Modul 4 Mekanika [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM IPA DI SD MODUL 4 : MEKANIKA KEGIATAN PRAKTIKUM 3 PESAWAT SEDERHANA



DISUSUN OLEH : NAMA NIM KELAS



: ANNISA AYU DEWANTI : 857926081 :A



UNIVERSITAS TERBUKA UPJJ YOGYAKARTA 2019



KEGIATAN PRAKTIKUM PERCOBAAN 1 : KATROL A. Tujuan 1) Menjelaskan manfaat dari katrol 2) Menentukan keuntungan mekanik (KM) pada katrol B. Dasar Teori Katrol adalah salah satu dari enam jenis pesawat sederhana yang berupa suatu roda dengan



bagian



berongga



di



sepanjang



sisinya



untuk



tempat tali atau kabel. Katrol biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang dirancang untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu beban. Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban tersebut mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tetapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban secara kasar sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak roda yang ada, sistem semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan roda. Katrol merupakan roda yang berputar pada porosnya. Biasanya pada katrol juga terdapat tali atau rantai sebagai penghubungnya. Berdasarkan cara kerjanya, katrol merupakan jenis pengungkit karena memiliki titik tumpu, kuasa, dan beban. Katrol digolongkan menjadi tiga yaitu : a) Katrol tetap b) Katrol bebas c) Katrol majemuk.



1.



Katrol Tetap Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu. Katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timba adalah contoh katrol tetap.



(a) katrol pada tiang bendera (b) katrol pada sumur timba Contoh penggunaan katrol tetap 2.



Katrol Bebas Berbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah, seperti tampak pada gambar di bawah.



Katrol bebas Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan. 3.



Katrol Majemuk Katrol majemuk merupakan perpaduan dari katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali. Pada katrol majemuk, beban dikaitkan pada katrol bebas. Salah satu ujung tali dikaitkan pada penampang katrol tetap. Jika ujung tali yang lainnya ditarik maka beban akan terangkat beserta bergeraknya katrol bebas ke atas.



Katrol majemuk C. Alat dan Bahan 1) Katrol tetap 2) Katrol bergerak 3) Katrol majemuk 4) Neraca pegas 0-500 gram 5) Beban 200 gram, 100 gram, 50 gram, 20 gram (masing-masing dua buah). 6) Benang secukupnya atau senar plastik 7) Statif atau penggatung katrol. D. Cara Kerja 1) Lakukanlah kalibrasi untuk beban yang digunakan (200gr, 100gr, 50gr, 20gr) dengan menggunakan neraca pegas. Periksa apakah skala pada pegas menunjukkan keterbacaan yang sama dengan nilai beban yang tertera. Masukkan data hasil kalibrasi pada lembar pengamatan. 2) Susunlah alat dan bahan percobaan. Setelah beban tergantung, catatlah skala yang terdapat pada pegas kemudian bandingkan dengan massa beban 3) Kemudian lakukan langkah (b) dengan mengganti beban secara berurutan dari 100gr sampai dengan 400gr 4) Selanjutnya lakukan kegiatan praktikum menggunakan katrol bergerak dan katrol tetap 5) Catatlah skala pegas untuk setiap beban yang digantungkan pada katrol bergerak 6) Lakukan kegiatan pada langkah (d) dan (e) dengan mengganti beban dari 100gr sampai 400gr



E. Data Pengamatan 1.



Katrol Tetap Data hasil kalibrasi



2.



No



Beban



Data hasil kalibrasi



1



200 gr



2,1 N



2



220 gr



2,2 N



Katrol Bebas Data hasil kalibrasi



3.



No



Beban



Data hasil kalibrasi



1



200 gr



2,1 N



2



100 gr



1N



Katrol Majemuk Data hasil kalibrasi



F.



No



Beban



Data hasil kalibrasi



1



200 gr



2,1 N



2



100 gr



1N



Analisis Data 1.



Skala pada pegas: 0-8 N Perbandingan dengan massa A Berdasarkan tabel dapat dibandingkan antara beban dengan hasil kalibrasi yaitu 200 : 2,1



2.



Skala pada pegas: 0-8 N Perbandingan dengan massa A Berdasarkan tabel dapat dibandingkan antara beban dengan hasil kalibrasi yaitu 100 : 1



3.



Skala pada pegas: 0-8 N Perbandingan dengan massa A Berdasarkan tabel dapat dibandingkan antara beban dengan hasil kalibrasi yaitu 100 : 1



G. Pembahasan



Berdasarkan pengamatan maka dapat kita ketahui bahwa kalibrasi untuk beban 20 gram, 100 gram, dan 200 gram dengan menggunakan neraca pegas skala 0,8 N. Hasil kalibrasinya seperti tertuang pada data pengamatan kemudian pada beban A diganti secara berurutan mulai dari 100 gram hingga 200 gram, lalu dicatat perubahan skala pegas pada B untuk setiap beban yang digantungkan pada katrol bergerak di A secara bergantian sesuai urutan beban. Hasilnya pada katrol tetap terjadi pengurangan gaya yang kecil sekali, sebesar 0,2 Newton pada perbedaan massa benda. Pada katrol bebas terjadi pengurangan gaya yang cukup besar yaitu sebesar 1,1 Newton dengan perbedaan massa benda. Pada katrol majemuk juga terjadi pengurangan gaya yang cukup besar yaitu sebesar 1,1 Newton dengan perbedaan massa benda. H. Kesimpulan Semakin jauh jarak beban dengan katrol semakin kecil gaya yang diperlukan. I.



Jawaban Pertanyaan a.



Jika saat kalibrasi beban 100 gram, skala pegas menunjukkan 20 skala kecil, maka satu skala kecil sama dengan massa beban seberat 5 gram.



b.



100 gram



= 20 skala kecil



1 skala kecil



= 100 : 20



1 skala kecil



= 5 gram



Keuntungan mekanik yang didapat dari katrol tetap adalah dalam menarik beban keatas menggunakan katrol tetap lebih mudah dan lebih ringan dibandingkan jika menarik beban secara langsung.



c.



Keuntungan mekanik dari penggunaan katrol bergerak adalah kuasa yang diperlukan pada katrol bergerak untuk mengangkat beban lebih kecil dari pada kuasa yang diperlukan pada katrol tetap.



d.



Yang lebih menguntungkan antara katrol tetap dan katrol bebas, menurut saya adalah katrol bebas, karena gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban hanya setengah dari katrol tetap.Tetapi karena kedua katrol tersebut memiliki fungsi yang berbeda sehingga harus dipakai sesuai dengan kebutuhan yang memakai, supaya dapat memberikan hasil yang maksimal.



 Katrol tetap dalam keseharian sering digunakan untuk mengangkat air, yang sering disebut timba air. Selain itu juga digunakan pada kerekan bendera. Keuntungan katrol tetap adalah dapat untuk mengubah arah.  Katrol bebas dalam keseharian sering digunakan untuk mengangkat barangbarang pada tukang bangunan bertingkat tinggi dalam keadaan seimbang, karena posisinya selalu berubah, dan bergerak bersama-sama dengan beban. DAFTAR PUSTAKA http://belajarblog53.blogspot.com/2014/12/pesawat-sederhana-tuas-bidang-miring.ht ml?m=1 Rumanta, Maman dkk. 2014. Materi Pokok Praktikum IPA di SD. Tangerang Selatan : Universitas Terbuka.



KEGIATAN PRAKTIKUM PERCOBAAN 2 : TUAS A. Tujuan 1.



Menjelaskan manfaat dari tuas



2.



Menentukan keuntungan mekanik (KM) pada tuas



B. Dasar Teori



Archimedes menemukan asas pengungkit dan menentukan bagaimana gaya dapat ditingkatkan dengan menggunakan sebuah pengungkit. Sudah pasti semua orang menggunakan asas pengungkit untuk memindahkan sebuah benda yang sulit dipindahkan. Sebagai contoh, sebuah pembuka tutup botol. Penerapan gaya pada



pengungkit



disebut



usaha.



Tuas (lever, dalam Bahasa Inggris) atau pengungkit adalah salah satu pesawat sederhana yang digunakan untuk mengubah efek atau hasil dari suatu gaya. Hal ini dimungkinkan terjadi dengan adanya sebuah batang ungkit dengan titik tumpu (fulcrum), titik gaya (force), dan titik beban (load) yang divariasikan letaknya. Tuas dibuat dari sebatang benda yang keras (seperti balok kayu, batang bambu, atau batang logam) yang digunakan untuk mengangkat atau mencongkel benda



Bagian-Bagian Tuas



Dari gambar tersebut dapat dilihat bagian-bagian utama pada tuas yaitu : 



Benda yang berbentuk batang yang berfungsi sebagai pengungkit







Penyangga/penumpu/titik tumpu T diletakkan antara kedua ujung batang tersebut .







Titik beban B yaitu ujung yang digunakan untuk meletakkan benda yang akan diangkat







Titik kuasa F, yaitu ujung pengungkit yang diberi gaya kuasa untuk mengangkat beban.



Prinsip Kerja Tuas Kalau kita akan mengangkat benda dengan menggunakan tuas, maka kita harus meletakkan benda di salah satu ujung pengungkit (tuas) kemudian memasang batu atau benda apa saja sebagai penumpu dekat dengan benda seperti pada gambar. Selanjutnya tangan kita memegang ujung batang pengungkit dan menekan batang pengungkit tersebut secara perlahan-lahan sampai benda dapat diangkat atau bergeser.



Dengan menggunakan tuas semakin jauh jarak kuasa terhadap titik tumpu, maka semakin kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban, atau dapat dirumuskan



B x Lb



= F x Lk



Keterangan : B



: Beban yang akan diangkat (satuannya Newton )



Lb : Jarak antara Beban dengan titik tumpu (satuannya meter ) F



: Kuasa ( gaya yang akan mengangkat beban ) (satuannya Newton )



Lk : Jarak antara Kuasa dengan titik tumpu (satuannya meter ) Jenis Tuas Berdasarkan letak titik tumpunya, tuas dapat dikelompokkan menjadi 3 kelas/jenis : 1.



Tuas kelas pertama Tuas kelas yang pertama yaitu tuas yang memiliki titik tumpu berada diantara titik kuasa F dan titik beban B, Contohnya : gunting, palu dan sebagainya



2.



Tuas kelas kedua



Tuas kelas kedua yaitu tuas yang memiliki titik beban berada di antara titik kuasa F dan titik tumpu T atau bebannya diletakkan diantara titik tumpu dan titik kuasa Contoh alat yang bekerja berdasarkan prinsip tuas kelas kedua antara lain : 1. Gerobak dorong 2. Pembuka botol 3. Pemecah biji



3.



Tuas kelas ketiga



Tuas yang titik kuasa F posisinya berada diantara titik tumpu T dan titik beban B contohnya: penjepit, pinset, tangan memegang beban, dsb.



Keuntungan Mekanik Tuas Dengan menggunakan tuas beban kerja terasa lebih ringan berarti kita memperoleh keuntungan. Keuntungan yang diperoleh dari pesawat sederhana seperti demikian dinamakan dengan keuntungan mekanik. Besarnya keuntungan mekanik dinyatakan sebagai perbandingan antara berat beban yang akan diangkat dengan besar gaya kuasa yang diperlukan. Keuntungan Mekanik ini dapat ditulis kedalam rumus sebagai berikut : Keuntungan Mekanik atau disingkat KM =



B f



C. Alat dan Bahan 1.



Penggaris ukuran panjang 30-100 cm



2.



Statif / penyangga untuk menggantung penggaris



3.



Benang secukupnya



4.



Beban antara 10 gram sampai dengan 200 gram masing-masing satu buah



5.



Klip kertas sebagai pengganti beban



D. Cara Kerja Susunlah penggaris dan statif atau penyangga seperti gambar 4.16 berikut ini:



Gantungkan penggaris dengan lengan-lengan yang panjang, sehingga dalam keadaan seimbang. Dalam hal ini anggaplah titik nol (0) berada ditengah-tengah penggaris (misal, jika panjang penggaris 30 cm, maka titik tumbu nol pada angka 15) 1. Gantungkan beban 100 gram pada lengan kiri (A) dan 20 gram pada lengan (B). Atur



kedudukan



penggaris



supaya



tetap



dalam



keadaan



seimbang.



2. Catatlah jarak OR dan OE pada data pengamatan di data pengamatan 3. Ulangi langkah (1) dan (2) untuk melengkapi tabel data pengamatan tersebut.



E. Data Pengamatan Tabel 4.1 Data Pengamatan No 1 2 3



Lengan Beban 100 gram 50 gram 20 gram



Jarak OR 3 cm 6 cm 7 cm



Jarak OE 25,5 cm 14,5 cm 14 cm



Beban Kuasa 20 gram 20 gram 10 gram



F. Analisis Data Dari tabel di atas terlihat bahwa posisi OR dan OE berada pada kedudukan setimbang pada jarak OR 14 cm dan OE pada jarak 7 cm. Beban 50 gram disebut titik kuasa dan titik O sebagai titik tumpu dan beban 100 gram disebut titik beban. Jarak OR disebut lengan kuasa dan jarak OE disebut lengan beban. G. Pembahasan Tuas disetel dalam keadaan setimbang. Mula-mula kami menggantungkan beban seberat 100 gram pada lengan A (sebelah kiri) dan pada lengan B seberat 20 gram. Kemudian digeser-geser posisinya agar dalam keadaan setimbang, lalu kami mengukur jarak OR (antara lengan beban kanan / B ketitik O / titik tumpu).



Jarak OE (antara lengan beban kanan / B ketitik O / titik tumpu). Kegiatan ini diulangi hingga 3 kali seperti terlihat pada tabel diatas. Dari tabel di atas terlihat bahwa posisi OR dan OE berada pada kedudukan setimbang pada jarak OR 14 cm dan OE pada jarak 7 cm. Jadi pada percobaan penggaris yang kiri dan kananya digantungkan beban dengan menggunakan tali memakai prinsip pengungkit jenis pertama. H. Kesimpulan Jika massa A lebih besar dari pada massa di B maka panjang OR dan OE tidak akan seimbang. I. Jawaban Pertanyaan 1.



Jika massa di A lebih besar dari massa di B, maka panjang OR dibandingkan OE akan … (berikan alasan anda dengan singkat dan jelas mengapa hal ini terjadi)



?



Akan lebih pendek OR dikarenakan beban yang digantung lebih berat. 2.



Berdasarkan Beban



3.



x



hasil



percobaan



Lengan beban



yang



anda



lakukan,



maka:



= 10 x 20 = 200 gramp



Sebutkan 2 contoh persawat sederhana yang menggunakan asas tuas! - Golongan 1 : jungkit-jungkit, gunting, palu, linggis, pencabut paku - Golongan 2 : alat pemecah buah / biji, saat kita mendorong gerobak pasir. - Golongan 3 : saat kita menggunakan sekop.



DAFTAR PUSTAKA https://www.ilmiahku.com/2019/05/Laporan-Praktikum-Tuas.html?m=1Rumanta, Maman dkk. 2014. Materi Pokok Praktikum IPA di SD. Tangerang Selatan : Universitas Terbuka.