Lembar Kerja Siswa 415y1j

Modul

Tim Penyusun :  Anis Dwi Masinta (140210102054)  Moh. Ikbal Fathoni 

(140210102106) Denintya Sari (140210102109)

2

LEMBAR KERJA SISWA (LKS) PESAWAT SEDERHANA A. STANDAR KOMPETENSI Memahami peranan usaha, gaya, dan energi dalam kehidupan sehari-hari B. KOMPETENSI DASAR 5.4 Melakukan percobaan tentang pesawat sederhana dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. C. INDIKATOR Setelah pembelajaran ini diharapkan: 

Siswa dapat mengetahui contoh pesawat sederhana dalam kehidupan sehari – hari.



Siswa dapat memahami konsep dasar dari pesawat sederhana tentang pengungkit, bidang miring, katrol dan roda berporos.



Siswa dapat menerapkan konsep dasar pesawat 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 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 :

2



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 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.

2

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)  S : panjang lintasan kemiringan (m)  W : berat beban (N) Keuntungan mekanis bidang miring :

C. Katrol

2

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 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 :

2

 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 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

2

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 :

Tujuan :

Bagaimanakah kamu memanfaatkan

1. Mampu menerapkan pesawat sederhana

pesawat sederhana untuk membuat sebuah

dalam perancangan pembangunan

gedung yang dapat dimasuki oleh

gedung.

pengendara kursi roda?

2. Mampu menjelaskan maksud penggunaan tiap-tiap pesawat

Merumuskan Hipotesis :

sederhana, termasuk keuntungan

Curahkan ide-ide bersama kelompok-mu

mekaniknya.

dan buatlah sebuah hipotesis tentang

Bahan yang Mungkin Diperlukan :

bagaimana kamu dapat menyelesaikan



kertas manila

masalah di atas.



penggaris

2



pensil



spidol

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...

Selanjutnya...

yang mem-buat orang berkursi roda tidak dapat memasukinya? Hal-hal apa yang seharusnya kamu

1. Gambarlah rancangan final sejelas-jelasnya pada kertas manila.

2

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. 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. 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

2

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 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 2

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 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....

2

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 ! 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/s 2). Ahmad menyusun papan tersebut seperti gambar (a) dan Budi menyusun papan seperti gambar (b) di bawah ini :

2

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)

2