UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA PENDIDIKAN PROFESI GURU DALAM JABATAN PROGRAM STUDI ILMU PENGETAHUAN ALAM 2021 MODUL PEMBELAJARAN ILMU PENGETAHUAN ALAM USAHA DAN PESAWAT SEDERHANA KELAS 8 SEMESTER 1 Link Ebook : https://pubhtml5.com/bookcase/ftmu
MODUL PEMBELAJARAN ILMU PENGETAHUAN ALAM USAHA DAN PESAWAT SEDERHANA DISUSUN SEBAGAI TUGAS PENDIDIKAN PROFESI GURU DALAM JABATAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA TAHUN 2021 Oleh : WIJI PARMANIDA 201900469037 UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA PENDIDIKAN PROFESI GURU DALAM JABATAN PROGRAM STUDI ILMU PENGETAHUAN ALAM 2021
DAFTAR ISI i ii Halaman Judul ............................................................................................ Daftar Isi..................................................................................................... 1 1 I. PENDAHULUAN ............................................................................... 2 1.1. Deskripsi Singkat ............................................................................ 3 1.2. Relevansi......................................................................................... 4 1.3. Petunjuk Belajar .............................................................................. 4 II. INTI..................................................................................................... 4 2.1. Kompetensi Dasar ........................................................................... 9 2.2. Indikator Pencapaian Kompetensi.................................................... 9 2.3. Uraian Materi .................................................................................. 14 14 A. Usaha .............................................................................................. 14 B. Pesawat Sederhana .......................................................................... 15 16 1. Jenis-jenis Pesawat Sederhana..................................................... 16 a. Pengungkit/tuas ...................................................................... 17 b. Katrol..................................................................................... 18 c. Bidang miring ........................................................................ 19 d. Roda berporos ........................................................................ 19 20 2. Prinsip kerja pesawat sederhana pada system gerak manusia ......... 22 2.4. Forum Diskusi ................................................................................. III. PENUTUP....................................................................................... 3.1. Rangkuman ..................................................................................... 3.2. Tes Formatif .................................................................................... DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. ii
I. PENDAHULUAN 1.1. Deskripsi Singkat Modul usaha dan pesawat sederhana ini merupakan modul mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) kelas 8 semester 1 yang dibuat sebagai tugas pembuatan materi ajar Pendidikan Profesi Guru dalam jabatan tahun 2021 Universitas Pendidikan Indonesia. Modul ini dirancang untuk membantu siswa dalam mempelajari materi usaha dan pesawat sederhana pada kompetensi pengetahuan, keterampilan dan sikap. Dalam pencapaian kompetensi tersebut dirancang proses pembelajaran materi usaha dan pesawat sederhana dengan pendekatan Problem Base Learning (PBL) dengan materi yang kontekstual, menggunakan media pembelajaran yang menarik, memotivasi dan membantu siswa dalam memahami materi usaha dan pesawat sederhana serta kegiatan-kegiatan dan soal-soal yang memacu siswa untuk dapat berpikir tingkat tinggi (HOTs). Modul ini berisi materi usaha dan pesawat sederhana yang mengacu pada pembelajaran IPA secara terpadu sehingga setiap pengetahuan yang diajarkan mencakup pengetahuan IPA secara utuh. Modul ini digunakan sebagai salah satu sumber belajar siswa untuk dapat mencapai kompetensi yang telah ditetapkan. Sehingga siswa harus mencari sumber belajar lain yang relevan baik dalam bentuk buku, video, aplikasi atau sumber belajar lain yang dapat siswa temukan di sekitar lingkungan mereka. Guru harus mampu memfasilitasi siswa dan melakukan inovasi dalam proses pembelajaran IPA untuk membantu siswa dalam mencapai kompetensi dengan menggunakan kegiatan- kegiatan pada modul ini atau kegiatan-kegiatan lain yang sesuai dengan tujuan pencapaian kompetensi dalam pembelajaran. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 1
1.2. Relevansi Modul usaha dan pesawat sederhana ini disusun berdasarkan pada pembelajaran IPA secara terpadu. Materi ini memiliki tingkat kesulitan yang cukup tinggi karena pada materi ini kemampuan dalam menganalisis, menerapkan dan mengkreasi harus dapat dikembangkan pada siswa. Pembelajaran yang kontekstual sangat cocok digunakan pada materi usaha dan pesawat sederhana, dalam kehidupan sehari-hari siswa sangat sering bersentuhan dengan alat- alat yang menerapkan materi usaha dan pesawat sederhana. Penggunaan alat-alat dengan konsep pesawat sederhana sangat membantu dalam kehidupan sehari-hari untuk mempermudah manusia dalam melakukan suatu pekerjaan. Contoh yang sering dijumpai yaitu gunting, katrol dan pembuka tutup botol yang sangat membantu dalam melakukan pekerjaan sehingga kita mendapatkan keuntungan dengan tidak memerlukan tenaga yang banyak jika menggunakan alat-alat tersebut. Modul ini disusun dengan informasi dan masalah- masalah yang terjadi di sekitar lingkungan siswa (kontekstual) sehingga diharapkan siswa akan tertarik, termotivasi, mudah memahami dan mampu mengembangkan mengembangkan keterampilan abad 21 atau 4C yaitu keterampilan berkomunikasi (communication), berkreasi (creativity), berkolabolasi (colaboration) dan berpikir kritis (critical thinking). Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 2
1.3. Petunjuk Belajar Sebelum menggunakan modul ini, siswa perlu membaca dan memahami bagian petunjuk ini. Sebagaimana kamu akan menggunakan peralatan elektronik di rumah yang baru kamu beli, kamu tentunya ingin semua fasilitas dan fungsi pada alat tersebut dapat dimanfaatkan. Oleh karena itu kamu harus membaca buku manual yang terdapat pada kemasan alat elektronik tersebut. Begitu pula dengan modul ini, jika kamu ingin memperoleh hasil dan manfaat yang maksimal dari modul ini maka tentu sangat bijak jika kamu dapat benar-benar memperhatikan dan memahami bagian petunjuk dalam menggunakan modul ini. Terdapat beberapa fitur pada modul ini yaitu fitur Ayo Dijawab berisi pertanyaan sederhana untuk mengecek kesiapan dan kemampuan awal. Fitur Mari Kita Lakukan berisi kegiatan berbasis masalah yang harus kalian lakukan. Fitur Ayo Berlatih berisi soal-soal yang harus kalian kerjakan. Fitur Mari Berdiskusi berisi pembahasan suatu topik yang harus kalian diskusikan. Fitur Rangkuman berisi ringkasan materi dari modul yang telah dipelajari, dan fitur Tes Formatif berisi soal-soal untuk mengevaluasi pemahaman, penerapan serta penalaran siswa terhadap materi pada modul yang telah dipelajari. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 3
II. INTI KOMPETENSI DASAR DAN INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) 2.1. Kompetensi Dasar 3.5. Menjelaskan konsep usaha, pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia 4.5. Menyajikan hasil penyelidikan atau pemecahan masalah tentang manfaat penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari 2.2. Indikator Pencapaian Kompetensi 3.5.1. Menganalisis kegiatan-kegiatan yang termasuk usaha 3.5.2. Memberi contoh usaha dalam kehidupan sehari-hari 3.5.3. Menganalisis jenis pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya 3.5.4. Mengelompokan pesawat sederhana berdasarkan prinsip kerjanya 3.5.5. Membedakan prinsip dari katrol, bidang miring dan pengungkit 3.5.6. Membedakan prinsip pengungkit jenis 1, jenis 2 dan jenis 3 3.5.7. Mendata prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia 4.5.1. Menyimpulkan dan memaparkan hasil penyelidikan tentang manfaat penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari- hari Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 4
USAHA DAN PESAWAT SEDERHANA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI Pernahkan kamu melihat orang yang mencabut paku dengan menggunakan linggis? Apakah kamu tahu bahwa dengan menggunakan linggis paku dapat dicabut lebih mudah. Mengapa demikian? Agar kamu dapat memahaminya, mari kita pelajari materi tentang usaha dan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari dengan semangat dan fokus! Ayo Dijawab! Pernahkan kamu mencoba mendorong sebuah pohon besar? Apakah pohon tersebut bergerak atau berpindah? Apakah dengan mendorong pohon yang besar dapat dikatakan bahwa kamu melakukan usaha? Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 5
Mari Berdiskusi! Perhatikan pernyataan-pernyataan yang terdapat pada Tabel 2.1 dan video serta gambar berikut! Selanjutnya analisis manakah yang termasuk kegiatan melakukan usaha! Dan berapa besar usaha yang dilakukan? Tabel 2.1 Pernyataan-pernyataan kegiatan melakukan usaha No Pernyataan Usaha Bukan Besar Usaha Usaha (J) 1 Anton mendorong gerobak dengan gaya 20 N, sehingga gerobak berpindah sejauh 5 meter 2 Suster mendorong pasien pada kursi roda dengan gaya 10 N dari ruang perawatan ke ruang cek laboratorium kemudian kembali lagi ke ruang perawatan 3 Ajeng menginjak tomat dengan gaya sebesar 2 N hingga tomat tersebut pecah 4 Bongkahan kayu bermassa 5 kg dipindahkan sejauh 4 meter dengan gaya sebesar 50 N 5 Durian bermassa 1500 gram jatuh dari pohonnya yang memiliki ketinggian 5 meter dari permukaan tanah Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 6
Gambar dan video kegiatan melakukan usaha https://www.ruangguru.com/hs- https://www.ruangguru.com/hs- fs/hubfs/lifting%20a%20thing.gif?widt fs/hubfs/push%20a%20car.gif?width= h=280&height=210&name=lifting%20a 600&name=push%20a%20car.gif %20thing.gif v https://www.youtube.com/watch?v=j8 https://www.youtube.com/watch?v= IfLphXwPY N8U9w5BIlmE Buatlah kesimpulan mengenai hubungan antara Gaya dan Perpindahan suatu benda terhadap besar Usaha yang dilakukan! serta uraikan alasan mengapa pada kegiatan pada tabel, video dan gambar terdapat kegiatan yang tergolong usaha dan kegiatan bukan usaha! Apa yang membedakan dari kegiatan-kegiatan tersebut? Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 7
Untuk lebih memahami materi usaha dan pesawat sederhana, silahkan mengunjungi link berikut. https://www.youtube.c https://www.youtube.c om/watch?v=h_0v0JW om/watch?v=TJvxxVS 3pWE Fjjs Pembelajaran Online Ayo login ke aplikasi Edmodo sesuai tautan kelas masing- masing. Kelas 8A : https://new.edmodo.com/joincg/i9edev Kelas 8B : https://new.edmodo.com/joincg/4iep69 Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 8
2.3. Uraian Materi Sebagai salah satu bahan referensi kamu dalam belajar, berikut uraian materi Usaha dan Pesawat Sederhana. Kamu dapat mencari sumber belajar lain baik cetak atau online. Usaha dan Pesawat Sederhana dalam Kehidupan Sehari-hari A. Usaha Manusia dengan akal yang diberikan oleh Tuhan dapat membuat berbagai alat yang mampu mempermudah dalam melakukan berbagai aktifitas seperti katrol yang digunakan untuk mengambil air dari sumur, gunting untuk memotong kain, memotong kertas atau membuka bungkus makanan dan penggunaan sekrup untuk menyatukan kayu dalam merakit sebuah lemari. Dengan alat-alat tersebut manusia hanya memerlukan tenaga dan gaya yang kecil untuk melakukan suatu usaha atau kerja. Usaha yang dilakukan untuk memindahkan suatu benda berbanding lurus dengan besar gaya yang digunakan dan besar perpindahanya. Semakin besar perpindahan suatu benda maka semakin besar usaha yang dilakukan, dan semakin besar gaya yang diberikan untuk memindahkan suatu benda maka semakin besar pula usaha yang dilakukan. Secara sistematis dapat ditulis sebagai berikut: ������ = ������ . ∆������ dengan: W = usaha (joule) F = gaya (newton) ∆s = perpindahan (meter) Dalam melakukan suatu usaha diperlukan energi atau daya, besarnya energi yang dipergunakan untuk melakukan usaha dalam 1 detik disebut sebagai laju energi atau daya (P), besarnya daya berbanding lurus dengan usaha (W) yang dilakukan namun berbanding terbalik dengan waktu yang diperlukan untuk melakukan usaha (t). Semakin besar usaha yang dilakukan dalam selang waktu yang sama maka semakin besar pula daya yang dipergunakan namun semakin besar waktu yang diperlukan untuk melakukan usaha yang sama maka semakin kecil daya yang dipergunakan. Secara sistematis dapat ditulis sebagai berikut. ������ ������ = ������ dengan P = daya (watt) W = usaha (joule) t = waktu (sekon) Usaha dan Pesawat Sederhana 9 Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1
CONTOH SOAL USAHA (W) DAN LAJU ENERGI/DAYA (P) Setelah kamu mengetahui mengenai konsep dan penerapan usaha, mari kita pahami hubungan antara besar usaha (W) dan besar laju energi atau daya (P) dari pertanyaan berikut! Sandi mendorong meja dengan gaya sebesar 50 N sehingga meja tersebut berpindah sejauh 4 meter dalam waktu 10 sekon, sedangkan Rudi mendorong meja yang memiliki ukuran dan massa yang sama dengan gaya sebesar 200 N sehingga meja tersebut berpindah sejauh 10 meter dalam waktu 40 sekon. Berapakah besar usaha yang dilakukan dan daya yang dikeluarkan Sandi dan Rudi untuk memindahkan meja? Diketahui: ∆sSandi= 4 meter tSandi = 10 sekon FSandi = 50 N ∆sRudi = 10 meter tRudi = 40 sekon FRudi = 200 N Ditanya: PSandi dan PRudi Jawab: ������ ������ . ∆������ ������ = ������ = ������ = 50 ������ .4 ������ = 200 = 20 ������������������������ 10 ������ 10 = 200 ������ .10 ������ = 2000 = 50 ������������������������ 40 ������ 40 Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa Sandi mengeluarkan daya sebesar 20 watt dan Rudi mengeluarkan daya sebesar 50 watt. Ayo Berlatih! Dodi mendorong sepedanya yang bocor dengan gaya 300 N hingga sampai ke sebuah bengkel sejauh 45 meter. Waktu yang dibutuhkan oleh Dodi mendorong sepeda hingga sampai di bengkel adalah 50 sekon. Tentukan besar usaha dan daya yang diperlukan oleh Dodi untuk mendorong sepeda tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 10
Mari Berdiskusi! Dalam kehidupan sehari-hari sering kita melakukan kegiatan menggunakan alat bantu (pesawat sederhana) untuk dapat melakukan usaha lebih mudah. Untuk dapat memahami penerapan serta manfaat pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari, mari diskusikan beberapa contoh kegiatan berikut. Lakukan pengamatan terhadap berbagai kegiatan yang sering dilakukan oleh orang lain disekitarmu dan tuliskan jenis kegiatan serta alat yang digunakan untuk melakukan kegiatan tersebut! Tabel 2.2 Kegiatan dan pesawat sederhana yang digunakan No Jenis Kegiatan Alat Bantu yang Digunakan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Dari hasil pengamatanmu, analisislah alat bantu yang digunakan dalam kegiatan-kegiatan tersebut dan kelompokan ke dalam kelompok pesawat sederhana jenis pengungkit/tuas, katrol, bidang miring, atau roda berporos. Uraikan alasanmu dalam pengelompokan alat-alat bantu tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 11
Mari Kita Lakukan! Membuat Sekrup Sederhana dengan Menggunakan Paku dan Kertas Tujuan : Untuk membuktikan bahwa sekrup merupakan contoh penerapan dari bidang miring Alat dan Bahan: 1. Paku berukuran besar 2. Kertas berbentuk segitiga siku-siku dengan ketinggian yang sama dengan tinggi paku Langkah Kegiatan: 1. Letakan paku diatas sisi kaki kertas segitiga siku-siku seperti pada gambar 2. Gulung paku tersebut hingga mencapai ujung kertas 3. Amati bentuk kertas yang menyelimuti paku Dari hasil percobaan dan pengamatanmu, buat kesimpulan hubungan antara percobaan yang kamu lakukan dengan prinsip bidang miring serta uraikan keuntungan dari prinsip tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 12
Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 13
B. Pesawat Sederhana Pesawat sederhana bermanfaat untuk mempermudah pekerjaan yang kita lakukan sehari-hari. Berikut adalah beberapa jenis pesawat sederhana yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari beserta keuntungan mekanis dari penggunaan pesawat sederhana. 1. Jenis-jenis Pesawat Sederhana a. Pengungkit/Tuas Pengungkit atau tuas merupakan salah satu dari jenis pesawat sederhana yang paling banyak digunakan dan ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, alat-alat yang menggunakan prinsip pengungkit contohnya linggis, sekop, pinset, koper, gerobak, pembuka tutup botol dan lain-lain. Pada pengungkit terdapat lengan kuasa yaitu posisi dari tumpuan hingga titik bekerja gaya kuasa. Lengan beban yaitu posisi dari tumpuan hingga bekerja titik bekerja gaya beban dan titik tumpu yaitu titik tumpuan yang membagi lengan kuasa dengan lengan beban. Agar mudah dalam memahaminya, perhatikan gambar 2.2! Gambar 2.2 Posisi lengan kuasa dan lengan beban Sumber: Dok. Kemdikbud Pengungkit menggandakan usaha dan mengubah arah gaya untuk dapat memudahkan usaha. Agar dapat mengetahui besar gaya yang dilipat gandakan oleh tuas maka harus kita hitung keuntungan mekaniknya. Cara untuk menghitung keuntungan mekanik yaitu dengan membagi panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban. Karena syarat agar tuas dalam keadaan setimbang adalah FB x LB = FK x LK dan KM = ������������ maka KMtuas = ������������ ������������ ������������ Dengan: KM = keuntungan mekanis FB = gaya beban (N) FK = gaya kuasa (N) LK = lengan kuasa (m) LB = lengan beban (m) Usaha dan Pesawat Sederhana Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 14
Pesawat Sederhana b. Katrol Pernahkah kamu mengambil air dari dalam sumur? Alat apa yang kamu gunakan? Contoh pesawat sederhana yang kita gunakan dalam mengambil air pada sumur yaitu katrol tetap (gambar 2.3). Dengan menggunakan katrol tetap arah gaya akan diubah sehingga ketika kamu menarik tali ke bawah maka ember yang berisi air akan tertarik ke atas. Keuntungan mekanik dari katrol tetap adalah 1 karena pada katrol tunggal gaya kuasa sama dengan gaya beban. Katrol bebas berbeda dengan katrol tetap, perbedaannya yaitu pada kedudukan katrol bebas yang berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu seperti pada gambar 2.4. Gambar 2.4 Jenis-jenis Katrol Gambar 2.5 Katrol Majemuk Sumber: Dok. Kemdikbud Sumber: https://e- scienceeducation.blogspot.com/p/si Katrol bebas dapat melipatkan gaya sehingga dengan stem-ekskresi-pada- adanya kelipatan gaya tersebut gaya yang diberikan pada lengan manusia.html?m=1 kuasa untuk mengangkat benda akan menjadi lebih kecil daripada gaya beban. Katrol ini biasa ditemukan di Pelabuhan yang berfungsi untuk mengangkat peti kemas. Keuntungan mekanis katrol bebas lebih dari 1. Untuk katrol bebas tunggal besar keuntungan mekaniknya yaitu 2 karena untuk mengangkat beban 2 N diperlukan gaya kuasa sebesar 1 N. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol bebas dan katrol tetap yang dirangkai menjadi satu sistem yang saling berhubungan. Katrol majemuk akan membuat gaya kuasa yang diberikan kepada benda semakin kecil. Katrol jenis ini banyak dijumpai dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanis yang diperoleh dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menahan berat benda. Pada gambar 2.5 keuntungan mekanis pada katrol tersebut adalah 4 karena jumlah tali yang menyokong berat benda selain tali kuasa berjumlah 4. Usaha dan Pesawat Sederhana Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 15
Pesawat Sederhana c. Bidang Miring Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakan membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan dalam menggerakan benda. Contoh penerapan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari yaitu tangga rumah, pisau dan sekrup. Keuntungan mekanik yang Gambar 2.6 Bidang Miring diperoleh dari penggunaan bidang Sumber: https://ilmuhitung.com/bidang- miring yaitu perbandingan jarak miring-dan-roda/ kuasa dengan jarak beban. Perhatikan gambar 2.6 berikut. ������������������������ ������������������������������ ������������������������������������������ ������������������������������������ ������������������������������������ ������ ������������������������������������������������������������ ������������������������������������������ = ������������������������ ������������������������������ = =ℎ ������������������������������������������������������������ d. Roda Berporos Gambar 2.7 Contoh Roda Berporos Sumber: https://blog.avelio.com/khusus- Ban dan roda gigi (gear) pada pemula-ketahui-komponen-komponen- sepeda termasuk salah satu sepeda-gunung/ penerapan pesawat sederhana pada jenis roda berporos. Prinsip roda berporos pada sepeda berfungsi untuk mempercepat gaya saat melakukan perjalanan. Selain sepeda contoh penerapan lain roda berporos yaitu, sepatu roda, kursi roda, mobil dan motor. Gambar 2.7 merupakan contoh penerapan roda berporos. Roda berporos merupakan pesawat sederhana yang memiliki 2 roda dengan ukuran berbeda dan berputar bersamaan. Gaya kuasa bekerja pada roda yang besar dan gaya beban bekerja pada roda yang lebih kecil. Usaha dan Pesawat Sederhana Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 16
Pesawat Sederhana 2. Prinsip Kerja Pesawat Sederhana pada Sistem Gerak Manusia Dalam kehidupan sehari-hari selain alat-alat yang kamu gunakan yang menggunakan prinsip pesawat sederhana, pada tubuhmu juga terdapat bagian yang memiliki prinsip pesawat sederhana yaitu pada struktur otot dan rangka. Contoh kegiatan-kegiatan yang menerapkan prinsip pesawat sederhana yang kamu lakukan yaitu jinjit, berdiri, menunduk, mengangkat barbel dan menengadahkan kepala. Perhatikan gambar 2.8 berikut. Gambar 2.8 Contoh Prinsip Pesawat Sederhana pada tubuh manusia Sumber: https://wulanadel.blogspot.com/2019/08/materi-prinsip-kerja-pesawat-sederhana.html Mari Berdiskusi! Perhatikan gambar berikut! AB C D E 1. Dari lima gambar tersebut, manakah yang menggunakan prinsip tuas? Termasuk tuas jenis manakah gambar-gambar tersebut? Uraikan alasanmu dalam menggelompokan jenis prinsip tuas berdasarkan gambar tersebut! 2. Coba kamu tuliskan contoh prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia dalam kegiatan yang kamu lakukan sehari-hari, dan tuliskan penjelasan terhadap penerapan pesawat sederhana pada kegiatan-kegiatan tersebut! Usaha dan Pesawat Sederhana Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 17
2.4. Forum Diskusi Perhatikan peristiwa dalam berita berikut! Sumber : https://www.republika.co.id/berita/p3lvkt382/4-pekerja-tewas-dalam- kecelakaan-emcraneem-jatuh-di-jatinegara https://www.youtube.com/watch?v=L9FggvMtnws Berdasarkan berita tersebut, diskusikan bersama temanmu pertanyaan- pertanyaan berikut. a. Jenis pesawat sederhana apa yang digunakan pada alat yang terdapat dalam berita tersebut? b. Hal apa yang terjadi pada berita tersebut, dan mengapa hal tersebut dapat terjadi ? c. Bagaimana prinsip pesawat sederhana yang diterapkan pada alat yang terdapat pada berita? d. Berikan analisismu terhadap kejadian pada berita dan hubungkan kejadian tersebut dengan prinsip pesawat sederhana! e. Berikan pendapatmu bagaimana cara yang harus dilakukan agar kejadian tersebut tidak terulang Kembali! f. Buatlah sketsa yang menggambarkan prinsip pesawat sederhana pada alat yang terdapat pada berita dan sertakan hal-hal yang harus diperhatikan agar tidak terjadi kesalahan dalam penggunaan alat tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 18
III. PENUTUP 3.1. Rangkuman 1. Usaha merupakan besarnya energi yang digunakan gaya untuk memindahkan suatu benda dari titik awal ke titik akhir. 2. Usaha (W) berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan pada benda (F) dan besar perpindahan benda (∆s), semakin besar gaya yang diberikan dan perpindahan benda maka semakin besar pula usaha yang dilakukan. 3. Pesawat sederhana merupakan alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. 4. Keuntungan mekanis merupakan keuntungan yang diperoleh dari perbandingan lengan beban dan lengan kuasa dan menunjukan berapa kali pesawat sederhana menggandakan gaya. 5. Jenis-jenis pesawat sederhana terbagi kedalam 4 jenis yaitu pengungkit/tuas, katrol, bidang miring dan roda berporos. 6. Pengungkit dilihat dari variasi letak titik tumpu, lengan kuasa dan lengan beban terdiri dari 3 jenis yaitu jenis pertama titik tumpu terletak antara kuasa dan beban, jenis kedua titik beban berada diantara titik tumpu dan kuasa, dan jenis ketiga titik kuasa berada diantara beban dan titik tumpu. 7. Contoh penerapan pengungkit dalam kehidupan sehari-hari yaitu linggis, gunting, pinset, koper dan pinset. 8. Jenis-jenis katrol yaitu katrol tetap dan katrol bebas. Pada katrol tetap keuntungan mekanis adalah 1 karena gaya pada kuasa dan beban sama. Sedangkan pada katrol bebas keuntungan mekanis adalah 2 karena sebagai contoh untuk menarik beban seberat 2 N diperlukan gaya tarik sebesar 1 N. 9. Katrol majemuk terdiri atas katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai dan saling berhubungan. Keuntungan mekanis pada katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat benda selain tali kuasa. 10. Bidang niring adalah bidang datar yang dimiringkan pada sudut tertentu yang berfungsi agar mempermudah pekerjaan dengan memperkecil gaya kuasa. Contoh penerapan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari yaitu sekrup, pisau dan tangga rumah. 11. Ban sepeda, kursi roda, sepatu roda dan roda gigi (gear) merupakan contoh penerapan prinsip roda berporos pada kehidupan sehari-hari. 12. Kerja otot dan rangka pada manusia memiliki kesesuaian dengan prinsip kerja pesawat sederhana. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 19
1.2. Tes Formatif 1. Perhatikan gambar berikut! Pernyataan yang benar tentang sistem kerja pengungkit sesuai gambar di atas adalah …. A. (A) titik kuasa dan (BC) lengan kuasa B. (B) titik kuasa dan (AB) lengan kuasa C. (C) titik kuasa dan (AB) lengan beban D. (D) lengan beban dan (BC) lengan kuasa 2. Perhatikan gambar beberapa peralatan berikut! Alat-alat yang bekerjanya berdasarkan prinsip bidang miring ditunjukkan oleh nomor …. A. (1) dan (2) B. (2) dan (3) C. (2) dan (4) D. (1) dan (3) 3. Perhatikan gambar bidang miring berikut! Sebuah balok yang beratnya 150 Newton ditarik di atas bidang miring dengan gaya F seperti pada gambar. Besarnya gaya F adalah …. A. 60 Newton B. 90 Newton C. 200 Newon D. 250 Newton 4. Kuasa yang dibutuhkan untuk mengangkat beban pada pengungkit akan menjadi lebih kecil, apabila titik tumpu diletakkan …. A. di antara beban dan kuasa B. di tengah-tengah beban dan gaya C. menjauhi beban D. mendekati beban Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 20
5. Berikut ini yang merupakan contoh tuas golongan ketiga adalah …. A. gunting B. alat pancing C. gerobak roda satu D. pemecah kemiri 6. Pasangan jenis tuas dan contohnya yang benar adalah …. A. tuas golongan pertama : pemotong kertas B. tuas golongan kedua : strappler C. tuas golongan kedua : pemecah kemiri D. tuas golongan ketiga : jungkat-jungkit 7. Seorang anak sedang mengungkit batu seperti terlihat pada gambar berikut. Besarnya kuasa yang diperlukan anak untuk dapat mengungkit batu adalah …. A. 20 Newton B. 30 Newton C. 40 Newton D. 60 Newton 8. Pada saat kita pergi ke pegunungan, maka jalan menuju ke pegunungan dibuat berkelok-kelok. Pembuatan jalan berkelok ini menggunakan prinsip …. A. bidang miring B. katrol C. tuas D. roda berporos 9. Sebuah drum dengan beban 100 Newton akan dinaikkan ke dalam bak truk dengan gaya 50 Newton menggunakan bidang miring. Besarnya keuntungan mekanik yang didapatkan adalah …. A. 1 B. 2 C. 4 D. 5 10. Perhatikan gambar berikut! Sebuah beban seberat 40 Newton ditarik ke atas dengan katrol tetap seperti pada gambar. Jika gesekan tali dan berat katrol diabaikan, maka gaya kuasa minimum yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut adalah …. A. 12 Newton C. 30 Newton B. 15 Newton D. 40 Newton Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 21
DAFTAR PUSTAKA Cahya Prima,Eka, Dr. S.Pd., M.T. Modul 4. Kinematika dan Dinamika Gerak,Serta Suhu dan Kalor . Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. 2019 Lia Yuliati, dkk. (2014). ). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs kelas VIII semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. Cetakan ke-1. ISBN : 978-602-1530-64 Siti Zubaidah, dkk. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs kelas VIII semester 1. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia. Cetakan ke-2. ISBN : 978-602-1530-64-1. Bahan Pustaka dari Internet : Usaha : https://wirahadie.com/usaha-dan-pesawat-sederhana/amp/ Pesawat Sederhana : http://staffnew.uny.ac.id › upload › pendidikan Prinsip pesawat sederhana pada tubuh manusia : https://guruberkisah.wordpress.com/2020/10/09/pesawat-sederhana-dalam- tubuh-manusia/ Teknik penyusunan modul pembelajaran : https://www.academia.edu/download/55531688/PengmbGN_Modul_dan_Bhn_Aj ar_Das_Salirawati.pdf Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 22
Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 23
JAWABAN TES FORMATIF No Kunci jawaban No Kunci jawaban 1C 6C 2D 7C 3B 8A 4D 9B 5C 10 D Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 24
Mari kita diskusikan! MEMBUAT RANCANGAN ALAT BERDASARKAN PRINSIP PESAWAT SEDERHANA UNTUK MEMINDAHKAN BENDA YANG BESAR DAN BERAT Setelah mempelajari prinsip pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari, diskusikanlah bersama teman-teman kelompokmu untuk merancang alat berdasarkan prinsip pesawat sederhana yang digunakan untuk memudahkan kalian dalam memindahkan barang yang besar dan berat seperti lemari pakaian di rumahmu. Tuliskan hasil diskusi kalian ke dalam tabel berikut! Alasan Prinsip pesawat Cara penggunaan penggunaan alat sederhana yang alat yang dengan prinsip dirancang digunakan pesawat sederhana yang dipilih Untuk lebih memahami materi usaha dan pesawat sederhana, silahkan mengunjungi link berikut. https://www.youtube.c https://www.youtube.c om/watch?v=h_0v0JW om/watch?v=TJvxxVS 3pWE Fjjs Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 25
Mari Kita Lakukan! Untuk kegiatan di rumah Membuat Sekrup Sederhana dengan Menggunakan Paku dan Kertas Tujuan : Untuk membuktikan bahwa sekrup merupakan contoh penerapan dari bidang miring Alat dan Bahan: 1. Paku berukuran besar 2. Kertas berbentuk segitiga siku-siku dengan ketinggian yang sama dengan tinggi paku Langkah Kegiatan: 1. Letakan paku diatas sisi kaki kertas segitiga siku-siku seperti pada gambar 2. Gulung paku tersebut hingga mencapai ujung kertas 3. Amati bentuk kertas yang menyelimuti paku Dari hasil percobaan dan pengamatanmu, buat kesimpulan hubungan antara percobaan yang kamu lakukan dengan prinsip bidang miring serta uraikan keuntungan dari prinsip tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 26
Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 27
CONTOH SOAL GAYA (F) DAN KEUNTUNGAN MEKANIS (KM) PESAWAT SEDERHANA Setelah kamu mengetahui mengenai prinsip pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari, mari kita pahami besar gaya (F) dan keuntungan mekanik (M) dari pesawat sederhana. 1. BIDANG MIRING Untuk memindahkan beban seberat 150 newton ke atas bak truk, seseorang menggunakan papan kayu yang panjangnya 2,5 meter. Jika tinggi bak truk terhadap tanah 1,25 meter, berapakah gaya dorong yang dikeluarkan orang itu dan berapakah keuntungan mekanis bidang miring itu? Penyelesaian: Diketahui: panjang papan (s) = 2,5 m tinggi bak (h) = 1,25 m berat beban (Fb) = 150 N Ditanyakan: gaya dorong (F) dan keuntungan mekanis (M) Jawab: Jadi, gaya dorong yang dikeluarkan sebesar 75 N dan keuntungan mekanis ideal bidang miring itu = 2. Ayo Berlatih! Sebuah bidang miring tingginya 1 m dan panjangnya 5 m. Bila berat benda yang akan dipindahkan 1.880 N, hitunglah gaya yang diperlukan untuk memindahkan benda tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 28
CONTOH SOAL GAYA (F) DAN KEUNTUNGAN MEKANIS (KM) PESAWAT SEDERHANA 2. RODA BERPOROS Sebuah roda berporos diketahui diameter rodanya 1 meter, sedangkan diameter porosnya 20 cm. Alat itu digunakan untuk mengangkat beban seberat 80 newton. Tentukan keuntungan mekanik ideal roda berporos! Penyelesaian: Diketahui: jari-jari roda (R) = 1 m jari-jari gandar (r) = 20 cm = 0,2 m berat beban (W) = 80 N Ditanyakan: keuntungan mekanik ideal (IMA) Jawab: Jadi, keuntungan mekanis ideal roda bergandar adalah 5 Ayo Berlatih! Roda bergigi 18 buah menggerakkan roda lain yang jumlah giginya 54 buah. Jika kecepatan rotasinya 6 putaran/sekon, berapakah kecepatan rotasi roda gigi yang kedua? Berapa keuntungan mekaniknya? Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 29
CONTOH SOAL GAYA (F) DAN KEUNTUNGAN MEKANIS (KM) PESAWAT SEDERHANA 3. KATROL a. Katrol tetap Budi mengangkat sebuah balok kayu dengan beratnya 100 N setinggi 2 m menggunakan katrol tetap. Hitunglah berapa besar gaya yang diperlukan budi untuk mengangkat balok kayu dan usaha yang dilakukan pada balok kayu tersebut ? Jawaban Diketahui : w = 200 N s=h=4m Ditanya : F = …? W = …? Penyelesaian : Keuntungan mekanik katrol tetap = 1 KM = W/F F = W/KM = 100 N/1 = 100 N Besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat balok kayu itu 100 N W=Fs = 100 N x 2 m = 200 Nm = 200 J Jadi, besar usaha yang dilakukan pada balok kayu adalah 200 J Ayo Berlatih! Perhatikan gambar di bawah ini. Jika massa benda 50 kg, hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat benda tersebut menggunakan katrol tetap (anggap percepatan gravitasi ditempat tersebut 10 m/s? Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 30
CONTOH SOAL GAYA (F) DAN KEUNTUNGAN MEKANIS (KM) PESAWAT SEDERHANA 3. KATROL b. Katrol bergerak Angga mengangkat sebuah batu menggunakan katrol bergerak. Jika gaya yang angga gunakan sebesar 100 N, berapa kah berat beban yang dapat diangkat oleh angga ? Jawaban : Diketahui: F = 125 N Ditanya: w = …? Penyelesaian : Keuntungan mekanik katrol tetap = 2 KM = w/f w = KM F = 2 x 100 N = 200 N Jadi, beban yang dapat diangkat angga adalah sebesar 200 N Ayo Berlatih! Bila berat beban 1.500 N ditarik ke atas dengan menggunakan katrol bergerak. Hitunglah gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 31
CONTOH SOAL GAYA (F) DAN KEUNTUNGAN MEKANIS (KM) PESAWAT SEDERHANA 3. KATROL c. Katrol majemuk Sebuah benda memiliki 1200 N, jika menggunakan katrol majemuk 4 gabungan katrol, maka gaya kuasa minimum yang harus diberikan adalah ... Diketahui: w = 1200 N KM = 4 → karena katrol majemuk 4 gabungan Ditanya: F = ...? Jawab: Jadi, gaya kuasa yang diberikan sebesar 300 N. Ayo Berlatih! Sebuah benda yang beratnya 1200 N diangkat menggunakan katrol majemuk dengan 4 buah katrol. Hitunglah besar gaya minimum yang harus diberikan untuk menarik beban tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 32
CONTOH SOAL GAYA (F) DAN KEUNTUNGAN MEKANIS (KM) PESAWAT SEDERHANA 4. TUAS/PENGUNGKIT Untuk mengangkat beban 1.000 N digunakan tuas yang panjangnya 300 cm dan lengan beban 50 cm. Hitunglah gaya yang diperlukan mengangkat beban tersebut! Penyelesaian: Soal ini merupakan tuas jenis pertama, di mana titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Maka: w = 1.000 N lb = 50 cm Jika panjang tuas dan panjang lengan beban (lb) diketahui maka panjang lengan kuasa (lk) dapat dicari dengan cara mengurangkan panjang tuas dengan lengan kuasa. Maka: lk = 300 cm - lb lk = 300 cm - 50 cm lk = 250 cm Gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban yakni: w . lb = F . lk 1.000 N . 50 cm = F . 250 cm F = 1.000 N . 50 cm/250 cm F = 200 N Ayo Berlatih! Sebuah batu yang beratnya 900 N diangkat dengan tuas yang panjangnya 2 m. Jika lengan beban 50 cm dan titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Hitunglah! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 33
C. RANGKUMAN 1. Pesawat sederhana merupakan alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. 2. Keuntungan mekanis merupakan keuntungan yang diperoleh dari perbandingan lengan beban dan lengan kuasa dan menunjukan berapa kali pesawat sederhana menggandakan gaya. 3. Jenis-jenis pesawat sederhana terbagi kedalam 4 jenis yaitu pengungkit/tuas, katrol, bidang miring dan roda berporos. 4. Pengungkit dilihat dari variasi letak titik tumpu, lengan kuasa dan lengan beban terdiri dari 3 jenis yaitu jenis pertama titik tumpu terletak antara kuasa dan beban, jenis kedua titik beban berada diantara titik tumpu dan kuasa, dan jenis ketiga titik kuasa berada diantara beban dan titik tumpu. 5. Contoh penerapan pengungkit dalam kehidupan sehari-hari yaitu linggis, gunting, pinset, koper dan pinset. 6. Jenis-jenis katrol yaitu katrol tetap dan katrol bebas. Pada katrol tetap keuntungan mekanis adalah 1 karena gaya pada kuasa dan beban sama. Sedangkan pada katrol bebas keuntungan mekanis adalah 2 karena sebagai contoh untuk menarik beban seberat 2 N diperlukan gaya tarik sebesar 1 N. 7. Katrol majemuk terdiri atas katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai dan saling berhubungan. Keuntungan mekanis pada katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat benda selain tali kuasa. 8. Bidang niring adalah bidang datar yang dimiringkan pada sudut tertentu yang berfungsi agar mempermudah pekerjaan dengan memperkecil gaya kuasa. Contoh penerapan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari yaitu sekrup, pisau dan tangga rumah. 9. Ban sepeda, kursi roda, sepatu roda dan roda gigi (gear) merupakan contoh penerapan prinsip roda berporos pada kehidupan sehari-hari. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 34
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA PENDIDIKAN PROFESI GURU DALAM JABATAN PROGRAM STUDI ILMU PENGETAHUAN ALAM 2021 BAHAN AJAR 3 ILMU PENGETAHUAN ALAM PRINSIP PESAWAT SEDERHANA PADA OTOT DAN RANGKA MANUSIA KELAS VIII SEMESTER 1 SMPN 2 CIMERAK 35 TAHUN PELAJARAN 2020/2021 Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1
C. KOMPETENSI DASAR, INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI (IPK) DAN TUJUAN 1.1 Kompetensi Dasar 3.3. Menjelaskan konsep usaha, pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia 1.2 Indikator Pencapaian Kompetensi 3.3.14 Menganalisis prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia 3.3.15 Memberikan contoh penerapan prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia dalam kegiatan sehari-hari 3.3.16 Membuat sketsa prinsip pesawat sederhana pada pada otot dan rangka manusia dalam kegiatan sehari-hari 1.3 Tujuan Setelah mempelajari materi pada bahan ajar ini peserta didik mampu 3.3.14.1 Menganalisis prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia 3.3.15.1 Memberikan contoh penerapan prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia dalam kegiatan sehari-hari 3.3.16.1 Membuat sketsa prinsip pesawat sederhana pada pada otot dan rangka manusia dalam kegiatan sehari-hari Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 36
B. URAIAN MATERI PRINSIP PESAWAT SEDERHANA DALAM OTOT DAN RANGKA MANUSIA Dalam kehidupan sehari-hari selain alat-alat yang kamu gunakan yang menggunakan prinsip pesawat sederhana, pada tubuhmu juga terdapat bagian yang memiliki prinsip pesawat sederhana yaitu pada struktur otot dan rangka. Contoh kegiatan-kegiatan yang menerapkan prinsip pesawat sederhana yang kamu lakukan yaitu jinjit, berdiri, menunduk, mengangkat barbel dan menengadahkan kepala. Perhatikan gambar 2.1 berikut. Gambar 2.8 Contoh Prinsip Pesawat Sederhana pada tubuh manusia Sumber: https://wulanadel.blogspot.com/2019/08/materi-prinsip-kerja-pesawat-sederhana.html MARI BELAJAR 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. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 37
1. Pengungkit Jenis I Pengungkit jenis I adalah titik tumpu berada di antara kuasa dan beban, seperti layaknya linggis dan pemotong kuku. Pada otot dan rangka manusia gerakan mengangguk menggunakan sistem tuas jenis pertama. Otot leher bertindak sebagai kuasa, tengkorak sebagai beban dan titik tumpunya berada antara tulang leher dan tulang tengkorak. Hal ini terjadi saat pemain badminton Gambar 2.1 pengungkit jenis 1 pada menengadahkan kepalanya system gerak manusia Sumber : menggunakan otot leher. https://www.passakanawang.com/2 017/09/tuas-dan-contohnya-pada- alat-gerak.html Ketika kita menundukkan atau menengadahkan kepala, maka kepala merupakan beban yang akan kita gerakan. Untuk menggerakan kepala tersebut kita menggunakan otot yang berada pada leher. Di sini otot leher berfungsi sebagai kuasa yang mampu menggerakan kepala kita. Sedangkan titik tumpu sendiri berada pada bagian tulang leher sendiri. Maka saat kita menengadahkan atau menunduk kita sedang menerapkan prinsip kerja pengungkit jenis I. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 38
2. Pengungkit Jenis II Pengungkit jenis II adalah beban Gambar 2.2 pengungkit jenis 2 pada posisinya berada di antara titik system gerak manusia tumpu dan kuasa. Pada otot dan Sumber : rangka manusia gerakan melangkah https://www.passakanawang.com/2 sebagai gerak yang menggunakan 017/09/tuas-dan-contohnya-pada- sistem tuas jenis kedua. Tulang alat-gerak.html pada ujung jari kaki sebagai titik tumpu, bagian tengah kaki sebagai beban dan otot betis sebagai kuasa. Kondisi ini terjadi ketika pemain badminton mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kaki menggunakan otot betisnya. Ketika kaki jinjit maka kita mengangkat telapak kaki, dengan jari-jari kaki masih menyentuh lantai. Pada kasus ini, jari-jari yang menyentuh lantai berperan sebagai tumpu, telapak kaki bagian tengah berperan sebagai beban, dan, otot pada betis berperan sebagai kuasa. Ini berarti pada saat kita berjinjit, tubuh kita sedang menerapkan prinsip kerja dari pengungkit jenis 2. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 39
2. Pengungkit Jenis III Gambar 2.3 pengungkit jenis 3 pada Pengungkit jenis III adalah kuasa system gerak manusia posisinya di antara titik tumpu dan Sumber : beban. Pada otot dan rangka https://www.passakanawang.com/2 manusia gerakan lengan dengan 017/09/tuas-dan-contohnya-pada- sistem tuas golongan ketiga. Otot alat-gerak.html bisep sebagai kuasa, siku sebgai titik tumpu dan tulang lengan bawah sebagai beban. Ketika pemain badminton menegangkan otot lengan dan bahu, terciptalah pengungkit jenis III. Tulang, ligamen, dan otot adalah struktur yang membentuk pengungkit di dalam tubuh untuk menciptakan gerakan manusia. Dalam istilah sederhana, sendi (di mana dua atau lebih tulang bergabung bersama) membentuk titik tumpu, dan otot-otot yang melintasi sendi menerapkan gaya untuk memindahkan berat sehingga otot berperan sebagai titik kuasa dan tulang sendiri berperan sebagai pengungkit. Gambar 2.4 tulang sebagai pengungkit Sumber : https://guruberkisah.wordpress.com/2020/10/09/pesawat-sederhana-dalam- tubuh-manusia/ Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 40
Terlihat pada gambar 2.4 ketika tangan mengangkat beban, maka tangan ditekuk (bisep berkontraksi dan trisep berelaksasi), maka kerja tangan beserta ototnya seperti pengungkit jenis ke-3 karena letak titik beban di ujung, titik kuasa ditengah dan titik tumpu di ujung satunya. Pada peraga ini, maka telapak tangan berfungsi sebagai titik beban, siku berfungsi sebagai titik tumpu dan pangkal lengan atau otot bisep dan trisep sebagai titik kuasa. Dengan melihat paparan tentang pengungkit pada tubuh manusia, ternyata selama ini kita mampu menggerakan tubuh kita dengan mudah karena ada prinsip kerja pengungkit pada tubuh kita. Maka dari itu, kita seharusnya makin sadar bahwa Allah SWT menciptakan manusia dengan sempurna dan detail. Allah menciptakan segala suatu dengan fungsinya masing masing. Berikut contoh aktivitas yang dilakukan dalam kehidupan sehari-hari yang sesuai dengan prinsip pesawat sederhana. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 41
Pra Pembelajaran Prinsip pesawat sederhana pada otot dan Mari Berdiskusi! rangka manusia Perhatikan jenis-jenis tuas pada gambar berikut! Sumber : https://pakadit.web.id/pesawat-sederhana-tuas-katrol-roda- berporos-dan-bidang-miring/ Dari ketiga jenis tuas tersebut tuliskan contoh posisi pada rangka manusia yang sesuai dengan prinsip pesawat sederhana berupa tuas jenis 1, 2, dan 3 serta uraikan letak titik beban, titik tumpu dan titik kuasa pada contoh prinsip tuas pada otot dan rangka manusia yang kalian tuliskan! Usaha dan Pesawat Sederhana Kegiatan Inti Prinsip pesawat sederhana pada otot dan Mari Berdiskusi! rangka manusia Perhatikan gambar berikut! AB C D E Dari lima gambar tersebut, manakah yang menggunakan prinsip tuas? Termasuk tuas jenis manakah gambar-gambar tersebut? Uraikan alasanmu dalam menggelompokan jenis prinsip tuas berdasarkan gambar tersebut! Usaha dan Pesawat Sederhana Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 42
Kegiatan Inti Prinsip pesawat sederhana pada otot dan Mari Berdiskusi! rangka manusia Perhatikan video dan berita berikut! Berita atlet lempar lembing Video sirkus maribaya : Sumber : https://www.youtube.com/watc https://olahraga.skor.id/atlet- h?v=Ud24yPqFLgM lempar-lembing-jerman-bukukan- rekor-terbaik-kedua-dunia- 01350555 1. Dari video dan berita tersebut, identifikasilah kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh orang yang terdapat pada video dan berita yang sesuai dengan prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia! 2. Coba kamu tuliskan 5 contoh prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia dalam kegiatan yang kamu lakukan sehari-hari, dan tuliskan penjelasan terhadap penerapan pesawat sederhana pada kegiatan-kegiatan tersebut! 3. Buatlah sebuah sketsa dari salah satu contoh contoh prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia dalam kegiatan yang kamu lakukan sehari-hari dan tuliskan keterangan mengenai titik beban, titik kuasa dan titik tumpu pada sketsa tersebut! Usaha dan Pesawat Sederhana Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 43
C. RANGKUMAN 1. Kerja otot dan rangka pada manusia memiliki kesesuaian dengan prinsip kerja pesawat sederhana. 2. Pengungkit jenis I adalah titik tumpu berada di antara kuasa dan beban, seperti layaknya linggis dan pemotong kuku. Hal ini terjadi saat pemain badminton menengadahkan kepalanya menggunakan otot leher. 3. Pengungkit jenis II adalah beban posisinya berada di antara titik tumpu dan kuasa. Kondisi ini terjadi ketika pemain badminton mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kaki menggunakan otot betisnya. 4. Pengungkit jenis III adalah kuasa posisinya di antara titik tumpu dan beban. Ketika pemain badminton menegangkan otot lengan dan bahu, terciptalah pengungkit jenis III. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 44
2.4. Forum Diskusi Perhatikan peristiwa dalam berita berikut! Sumber : https://www.republika.co.id/berita/p3lvkt382/4-pekerja-tewas-dalam- kecelakaan-emcraneem-jatuh-di-jatinegara https://www.youtube.com/watch?v=L9FggvMtnws Berdasarkan berita tersebut, diskusikan bersama temanmu pertanyaan- pertanyaan berikut. a. Jenis pesawat sederhana apa yang digunakan pada alat yang terdapat dalam berita tersebut? b. Hal apa yang terjadi pada berita tersebut, dan mengapa hal tersebut dapat terjadi ? c. Bagaimana prinsip pesawat sederhana yang diterapkan pada alat yang terdapat pada berita? d. Berikan analisismu terhadap kejadian pada berita dan hubungkan kejadian tersebut dengan prinsip pesawat sederhana! e. Berikan pendapatmu bagaimana cara yang harus dilakukan agar kejadian tersebut tidak terulang Kembali! f. Buatlah sketsa yang menggambarkan prinsip pesawat sederhana pada alat yang terdapat pada berita dan sertakan hal-hal yang harus diperhatikan agar tidak terjadi kesalahan dalam penggunaan alat tersebut! Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 45
III. PENUTUP 3.1. Rangkuman 10. Usaha merupakan besarnya energi yang digunakan gaya untuk memindahkan suatu benda dari titik awal ke titik akhir. 11. Usaha (W) berbanding lurus dengan besar gaya yang diberikan pada benda (F) dan besar perpindahan benda (∆s), semakin besar gaya yang diberikan dan perpindahan benda maka semakin besar pula usaha yang dilakukan. 12. Pesawat sederhana merupakan alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia. 13. Keuntungan mekanis merupakan keuntungan yang diperoleh dari perbandingan lengan beban dan lengan kuasa dan menunjukan berapa kali pesawat sederhana menggandakan gaya. 14. Jenis-jenis pesawat sederhana terbagi kedalam 4 jenis yaitu pengungkit/tuas, katrol, bidang miring dan roda berporos. 15. Pengungkit dilihat dari variasi letak titik tumpu, lengan kuasa dan lengan beban terdiri dari 3 jenis yaitu jenis pertama titik tumpu terletak antara kuasa dan beban, jenis kedua titik beban berada diantara titik tumpu dan kuasa, dan jenis ketiga titik kuasa berada diantara beban dan titik tumpu. 16. Contoh penerapan pengungkit dalam kehidupan sehari-hari yaitu linggis, gunting, pinset, koper dan pinset. 17. Jenis-jenis katrol yaitu katrol tetap dan katrol bebas. Pada katrol tetap keuntungan mekanis adalah 1 karena gaya pada kuasa dan beban sama. Sedangkan pada katrol bebas keuntungan mekanis adalah 2 karena sebagai contoh untuk menarik beban seberat 2 N diperlukan gaya tarik sebesar 1 N. 18. Katrol majemuk terdiri atas katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai dan saling berhubungan. Keuntungan mekanis pada katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat benda selain tali kuasa. 19. Bidang niring adalah bidang datar yang dimiringkan pada sudut tertentu yang berfungsi agar mempermudah pekerjaan dengan memperkecil gaya kuasa. Contoh penerapan bidang miring dalam kehidupan sehari-hari yaitu sekrup, pisau dan tangga rumah. 20.Ban sepeda, kursi roda, sepatu roda dan roda gigi (gear) merupakan contoh penerapan prinsip roda berporos pada kehidupan sehari-hari. 21. Kerja otot dan rangka pada manusia memiliki kesesuaian dengan prinsip kerja pesawat sederhana. Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 46
1.2. Tes Formatif 1. Perhatikan gambar berikut! Pernyataan yang benar tentang sistem kerja pengungkit sesuai gambar di atas adalah …. A. (A) titik kuasa dan (BC) lengan kuasa B. (B) titik kuasa dan (AB) lengan kuasa C. (C) titik kuasa dan (AB) lengan beban D. (D) lengan beban dan (BC) lengan kuasa 2. Perhatikan gambar beberapa peralatan berikut! Alat-alat yang bekerjanya berdasarkan prinsip bidang miring ditunjukkan oleh nomor …. A. (1) dan (2) B. (2) dan (3) C. (2) dan (4) D. (1) dan (3) 3. Perhatikan gambar bidang miring berikut! Sebuah balok yang beratnya 150 Newton ditarik di atas bidang miring dengan gaya F seperti pada gambar. Besarnya gaya F adalah …. A. 60 Newton B. 90 Newton C. 200 Newon D. 250 Newton 4. Kuasa yang dibutuhkan untuk mengangkat beban pada pengungkit akan menjadi lebih kecil, apabila titik tumpu diletakkan …. A. di antara beban dan kuasa B. di tengah-tengah beban dan gaya C. menjauhi beban D. mendekati beban Modul Usaha dan Pesawat Sederhana untuk Kelas 8 Semester 1 47
Search
