LKPD Pesawat Sederhana [PDF]

Citation preview

LKP D



Pesawat sederhana



SENDRAWATI NO. PESERTA 19190709710256



7



LKPD PESAWAT SEDERHANA Kompetensi inti KI3: Memahami pengetahuan



dan



faktual,



Kompetensi inti menerapkan KI4: Menunjukkan keterampilan menalar, konseptual, mengolah, dan menyaji secara kreatif,



prosedural, dan metakognitif pada tingkat produktif, kritis, mandiri, kolaboratif, dan teknis dan spesifik sederhana berdasarkan komunikatif, dalam ranah konkret dan rasa



ingin



pengetahuan, dengan kebangsaan,



tahunya teknologi, wawasan dan



tentang



ilmu ranah



abstrak



sesuai



dengan



yang



seni, budaya dipelajari di sekolah dan sumber lain yang kemanusiaan, sama dalam sudut pandang teori.



kenegaraan



terkait



fenomena dan kejadian tampak mata. Kompetensi dasar 3.3 Menjelaskan konsep usaha,



Kompetensi dasar 4.3 Menyajikan hasil penyelidikan



pesawat sederhana, dan penerapannya



atau pemecahan masalah tentang manfaat



dalam kehidupan sehari-hari termasuk



penggunaan pesawat sederhana dalam



kerja otot pada struktur rangka manusia



kehidupan sehari-hari



Indikator pencapaian kompetensi (IPK) Indikator pencapaian kompetensi (IPK) 3.3.2 Menjelaskan jenis pesawat 4.3.1 Melaporkan/ memaparkan hasil sederhana



penyelidikan tentang manfaat pesawat



3.3.3 Menjelaskan keuntungan mekanik



sederhana dalam kehidupan sehari-hari



Pesawat Sederhana Pesawat sederhana adalah alat sederhana untuk memudahkan pekerjaan manusia. Dengan pesawat sederhana, kita akan lebih mudah melakukan sebuah usaha tanpa susah



7



payah. Misalnya saja, untuk mengambil paku yang tertancap ditembok kita bisa menggunakan linggis untuk mencabutnya dengan mudah. Macam-macam pesawat sederhana : A. Pengungkit Pengungkit biasa disebut juga tuas. Pengungkit terdiri dari 3 bagian yaitu : titik tumpu atau titik fulkrum (tempat barang ditumpu atau diputar), titik beban (bagian bekerjanya beban), dan titik kuasa (bagian dimana bekerjanya gaya). Jenis-jenis pengungkit : 



Pengungkit Jenis Pertama Pengungkit jenis pertama yaitu letak titik tumpu berada diantara beban dan kuasa. Salah satu contoh dari jenis pertama ini adalah jungkat-jungkit. Jika kamu dan teman kamu sedang bermain jungkat-jungkit, kamu pasti merasa sulit dan berat untuk menjungkit teman kamu apabila jarak teman kamu ke titik tumpu sangat jauh. Sebaliknya, kamu pasti merasa lebih ringan untuk menjungkit teman kamu jika jarak teman kamu ke titik tumpu lebih dekat. Oleh sebab itu, letak jarak titik kuasa, titik tumpu dan titik bebannya harus disesuaikan. Contoh lain dari pengungkit jenis pertama, yaitu : linggis dan gunting.



Gambar jungkat-jungkit 



Pengungkit jenis kedua Pengungkit jenis kedua ini letak titik bebannya berada diantara titik tumpu dan titik kuasa. Salah satu contoh dari jenis kedua ini adalah gerobak dorong satu roda yang digunakan pada bangunan. Pada saat kita mengangkat batu bata dengan menggunakan gerobak dorong satu roda, kita pasti merasa berat jika gagang pendorongnya terlalu pendek. Itu dikarenakan jarak titik kuasa dan titik beban terlalu dekat. Sebaliknya jika gagang pendorongnya panjang kita pasti akan merasa lebih ringan mendorongnya. Hal ini dikarenakan jarak titik kuasa dan titik beban terletak sangat jauh. Tetapi, apabila jarak titik kuasa dan titik beban terletak sangat jauh juga dapat menyulitkan dalam penggunaannya. Oleh sebab itu, jarak antara titik kuasa dan dan titik beban harus



7



disesuaikan. Contoh lain dari pengungkit jenis kedua, yaitu : pembuka botol, alat pemecah kemiri, alat pemecah kepiting dan masih banyak lagi. 



Pengungkit jenis ketiga Pengungkit jenis ketiga yaitu letak titik kuasa berada diantara titik tumpu dan titik beban. Contoh dari pengungkit jenis ketiga, yaitu: orang yang sedang mengangkat pasir dengan menggunakan sekop, pada saat kita mengangkat sendok ke mulut, mengangkat sampah dengan serokkan sampah dan masih banyak lagi.



Rumus pesawat sederhana jenis tuas adalah Fk × lk = Fb × lb Keterangan :  Fk = gaya kuasa (N)  Lb = lengan beban (m)  Fb = gaya beban atau berat benda (N)  Lb = lengan beban Keuntungan mekanis benda adalah: KM = Fb / Fk atau KM = Lk /Lb KM = Keuntungan mekanis, tidak mempunyai satuan. B. Bidang Miring Bidang Miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki suatu sudut, yang bukan sudut tegak lurus, terhadap permukaan horizontal. Contoh dari bidang miring adalah tangga, papan miring untuk menaikkan drum ke bak truk, sekrup, dan lainnya.



Pada bidang miring berlaku rumus : F x S = W x h atau F = W x h/S Keterangan : 



F : kuasa / gaya (N)







h : tinggi kemiringan (m)



7







S : panjang lintasan kemiringan (m)







W : berat beban (N)



Keuntungan mekanis bidang miring :



C. Katrol Katrol adalah sebuah roda yang sekelilingnya diberi tali dan



dipakai untuk



mempermudah pekerjaan manusia. Saat kita mengangkat barang dengan menggunakan katrol, maka kita akan merasa lebih ringan apabila jumlah katrol yang kita gunakan semakin banyak. Jadi, katrol bisa disusun dengan berbagai jenis susunan, yaitu : katrol tetap, katrol bebas dan katrol majemuk.  Katrol Tetap Katrol tetap adalah katrol yang dipasang tetap pada suatu titik. Biasanya digunakan untuk mengubah arah gaya yang kita keluarkan. Contohnya : katrol untuk mengambil air di sumur, kerekan burung, katrol yang digunakan untuk mengangkut barang pada bangunan dan kerekan bendera.



Gambar contoh katrol tetap Pada katrol tetap, titik tumpu terletak pada sumbu katrol artinya jarak antara titik beban ke titik tumpu sama dengan jarak antara kuasa ke titik tumpu. Dengan demikian maka panjang lengan beban sama dengan panjang lengan kuasa. Karena lengan beban sama dengan lengan kuasa, maka keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah :



Jadi, keuntungan mekanik katrol tetap adalah 1. Keuntungan lain dari katrol tetap adalah mengubah arah gaya dari gaya angkat menjadi gaya tarik ke bawah.  Katrol Bebas



7



Berbeda dengan katrol tetap, katrol bebas bisa bergerak. Katrol ini tidak mengubah arah gaya yang kita keluarkan. Contohnya : alat pengangkut peti kemas di dermaga, alat pengangkut bahan bangunan pada pembangunan gedung bertingkat. Pada katrol bebas berlaku : F=½W Keuntungan mekanik dari katrol bebas dapat dicari melalui rumus :



 Katrol majemuk Katrol



majemuk



adalah



susunan



katrol



yang



terdiri



lebih



dari



satu



katrol.Contohnya : Pada mobil derek dan peralatan pemanjat tebing.



Gambar contoh katrol majemuk dan penggunaannya Pada katrol majemuk berlaku :



D. Roda berporos Roda  berporos  merupakan roda yang dihubungkan dengan sebuah poros yang dapat berputar bersama­sama. Salah satu contoh roda adalah roda sepeda yang biasa kita naiki. Kegunaan :  



Untuk menggeser benda agar lebih ringan. Untuk memperkecil gaya gesek antara dua benda.



Jenis­jenis roda :  Roda Setali



7



Roda   setali,   yaitu   dua   buah     roda   atau   lebih   yang   dihubungkan   dengan   tali. Contohnya : roda sepeda yang dihubungkan dengan rantai.  Roda Sepusat  Roda sepusat, yaitu dua buah roda atau lebih yang memiliki pusat yang sama. Contohnya : Roda pada mobil truk.  Roda Bersinggungan Roda bersinggungan, yaitu dua buah roda atau lebih yang saling bersinggungan satu sama lain. Contohnya : Roda pada bagian dalam jam.



Merancang Percobaan... JALAN MASUK UNTUK SETIAP ORANG Jika kamu berada di kursi roda atau tidak mampu menaiki tangga, mampukah kamu memasuki rumah atau sekolahmu dan berkeliling di dalamnya? Seharusnya setiap bangunan dapat dimasuki oleh setiap orang, termasuk yang mengendarai kursi roda. Dalam percobaan ini, kamu akan menggunakan pesawat sederhana untuk merancang rumah, sekolah, atau kantor-kantor yang dapat dimasuki oleh pengendara kursi roda.



Persiapan... Masalah : Bagaimanakah kamu memanfaatkan



Tujuan : 1. Mampu menjelaskan maksud



pesawat sederhana untuk membuat



penggunaan tiap-tiap pesawat



sebuah gedung yang dapat dimasuki



sederhana, termasuk keuntungan



oleh pengendara kursi roda?



mekaniknya. Bahan yang Mungkin Diperlukan :



Merumuskan Hipotesis :



 kertas manila



Curahkan ide-ide bersama kelompok-



 penggaris



mu dan buatlah sebuah hipotesis



 pensil



tentang bagaimana kamu dapat



 spidol



7



menyelesaikan masalah di atas.



Merancang Percobaan... 1. Buatlah kesepakatan tentang jenis gedung yang hendak kalian rancang. Buatlah diagram kasar gedung itu dengan pensil pada kertasmu. 2. Hasilkan paling tidak tiga hal yang membantu bangunanmu dapat dimasuki dan mudah digunakan oleh pengendara kursi roda. Dua diantaranya harus menggunakan pesawat sederhana. 3. Lihatlah pesawat sederhana yang lebih mendetil pada materi diatas. 4. Dalam diagrammu, buatlah sketsa pula bagaimana dan di mana tiga bantuan itu digunakan



Melakukan Percobaan... 1. Gambarlah rancangan final sejelas-jelasnya pada kertas manila. 2. Yakinlah kamu telah memberi label (tanda) pada hal yang membantu pengendara kursi roda. Diskusikan apa guna tiap pesawat sederhana pada rancanganmu. Siapkan untuk mempresentasikan rancanganmu di muka kelas.



Selanjutnya... Lakukan pengamat-an pada bangunan di sekitarmu. Adakah rintangan yang mem-buat orang berkursi roda tidak dapat memasukinya? Hal-hal apa yang seharusnya kamu amati? Kamu dapat mengamati empat kelompok bangunan: rumah, sekolah, bangunan swasta, dan bangunan pemerintah.



Analisis dan Penerapan 1. Komunikasikan rancanganmu di kelas dan analisislah rancangan kelompok lain. Bantuan apa yang sering digunakan? 2. Temukan paling sedikit dua pesawat sederhana pada kursi roda dan diskusikan dimana pesawat itu ditemukan di kursi roda.



7



3. Rancanganmu adalah gedung baru yang dapat dimasuki oleh pengendara kursi roda. Simpulkan apakah metodemu dapat digunakan pada gedung lama sehingga pengendara kursi roda dapat memasukinya.



Latihan Soal... A. Pilihlah jawaban yang benar ! 1. Perhatikan gambar berikut ini.



Gambar diatas merupakan contoh alat yang menggunakan prinsip… a. pengungkit b. bidang miring c. katrol d. roda berporos 2. Jalan-jalan di daerah pegunungan dibuat melingkar dengan tujuan… a. memperkecil usaha yang dilakukan kendaraan b. mempermudah usaha yang dilakukan kendaraan c. memperbesar usaha yang dilakukan kendaraan d. mengurangi gesekan antara jalan dan kendaraan



3. Besar gaya yang diperlukan untuk menaikkan balok ke titik B sebesar....



a. 125 N b. 250 N c. 500 N d. 1000 N



7



4. Pengungkit yang titik bebannya terletak di antara titik tumpu dan titik kuasa terdapat pada… a. jungkat – jungkit b. sekop c. pintu berengsel d. pembuka botol 5. Perhatikan gambar berikut.



Manakah yang merupakan prinsip kerja bidang miring … a. 1 dan 3 b. 1 dan 4 c. 2 dan 3 d. 3 dan 4 6. Katrol yang biasa kita gunakan untuk mengerek bendera adalah… a. katrol tetap b. katrol bebas c. katrol majemuk d. katrol gabungan 7. Perhatikan gambar dibawah ini !



Berapakah besar kuasa yang harus diberikan… a. 1000 N b. 2000 N c. 2500 N d. 3000 N



7



8. Perhatikan gambar di bawah ini !



Urutan letak titik tumpu, beban dan kuasa yang benar adalah... a. 1, 2, dan 3 b. 1, 3, dan 2 c. 2, 1. dan 3 d. 2, 3, dan 1 9. Perhatikan gambar di samping ! Jenis pesawat sederhana yang paling tepat digunakan adalah.... a. bidang miring b. pengungkit golongan I c. pengungkit golongan II d. pengungkit golongan III e. 10. Seorang menaikkan adonan semen beratnya 60 N ke atas bangunan dengan timba ( katrol tetap) . Maka gaya yang kita keluarkan untuk mengangkat benda tersebut adalah .... a. 25 N b. 30 N c. 60 N d. 120 N



B. Jawablah pertanyaan di bawah ini dengan jawaban yang benar ! 1. Untuk mengangkat beban 1.000 N digunakan tuas yang panjangnya 300 cm dan lengan beban 50 cm. Hitunglah gaya yang diperlukan mengangkat mengangkat beban tersebut !



7



2. Sebuah linggis yang panjangnya 1,5 m digunakan untuk mencabut paku yang tertancap di sebuah tembok. Linggis ditumpu 25 cm dari paku yang akan di cabut. Untuk melepaskan paku dari tembok diperlukan gaya sebesar 9,4 x 104 N. Berapa gaya lekat paku pada tembok ? 3. Dua orang anak yaitu Ahmad dan Dwi diberikan sebuah roda dan papan yang panjangnya 3 m yang akan digunakan untuk mengangkat sebuah benda yang massanya 30 kg (jika percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s2). Ahmad menyusun papan tersebut seperti gambar (a) dan Budi menyusun papan seperti gambar (b) di bawah ini :



a. Siapa yang memerlukan gaya paling kecil untuk mengangkat benda tersebut ? Jelaskan ! b. Berapa keuntungan mekanis masing-masing sistem ? 4. Sebuah lampion memiliki massa 0,5 kg digantung dengan menggunakan kayu yang panjangnya 1 m dan massanya diabaikan seperti gambar berikut ini :



Hitunglah gaya angkat F minimal agar lampion tidak jatuh (percepatan gravitasi 10 m/s2)



7