PesawatSederhana. Pesawat adalah alat-alat yang dapat memudahkan pekerjaan manusia. Ketika kita membuka tutup botol, memanjat pohon, menimba air, dan memindahkan barang yang berat. Oleh karena itu, kkita memerlukan alat untuk mempermudah pekerjaan tersebut. Kita dapat menggunakan pesawat. Pesawat dapat memperkecil gaya yang kamu keluarkan.
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 Jawaban “ya” mendapat skor 2 dua Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut. Skor 0 - 3 berarti kamu belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik Skor 4 - 6 berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik 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
Pesawatsederhana 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
Pesawat sederhana adalah alat mekanik yang dapat mengubah arah gaya atau besaran dari suatu gaya. Namun tahukah kamu bahwa pada tubuh manusia juga berlaku bermacam prinsip kerja pesawat sederhana? Prinsip-prinsip ini kemudian ditiru, diaplikasikan, dan dimodifikasi pada berbagai macam peralatan untuk memudahkan kerja manusia. Kalau bisa dipermudah, kenapa pakai cara lama? Saat kerja usaha dipermudah, maka energi yang dikeluarkan menjadi lebih sedikit. Kerja atau usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, dalam satuan Joule Newton meter. Secara matematis kerja atau usaha dapat dituliskan sebagai berikut. W = F × S Di mana W = Usaha Joule, F = Gaya Newton, S = Jarak Meter Jika gaya yang dikerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat, maka usaha bernilai nol. Besarnya usaha yang dilakukan tiap satuan waktu disebut dengan daya atau power P dan dinyatakan dalam satuan Watt. Daya dapat dituliskan secara matematis sebagai berikut. Di mana P = Daya Watt, W = Usaha Joule, t = Waktu Second Karena pada dasarnya manusia ingin bermalas-malasan, maka saat bekerja atau beraktivitas, manusia selalu berupaya untuk melakukannya dengan usaha dan daya sekecil mungkin. Untuk bisa melakukannya, manusia menggunakan pesawat sederhana. Pada saat manusia beraktivitas; otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama. Prinsip kerja ketiganya layaknya sebuah pengungkit; tulang berperan sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kerja otot kontraksi atau relaksasi sebagai gaya untuk menggerakkan bagian tubuh. Kita ambil contoh prinsip kerja pesawat sederhana pada seorang atlet tenis. Pengungkit Jenis I Pengungkit jenis I adalah titik tumpu berada di antara kuasa dan beban, seperti layaknya linggis dan pemotong kuku. Hal ini terjadi saat pemain tenis menengadahkan kepalanya menggunakan otot leher. Pengungkit Jenis II Pengungkit jenis II adalah beban posisinya berada di antara titik tumpu dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika pemain tenis mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kaki menggunakan otot betisnya. Pengungkit Jenis III Pengungkit jenis III adalah kuasa posisinya di antara titik tumpu dan beban. Ketika pemain tenis menegangkan otot lengan dan bahu, terciptalah pengungkit jenis III.
Otot sendi, dan rangka yang merupakan sistem gerak manusia memiliki keterkaitan yang erat dengan prinsip kerja sejumlah pesawat sederhana. Pesawat sederhana sendiri dimaknai sebagai alat-alat yang dibuat khusus untuk memudahkan manusia dalam melakukan berbagai usaha fisik, seperti mendorong, memotong, atau memindahkan benda.
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 Jawaban “ya” mendapat skor 2 dua Jawaban “tidak” mendapat skor 0 nol 94 Kelas VIII SMPMTs Semester 1 Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut. Skor 0 - 3 berarti kamu belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik Skor 4 - 6 berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik 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.
Padatubuh manusia berlaku prinsip-prinsip kerja pesawat sederhana. Prinsip-prinsip tersebut kemudian ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia. Ketika kerja dipermudah, artinya energi yang dikeluarkan lebih sedikit. Energi dan kerja (usaha) dinyatakan dalam satuan Joule (Newton meter).
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. 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 Jawaban “ya” mendapat skor 2 dua Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut. Skor 0 - 3 berarti kamu belum memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik Skor 4 - 6 berarti kamu telah memanfaatkan alat-alat yang menerapkan prinsip pesawat sederhana dengan baik 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 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!
Gambar2.11 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 2.12!
Prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia bisa diterapkan pada saat kita mengangkat barbel. Pada saat mengangkat barbel maka telapak tangan yang menggenggam barbel berperan sebagai gaya beban, titik tumpu berada pada siku sendi diantara lengan atas dan lengan bawah, dan kuasanya adalah lengan bawah. Titik tumpu berada di antara lengan beban dan kuasa, sehingga lengan disebut sebagai pengungkit jenis ketiga. Gambar Contoh Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Sistem Gerak ManusiaSumber Dok. Kemdikbud Prinsip pengungkit dapat digunakan untuk menganalisis pola gerak tubuh pada saat bermain bulutangkis. Gambar Contoh Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Saat Bermain Bulu TangkisSumber Dok. Kemdikbud Pada tuas jenis pertama, titik tumpu berada diantara titik beban dan titik kuasa. Pada sistem gerak manusia saat pemain tenis atau seseorang yang menggunakan otot leher untuk menengadahkan kepalanya. Contoh lain yaitu saat tangan ditekuk dan membawa beban di telapak tangan saat otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi, telapak tangan sebagai titik beban, siku sebagai titik tumpu, pangkal lengan otot bisep dan trisep sebagai titik kuasa. Karena siku berada diantara telapak tangan dan pangkal lengan, maka menerapkan prinsip kerja tuas jenis pertama dimana titik tumpu berada diantara titik beban dan titik kuasa. Gambar Contoh Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Saat Menekuk Tangan dengan Membawa Beban di Telapak TanganSumber Pada tuas jenis kedua, titik beban berada diantara titik tumpu dan titik kuasa. Contoh penerapan prinsip kerja pesawat sederhana saat mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kakinya yaitu prinsip kerja tuas atau pengungkit jenis ke II. Tidak hanya itu saja, tetapi prinsip kerja tangan anak yang sedang menarik koper itu sama dengan prinsip kerja tuas jenis ke II. Hal ini dikarenakan bahwa titik beban berada di koper sedangkan titik kuasa berada di tangan saat menggenggam, dan titik bebannya ada di roda koper. Gambar Contoh Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Saat Tangan Menarik KoperSumber Ketika kita jinjit maka akan menyebabkan ujung telapak kaki manjadi titik tumpu bagi anggota badan. Sehingga kalian merasakan bahkan pangkal telapak kaki kalian menjadi sedikit tegang karena disitulah kuasa yang kalian berikan, dan beban ada ditengah-tengah telapak kaki. Dari hal tersebut berarti telapak kaki pada saat menjinjit maka termasuk ke dalam tuas jenis kedua. Gambar Contoh Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Saat Kaki BerjinjitSumber Pada tuas jenis ketiga, titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban. Pada sistem gerak manusia terjadi saat pemain tenis menegangkan otot lengan dan bahu. Selain itu contohnya yaitu ketika telapak tangan diluruskan otot bisep berelaksasi dan otot trisep berkontraksi sambil membawa beban di telapak tangan. Sehingga telapak tangan sebagai titik beban, siku sebagai titik kuasa, dan pangkal lengan sebagai titik tumpu. Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Sistem Gerak Manusia
90Kelas VIII SMPMTs Semester 1 2. Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Sistem Gerak Manusia 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 4.000 N sehingga delman berpindah sejauh 15 m. 3 Sebuah mobil menghantam sebuah pohon
Skip to content Prinsip kerja pesawat sederhana tidak hanya peralatan atau benda yang kamu gunakan setiap hari, tetapi juga pada sistem gerak tubuh manusia. Misalnya seperti sebuah pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh. Wah, kayak gimana sih Mincso prinsip kerja pesawat sederhana, pada sistem gerak manusia? Nah, Minco udah menyiapkan penjelasan lengapnya buat kamu! Yuk langsung saja simak jawabannya di sini! Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Sistem Gerak Manusia Sekarang kita ketahui dulu bagaimana prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia. Jadi, pada saat kita melakukan suatu aktivitas, otot, tulang, dan sendi akan bekerjasama-sama, prinsip kerja ketiganya seperti pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh. Oke akan Minco beri contoh, misalkan ketika posisi kaki berjinjit, lalu bagaimana prinsip kerjanya? Jadi, ketika posisi kaki berjinjit titik tumpunya adalah ujung jari kaki, bebannya adalah tubuh dan kuasa atua gayanya adalah gaya otot betis. Prinsip kerja pengungkit ada titik tumpuh, beban da kuasa atau gaya. Pengungkit atau tuas termasuk jenis pesawat sederhana. Hubungan Jenis Tuas Dengan Sistem Gerak Manusia Setelah kamu mengetahui prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia, sekarang Minco akan jelaskan hubungan jenis tuas dengan sistem gerak manusia. 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, nah jenis pesawat sederhana yang sesuai sistem gerak manusia adalah tuas, berikut penjelasan lengkapnya. Tuas jenis pertamaSeperti yang diketahui, tuas pertama memiliki titik tumpu yang terletak antara titik kuasa dan titik beban. Lalu hubungannya dengan sistem gerak manusia adalah ketika kepala mengadah ke atas, ketika kepala menengadah, otot-otot leher berperan sebagai kuasa memberikan gaya, tulang-tulang pada wajah berperan sebagai beban, dan persendian antara tengkorak dan tulang belakang berperan sebagai titik tumpu. Tuas jenis keduaTuas jenis kedua, tuas ini memiliki titik beban yang terletak di antara titik tumpu dan titik kuasa, lalu untuk hubungannya dengan sistem gerak manusia adalah seperti yang Minco sebut di atas, ketika seseorang berjinjit. Tuas jenis ketigaTerkahir tuas jenis ketiga, tuas ini titiknya terletak di antara titik tumpu dan titik beban. Lalu berikut hubungannya dengan sistem gerak manusia adalah ketika gerakan mengangkat beban dengan tangan, ketika tangan mengangkat beban, otot bisep berperan sebagai kuasa yang memberikan gaya kepada tulang lengan bawah, benda di tangan berperan sebagai beban, dan persendian pada siku berperan sebagai titik tumpu. Latihan Soal Nah setelah pembahasan lengkap yang Minco berikan, sekarang kamu akan menjawab beberapa latihan soal, berikut soalnya Bagian tubuh manusia mana yang bekerja sesuai dengan prinsip pesawat sederhana?a. lengan atas dan bawahb. leher dan kepalac. dada dan perutPembahasanBagian tubuh manusia yang bekerja berdasarkan prinsip pesawat sederhana adalah lengan atas dan bawah, sehingga jawabannya yang tepat adalah B. Saat memutar lengan, temasuk prinsip kerja pesawat sederhana tuas jenis keberapa?a. Tuas jenis satub. Tuas jenis duac. Tuas jenis tigaPembahasanSaat memutar lengan, merupakan prinsip tuas jenis ketiga karena titik kuasa berada di antara titik tumpu dan tiitk beban. Pada lengan, titik kuasanya adalah lengan atas dan lengan bawah, tiitk tumpunya adalah pangkal ketiak, dan titik bebannya adalah telapak tangan. Sehingga jawabannya yang tepat adalah C. Bagaimana keterkaitan sistem gerak manusia dengan prinsip kerja pesawat sederhana?PembahasanJadi, prinsip kerja pesawat sederhana dengan sistem gerak manusia, yaitu otot dan rangka manusia adalah seperti sebuah pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh. Itulah tadi penjelasan lengkap mengenai prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia. Bagaimana, Teman KOCO? Apakah penjelasan di atas membuat kamu jadi lebih paham? Nah, kalau kamu ada pertanyaan seputar prinsip kerja pesawat sederhana, tulis di kolom komentar, ya. Jangan lupa juga untuk sering-sering latihan soal atau menonton video untuk meningkatkan pemahaman kamu mengenai cabang Ilmu Pengetahuan Alam ini. Kamu bisa mendownload rangkuman materi gratis, menonton video pembelajaran dan bertanya langsung dengan guru menggunakan KOCO Star lho! Klik banner dibawah ini untuk dapatkan aksesnya. Post Views 128 Post navigation
Eb3c. l6rfr098sr.pages.dev/46l6rfr098sr.pages.dev/415l6rfr098sr.pages.dev/398l6rfr098sr.pages.dev/5l6rfr098sr.pages.dev/537l6rfr098sr.pages.dev/131l6rfr098sr.pages.dev/374l6rfr098sr.pages.dev/533
jelaskan prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia
