan atas dan lengan bawah, dan titik kuasa adalah lengan bawah. Oleh karena titik tumpu berada di antara lengan beban dan kuasa, system ini disebut sebagai pesawat sederhana pengungkit jenis ketiga.a Seseorang mengangkat barbel, b posisi lengan kuasa, lengan beban, dan penumpu pada tangan saat mengangkat barbel Selain pada kegiatan mendongakkan kepala, mengangkat barbel, jinjit, berdiri, dan menunduk, prinsip pengungkit juga dapat digunakan untuk menganalisis gerak tubuh pada saat bermain bulu tangkis seperti pada gambar berikut. 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 = 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 ! DiketahuiJawab Diketahui W = 680 joule F = 40 Newton Ditanyakan S?W = S =W =680 = 17 meter F40 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 = Daya Watt 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! DiketahuiJawab Diketahui W = = 450 x 3 = joule t = 6 detik sekon Ditanyakan P? P =W t P = 225 watt 6 Jenis Pesawat Sederhana Manfaat dari pesawat sederhana adalah untuk mempermudah pekerjaan manusia. Alat-alat yang dapat membantu manusia melakukan suatu usaha disebut pesawat sederhana. Ada beberapa jenis pesawat sederhana yang sering digunakan dalam sehari-hari, misalnya katrol, roda berporos, bidang miring, pengungkit tuas. Berikut ini akan disebutkan beberapa jenis pesawat sederhana yang ada di sekitarmu. Selain itu, akan dijelaskan pula keuntungan mekanik dari penggunaan pesawat sederhana. Akan tetapi, tidak semua pesawat sederhana dapat menggandakan gaya. Keuntungan mekanik KM adalah bilangan yang menunjukkan berapa kali pesawat menggandakan gaya. a. Katrol Katrol adalah Sebuah roda yang sekelilingnya diberi tali dan dipakai untuk mempermudah pekerjaan manusia. Berdasarkan jumlah katrol yang digunakan, pesawat sederhana dibedakan menjadi sistem katrol tunggal, sistem katrol ganda, dan sistem katrol banyak majemuk/takal. Katrol Tetap Saat mengambil air dari sumur menggunakan timba, jika tali yang terhubung pada katrol ditarik ke bawah, maka secara otomatis timba berisi air akan terkerek ke atas. Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1. Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa atau dengan kata lain gaya kuasa sama dengan gaya beban. KM = W= Lk= 1 FLb Katrol Bebas Tunggal Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya beban. Katrol jenis ini biasanya ditemukan di pelabuhan yang digunakan untuk mengangkat peti kemas. Keuntungan mekanik dari katrol bebas lebih besar dari 1. Pada kenyataannya nilai keuntungan mekanik dari katrol bebas tunggal adalah 2. Hal ini berarti bahwa gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban 2 N. KM = W= Lk= 2 FLb Katrol Gabungan/Majemuk Agar gaya kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil, maka diperlukan katrol majemuk. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanik dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban. KM = W= Lk= n jumlah katrol FLb b. Roda Berporos Roda berporos adalah pesawat sederhana yang memiliki dua roda dengan ukuran berbeda yang berputar bersamaan. Gear pada sepeda adalah salah satu contoh pesawat sederhana yang tergolong roda berporos. Gaya kuasa biasanya bekerja pada roda yang besar, gaya beban bekerja pada roda yang lebih kecil. Roda berporos memiliki fungsi untuk mempercepat gaya. Selain gear sepeda, contoh penerapan pesawat sederhana jenis roda berporos adalah kursi roda, mobil, dan sepatu roda. c. Bidang Miring Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Contoh dari bidang miring selain tangga adalah sekrup dan pisau. Keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan membagi jarak kuasa dengan jarak beban. Jika tinggi bidang miring h, panjang bidang miring l, berat benda yang dinaikkan melalui bidang miring, dan gaya yang digunakan untuk memindahkan benda itu sebesar F maka keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut. KM = Gaya beban Gaya kuasa KM = Panjang Bidang Miring= l Ketinggianh d. Pengungkit Tuas Pengungkit yaitu pesawat sederhana yang dibuat dari sebatang benda yang keras seperti balok kayu, batang bambu, atau batang logam yang digunakan untuk mengangkat atau mencongkel benda. Contoh alat-alat yang merupakan pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkatjungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya. Tuas berfungsi sebagai alat pembesar gaya sehingga keuntungan menggunakan tuas adalah gaya yang dihasilkan lebih besar daripada gaya yang dikeluarkan. Besarnya gaya yang dihasilkan bergantung pada panjang lengan gaya dan panjang lengan beban. Makin besar perbandingannya, makin besar pula gaya ungkit yang dihasilkan. Cara menghitung keuntungan mekaniknya dengan membagi panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa. Panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban. Perbandingan beban yang diangkat dan kuasa yang dilakukan disebut keuntungan mekanis, dirumuskan sebagai berikut Apabila Fb x Lb = Fk x Lk, maka KM = keuntungan mekanis Fb = gaya beban Fk = gaya kuasa Lk = lengan kuasa Lb = lengan beban Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Otot dan Rangka Manusia Otot dan rangka bekerja bersama-sama pada saat seseorang melakukan gerakan. Hal ini seperti setiap bagian yang terdapat pada sepeda akan bekerja bersama-sama ketika sepeda tersebut bergerak. Pada saat melakukan suatu aktivitas, otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama. Prinsip kerja ketiganya seperti sebuah pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh. 90 Kelas VIII SMPMTs Semester 1 2. Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Sistem Gerak Manusia Selain pada peralatan yang biasa kamu gunakan pada kehidupan sehari-hari tersebut, prinsip pesawat sederhana juga ada yang berlaku pada struktur otot dan rangka manusia. Pada saat mengangkat barbel telapak tangan yang menggenggam barbel berperan sebagai gaya beban, titik tumpu berada pada siku sendi di antara lengan atas dan lengan bawah, dan kuasanya adalah lengan bawah. Titik tumpu berada di antara lengan beban dan kuasa, oleh karena itu lengan disebut sebagai pesawat sederhana pengungkit jenis ketiga. Le ng an be ba n Le ng an ku as a Otot bisep Tulang hasta Beban Kuasa Penumpu Otot bisep Beban Penumpu Len gan beba n Kuasa Len gan kua sa a b Sumber Gambar a Seseorang Mengangkat Barbel, b Posisi Lengan Kuasa, Lengan Beban, dan Penumpu pada Tangan Saat Mengangkat Barbel Ayo, Kita Diskusikan Dengan menggunakan prinsip kerja pesawat sederhana, coba kamu tuliskan penjelasan untuk contoh kasus 1 dan kasus 2 penerapan prinsip pesawat sederhana pada struktur otot dan rangka manusia saat melakukan suatu aktivitas 91 Ilmu Pengetahuan Alam Keterangan K titik kuasa P titik tumpu B titik beban P B K P B K Kasus 1 Menengadahkan Kepala Kasus 2 Kaki Jinjit Sumber Tortora Derricson, 2008 Gambar Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Kegiatan Tubuh Manusia Selain pada kegiatan mengangkat barbel, jinjit, berdiri, dan menunduk, prinsip pengungkit juga dapat digunakan untuk menganalisis pola gerak tubuh pada saat bermain bulutangkis seperti pada Gambar 92 Kelas VIII SMPMTs Semester 1 PENGUNGKIT JENIS I Titik tumpu berada di antara kuasa beban. Hal ini terjadi ketika pemain bulutangkis menggunakan otot leher untuk menengadahkan kepalanya PENGUNGKIT JENIS II Beban berada di antara titik tumpu dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika otot betis pemain bulutangkis mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kakinya PENGUNGKIT JENIS III Kuasa terletak di antara titik tumpu dan beban. Kondisi ini terjadi ketika pemain bulutangkis menegangkan otot lengan dan bahu Sumber Dok. Kemdikbud Gambar Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Saat Bermain Bulutangkis 93 Ilmu Pengetahuan Alam Ayo, Kita Renungkan Konsep usaha, daya, dan pesawat sederhana hanyalah sebagian kecil ilmu Tuhan yang dapat digunakan untuk menjelaskan bagaimana sistem kerja benda-benda yang ada. Berkat ilmu tersebut kita juga dapat memahami bagaimana cara kerja anggota gerak manusia yang sangat efektif. Tulang sebagai alat gerak aktif bagaikan pengungkit yang digerakkan secara harmonis oleh gaya otot. Gerakan-gerakan pengungkit tersebut sangat eisien dengan keuntungan mekanis tertentu sehingga mampu memperkecil energi yang harus dikeluarkan oleh tubuh. Tuhan mengatakan bahwa jika air lautan adalah tinta, maka kamu takkan pernah cukup menggunakannya untuk menuliskan seluruh ilmu-Nya. Maka teruslah belajar dan tetaplah rendah hati. Pernahkah kamu membayangkan bagaimana istimewanya ciptaan Tuhan yang satu ini? Sudahkah kamu mensyukuri segala ciptaan Tuhan termasuk dengan adanya pesawat sederhana? Coba jawablah beberapa pertanyaan yang terdapat pada Tabel Tabel Pertanyaan untuk Releksi Terkait Usaha dan Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari No Pertanyaan Ya Tidak 1 Apakah kamu menggunakan gunting atau pisau saat memotong sesuatu secara berhati-hati? 2 Apakah kamu membuka tutup botol dengan pembuka tutup botol secara berhati-hati? 3 Apakah kamu menaikkan bendera pada tiang dengan menggunakan katrol? 4 Apakah kamu membawa barang belanjaan dengan kereta dorong? 5 Apakah kamu bersyukur dengan adanya pesawat sederhana? Coba kamu hitung, berapa total skormu dengan ketentuan ƒ Jawaban “ya” mendapat skor 2 dua ƒ Jawaban “tidak” mendapat skor 0 nol 94 Kelas VIII SMPMTs Semester 1 Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut. ƒ Skor 0 - 3 berarti kamu belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik ƒ Skor 4 - 6 berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik ƒ Skor 7 - 10 berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan sangat baik Untuk kamu yang belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik, sebaiknya kamu terus berusaha untuk meningkatkan motivasimu dalam belajar terkait konsep usaha dan pesawat sederhana. 95 Ilmu Pengetahuan Alam Info Tokoh 1136-1206 M 287-212 SM Al Khazini Menjelaskan sifat pengungkit atau tuas Archimedes Penemu katrol, pengungkit, dan sekrup Al Jazari Menciptakan robot yang memnfaatkan prinsip roda berporos dan tuas 12 M Hero of Alexandrius Menjelaskan cara pembuatan dan penggunaan pesawat sederhana katrol, baji, kerekan, pengungkit 10-70 SM Robert Hinchlife Penemu gunting modern 1761 M King Camp Gillette Penemu pisau cukur 1855-1932 M Sylvan Nathan Goldman Penemu trolley 1898-1984 M 96 Kelas VIII SMPMTs Semester 1 Rangkuman 1. Usaha adalah besarnya energi yang digunakan gaya untuk memindahkan suatu benda. 2. Besarnya usaha W ditentukan oleh besar gaya yang diberikan pada benda F dan besar perpindahannya Δs. 3. Pesawat sederhana adalah alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. 4. Keuntungan mekanis KM adalah bilangan yang menunjukkan berapa kali pesawat menggandakan gaya. 5. Jenis-jenis pesawat sederhana ada empat, yaitu katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit. 6. Katrol terdiri atas katrol tetap dan katrol bebas. Katrol tetap berfungsi untuk mengubah arah gaya. Pada katrol tetap tunggal, gaya kuasa yang digunakan untuk menarik beban sama dengan gaya beban. Keuntungan mekanis katrol tetap sama dengan 1. Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi lebih kecil daripada gaya beban. 7. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. 8. Keuntungan mekanis dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban. 9. Beberapa benda yang menerapkan prinsip roda berporos di antaranya roda sepeda, kursi roda, mobil, dan sepatu roda. 10. Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memperkecil gaya kuasa. 11. Beberapa benda yang menerapkan prinsip bidang miring di antaranya tangga, sekrup, dan pisau. 97 Ilmu Pengetahuan Alam 12. Pengungkit terdiri atas tiga jenis, yaitu jenis pertama yang titik tumpunya terletak di antara beban dan kuasa, jenis kedua yang titik bebannya ada di antara kuasa dan tumpu, serta jenis ketiga yang titik kuasanya ada di antara beban dan tumpu. 13. Beberapa benda yang menerapkan prinsip pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkat-jungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya. 14. Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara mengganda- kan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. 15. Koordinasi otot dan tulang memiliki kesesuaian dengan prinsip pesawat sederhana. 16. Lengan merupakan salah satu organ yang menerapkan prinsip pesawat sederhana yaitu merupakan pengungkit jenis ketiga. 17. Alat-alat dalam kehidupan yang mengikuti prinsip pesawat sederhana terdiri atas katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit. 98 Kelas VIII SMPMTs Semester 1 Bagan Konsep jenisnya Usaha dan Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari Usaha Pesawat Sederhana W = F ∙ Δs Daya Gaya Katrol Perpindahan Roda Berporos Pengungkit Bidang Miring Sistem Gerak Manusia Katrol Bebas Katrol Tetap Katrol Majemuk Pengungkit Jenis I Pengungkit Jenis II Pengungkit Jenis III d it er a p k a n p a d a je n is n y a je n is n y a meliputi m el iba tk a n be rk a it a n d en g a n = P W t 99 Ilmu Pengetahuan Alam Uji Kompetensi A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat 1. Perhatikan pernyataan berikut ini. 1 Edo mendorong meja dengan gaya sebesar 30 N sehingga meja berpindah sejauh 2 m. 2 Seekor kuda menarik delman dengan gaya sebesar N sehingga delman berpindah sejauh 15 m. 3 Sebuah mobil menghantam sebuah pohon dengan gaya N sehingga pohon tumbang di tempat. Pernyataan di atas yang merupakan contoh usaha dalam IPA adalah …. A. 1 dan 2 B. 2 dan 3 C. 3 dan 1 D. 1, 2, dan 3 2. Dayu menarik sebuah gerobak berisi pasir dengan gaya sebesar 500 N sehingga gerobak tersebut berpindah sejauh 10 m. Berdasarkan pernyataan tersebut, besar usaha yang dilakukan Dayu adalah … J. A. 5 B. 50 C. 500 D. 3. Jarak yang ditempuh oleh mobil saat melaju dengan usaha sebesar J dan gaya sebesar 500 N adalah … m. A. 3 B. 30 C. 25 D. 250 4. Besar daya yang dilakukan oleh seekor sapi yang menarik gerobak dengan gaya N sehingga gerobak tersebut dapat berpindah sejauh 10 m dalam waktu 35 detik adalah … watt. A. B. Selain pada peralatan yang biasa kamu gunakan pada kehidupan sehari-hari tersebut, prinsip pesawat sederhana juga ada yang berlaku pada struktur otot dan rangka manusia. Pada saat mengangkatbarbel telapak tangan yang menggenggam barbel berperan sebagai gaya beban, titik tumpu berada pada siku sendi di antara lengan atas dan lengan bawah, dan kuasanya adalah lengan bawah. Titik tumpu berada di antara lengan beban dan kuasa, oleh karena itu lengan disebut sebagai pesawat sederhana pengungkit jenis ketiga. Leng an be ban Leng an ku asa Otot bisep Tulang hasta Beban Kuasa Penumpu Otot bisep Beban Penumpu Lengan beban Kuasa Lengan kuasa a b Sumber Gambar a Seseorang Mengangkat Barbel, b Posisi Lengan Kuasa, Lengan Beban, dan Penumpu pada Tangan Saat Mengangkat Barbel Ayo, Kita Diskusikan Dengan menggunakan prinsip kerja pesawat sederhana, coba kamu tuliskan penjelasan untuk contoh kasus 1 dan kasus 2 penerapan prinsip pesawat sederhana pada struktur otot dan rangka manusia saat melakukan suatu aktivitas! Keterangan K titik kuasa P titik tumpu B titik beban P B K P B K Kasus 1 Menengadahkan Kepala Kasus 2 Kaki Jinjit Sumber Tortora & Derricson, 2008 Gambar Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Kegiatan Tubuh Manusia Selain pada kegiatan mengangkat barbel, jinjit, berdiri, dan menunduk, prinsip pengungkit juga dapat digunakan untuk menganalisis pola gerak tubuh pada saat bermain bulutangkis seperti pada Gambar PENGUNGKIT JENIS I Titik tumpu berada di antara kuasa beban. Hal ini terjadi ketika pemain bulutangkis menggunakan otot leher untuk menengadahkan kepalanya PENGUNGKIT JENIS II Beban berada di antara titik tumpu dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika otot betis pemain bulutangkis mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kakinya PENGUNGKIT JENIS III Kuasa terletak di antara titik tumpu dan beban. Kondisi ini terjadi ketika pemain bulutangkis menegangkan otot lengan dan bahu Sumber Dok. Kemdikbud Ayo, Kita Renungkan Konsep usaha, daya, dan pesawat sederhana hanyalah sebagian kecil ilmu Tuhan yang dapat digunakan untuk menjelaskan bagaimana sistem kerja benda-benda yang ada. Berkat ilmu tersebut kita juga dapat memahami bagaimana cara kerja anggota gerak manusia yang sangat efektif. Tulang sebagai alat gerak aktif bagaikan pengungkit yang digerakkan secara harmonis oleh gaya otot. Gerakan-gerakan pengungkit tersebut sangat eisien dengan keuntungan mekanis tertentu sehingga mampu memperkecil energi yang harus dikeluarkan oleh tubuh. Tuhan mengatakan bahwa jika air lautan adalah tinta, maka kamu takkan pernah cukup menggunakannya untuk menuliskan seluruh ilmu-Nya. Maka teruslah belajar dan tetaplah rendah hati. Pernahkah kamu membayangkan bagaimana istimewanya ciptaan Tuhan yang satu ini? Sudahkah kamu mensyukuri segala ciptaan Tuhan termasuk dengan adanya pesawat sederhana? Coba jawablah beberapa pertanyaan yang terdapat pada Tabel Tabel Pertanyaan untuk Releksi Terkait Usaha dan Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari No Pertanyaan Ya Tidak 1 Apakah kamu menggunakan gunting atau pisau saat memotong sesuatu secara berhati-hati? 2 Apakah kamu membuka tutup botol dengan pembuka tutup botol secara berhati-hati? 3 Apakah kamu menaikkan bendera pada tiang dengan menggunakan katrol? 4 Apakah kamu membawa barang belanjaan dengan kereta dorong? 5 Apakah kamu bersyukur dengan adanya pesawat sederhana? Coba kamu hitung, berapa total skormu dengan ketentuan ƒ Jawaban “ya” mendapat skor 2 dua Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut. ƒ Skor 0 - 3 berarti kamu belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik ƒ Skor 4 - 6 berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik ƒ Skor 7 - 10 berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan sangat baik Untuk kamu yang belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik, sebaiknya kamu terus berusaha untuk meningkatkan motivasimu dalam belajar terkait konsep usaha dan pesawat sederhana. Info Tokoh 1136-1206 M 287-212 SM Al Khazini Menjelaskan sifat pengungkit atau tuas Archimedes Penemu katrol, pengungkit, dan sekrup Al Jazari Menciptakan robot yang memnfaatkan prinsip roda berporos dan tuas 12 M Hero of Alexandrius Menjelaskan cara pembuatan dan penggunaan pesawat sederhana katrol, baji, kerekan, pengungkit 10-70 SM Robert Hinchlife Penemu gunting modern 1761 M King Camp Gillette Penemu pisau cukur 1855-1932 M Sylvan Nathan Goldman Penemu trolley 1898-1984 M Rangkuman 1. Usaha adalah besarnya energi yang digunakan gaya untuk memindahkan suatu benda. 2. Besarnya usaha W ditentukan oleh besar gaya yang diberikan pada benda F dan besar perpindahannya Δs. 3. Pesawat sederhana adalah alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. 4. Keuntungan mekanis KM adalah bilangan yang menunjukkan berapa kali pesawat menggandakan gaya. 5. Jenis-jenis pesawat sederhana ada empat, yaitu katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit. 6. Katrol terdiri atas katrol tetap dan katrol bebas. Katrol tetap berfungsi untuk mengubah arah gaya. Pada katrol tetap tunggal, gaya kuasa yang digunakan untuk menarik beban sama dengan gaya beban. Keuntungan mekanis katrol tetap sama dengan 1. Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi lebih kecil daripada gaya beban. 7. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. 8. Keuntungan mekanis dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban. 9. Beberapa benda yang menerapkan prinsip roda berporos di antaranya roda sepeda, kursi roda, mobil, dan sepatu roda. 10. Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memperkecil gaya kuasa. 11. Beberapa benda yang menerapkan prinsip bidang miring di antaranya tangga, sekrup, dan pisau. 12. Pengungkit terdiri atas tiga jenis, yaitu jenis pertama yang titik tumpunya terletak di antara beban dan kuasa, jenis kedua yang titik bebannya ada di antara kuasa dan tumpu, serta jenis ketiga yang titik kuasanya ada di antara beban dan tumpu. 13. Beberapa benda yang menerapkan prinsip pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkat-jungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya. 14. Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara mengganda-kan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. 15. Koordinasi otot dan tulang memiliki kesesuaian dengan prinsip pesawat sederhana. 16. Lengan merupakan salah satu organ yang menerapkan prinsip pesawat sederhana yaitu merupakan pengungkit jenis ketiga. 17. Alat-alat dalam kehidupan yang mengikuti prinsip pesawat sederhana terdiri atas katrol, roda berporos, bidang miring, dan pengungkit. Bagan Konsep jenisnya Usaha dan Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari Usaha Pesawat Sederhana W = F ∙ Δs Daya Gaya Katrol Perpindahan Roda Berporos Pengungkit Bidang Miring Sistem Gerak Manusia Katrol Bebas Katrol Tetap Katrol Majemuk Pengungkit Jenis I Pengungkit Jenis II Pengungkit Jenis III d it er a p k a n p a d a je n is n y a je n is n y a meliputi m el iba tk a n be rk a it a n d en g a n = P W t Uji Kompetensi A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat! 1. Perhatikan pernyataan berikut ini. 1 Edo mendorong meja dengan gaya sebesar 30 N sehingga meja berpindah sejauh 2 m. 2 Seekor kuda menarik delman dengan gaya sebesar N sehingga delman berpindah sejauh 15 m. 3 Sebuah mobil menghantam sebuah pohon dengan gaya N sehingga pohon tumbang di tempat. Pernyataan di atas yang merupakan contoh usaha dalam IPA adalah …. A. 1 dan 2 B. 2 dan 3 C. 3 dan 1 D. 1, 2, dan 3 2. Dayu menarik sebuah gerobak berisi pasir dengan gaya sebesar 500 N sehingga gerobak tersebut berpindah sejauh 10 m. Berdasarkan pernyataan tersebut, besar usaha yang dilakukan Dayu adalah … J. A. 5 B. 50 C. 500 D. 3. Jarak yang ditempuh oleh mobil saat melaju dengan usaha sebesar J dan gaya sebesar 500 N adalah … m. A. 3 B. 30 C. 25 D. 250 4. Besar daya yang dilakukan oleh seekor sapi yang menarik gerobak dengan gaya N sehingga gerobak tersebut dapat berpindah sejauh 10 m dalam waktu 35 detik adalah … watt. A. B. C. D. 5. Prinsip kerja pesawat sederhana pada saat seseorang mengangkat barbel adalah …. A. bidang miring B. pengungkit jenis I C. pengungkit jenis II D. pengungkit jenis III 6. Prinsip kerja pesawat sederhana pada saat otot betis pemain bulutangkis mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kakinya adalah .... A. bidang miring B. pengungkit jenis I C. pengungkit jenis II D. pengungkit jenis III Perhatikan gambar berikut ini! Gambar berikut sebagai acuan untuk menjawab pertanyaan nomor 7 dan 8! 1 2 3 4 7. Alat yang termasuk ke dalam golongan bidang miring adalah .... A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 8. Alat yang termasuk ke dalam golongan roda berporos adalah .... A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 9. Perhatikan gambar berikut ini! Sumber Prinsip kerja tangan anak yang sedang menarik koper pada gambar di atas sama dengan prinsip kerja .... A. roda berporos B. pengungkit jenis ketiga C. pengungkit jenis kedua D. pengungkit jenis pertama 10. Berikut merupakan gambaran skematis tangga yang ada di rumah Dayu. Panjang tangga tersebut adalah 8 meter, sedangkan ketinggiannya adalah 4 meter. 4 m 8 m Sumber Keuntungan mekanis dari penggunaan tangga tersebut adalah .... A. 1 2 B. 2 D. 8 C. 4

jelaskan prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia