LKS Pesawat Sederhana

LKS Fisika A Kompetensi Dasar 1. Kompetensi Dasar 3.5 Mendeskripsikan kegunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari dan hubungannya dengan kerja otot pada struktur rangka manusia. 2. Kompetensi Dasar 4.11 Melakukan penyelidikan tentang keuntungan mekanik pada pesawat sederhana. B Tujuan Eksperimen Setelah melakukan kegiatan eksperimen pesawat sederhana melalui kerja dan diskusi kelompok, peserta didik mampu menyelidiki dengan baik dan benar tentang keseimbangan dan keuntungan mekanik untuk pesawat sederhana tuas dua lengan, tuas lengan tunggal, katrol tetap, katrol bebas, katrol tetap dan bebas, sistem katrol dan bidang miring. C Waktu Penyelesaian dan Peralatan yang Diperlukan 1. Waktu Penyelesaian Alokasi waktu penyelesaian kegiatan eksperimen adalah 6 x 40 menit 2. Peralatan dan Bahan yang Diperlukan No Nama Jumlah a. Dasar statif 1 buah b. Kaki statif 1 buah c. Batang statif pendek 2 buah d. Batang statif panjang 2 buah e. Penyambung batang statif 1 buah 1

LKS Fisika f. Balok pendukung 2 buah g. Dynamometer 1,5 N 1 buah h. Tali pada roda (tali nilon) 1 gulung i. Beban (50 gr) 6 buah j. Jepit penahan 1 buah k. Roda katrol diameter 50 mm 2 buah l. Roda katrol diameter 100 mm 2 buah m. Batang perangkai 2 buah n. Pengait beban 2 buah o. Neraca empat lengan (311 g) 1 buah p. Steker poros 1 buah q. tuas 1 buah r. Mistar (50 cm) 1 buah s. Bidang miring 1 buah t. Dynamometer 3 N 2 buah u. Beban (25 gr) 6 buah D Informasi Singkat 1. Materi Pembelajaran 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. Manfaat dari pesawat sederhana adalah untuk mempermudah pekerjaan manusia. Berikut ini akan disebutkan beberapa jenis pesawat sederhana yang ada di sekitarmu. Selain itu, akan dijelaskan pula keuntungan mekanik dari penggunaan pesawat sederhana. a. Pengungkit Pengungkit merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Contoh alat-alat yang merupakan pengungkit antara lain gunting, linggis, jungkat jungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan sebagainya. Tabel 1 menjelaskan berbagai macam jenis pengungkit yang dikelompokkan berdasarkan variasi letak titik tumpu, lengan kuasa, dan lengan beban. 2

LKS Fisika Tabel 1. Jenis Pengungkit Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. Agar kita dapat mengetahui besar gaya yang dilipatgandakan oleh pengungkit maka kita harus menghitung keuntungan mekaniknya. Cara menghitung keuntungan mekaniknya dengan membagi panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa. Panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban seperti terlihat pada Gambar 1. Gambar 1. Posisi lengan kuasa dan lengan beban 3

LKS Fisika b. Katrol Tahukah kamu bagaimana seseorang dapat mengambil air dari sumur yang dalam dengan menggunakan timba. Hal ini karena orang tersebut memanfaatkan katrol tetap yang berfungsi untuk mengubah arah gaya. Jika tali yang terhubung pada katrol ditarik ke bawah, maka secara otomatis timba berisi air akan terkerek ke atas. Keuntungan mekanik katrol tetap sama dengan 1. Jadi, katrol tetap tunggal tidak menggandakan gaya kuasa atau dengan kata lain gaya kuasa sama dengan gaya beban. Penerapan katrol dalam kehidupan sehari-hari biasa divariasi sehingga membentuk katrol bebas maupun katrol majemuk. Variasi tersebut dimaksudkan untuk mempermudah pekerjaan yang dilakukan. Agar lebih memahami variasi katrol secara lebih lanjut, perhatikan Gambar 2. Gambar 2. Beberapa jenis katrol Berbeda dengan katrol tetap, kedudukan katrol bebas berubah dan tidak dipasang di tempat tertentu. Biasanya katrol bebas diletakkan di atas tali beban. Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya beban. Katrol jenis ini biasanya 4

LKS Fisika ditemukan di pelabuhan yang digunakan untuk mengangkat peti kemas. Keuntungan mekanik dari katrol bebas lebih besar dari 1. Pada kenyataannya nilai keuntungan mekanik dari katrol bebas tunggal adalah 2. Hal ini berarti bahwa gaya kuasa 1 N akan mengangkat beban 2 N. Agar gaya kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil, maka diperlukan katrol majemuk. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanik dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban. c. Bidang Miring Contoh dari bidang miring selain tangga adalah sekrup dan pisau. Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung dengan membagi jarak kuasa dengan jarak beban. 2. Daftar Pustaka Berwald, J. dkk. 2007. Focus on Life Science Grade 7. Ohio : McGraw-Hill Companies. Dingrando, L. dkk. 2007. Focus on Physical Science. New York: McGraw–Hill Companies. Purjiyanta, E. dkk. 2007. IPA Terpadu untuk SMP Kelas VIII. Jakarta: Erlangga. Russell, A. 2004. Primary Science for the Caribbean. Cheltenham: Nelson Thornes Ltd. Saxena, M.S. dkk. 2012. Science Class 10. Bhopal: Madhya Pradesh Rajya Shiksha Kendra. 5

LKS Fisika Spice, J. E. dkk. 1972. Physical Science Teachers’ Guide The Basic Course Sections 1 to 7. Harmondsworth: Penguin Books. E Langkah Kerja 1. Pesawat Sederhana Tuas Dua Lengan a. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan b. Susun dasar statif, kaki statif, batang statif pendek dan Panjang sehingga membentuk rangkaian statif. c. Pasang (tancapkan) steker poros pada balok pendukung, lalu pasang balok pendukung pada rangkaian statif sesuai Gambar 1. d. Pasang tuas pada steker poros, lalu geser pengantur kalibrasi sehingga tuas mencapai keadaan seimbang (penunjuk anak panah mengarah vertical ke bawah) sesuai Gambar 2. 6

LKS Fisika e. Pasang (gantungkan) dua beban terangkai B (1 N) pada posisi lubang 4 di lengan kanan tuas (lB = 6 cm). f. Pasang (kaitkan) neraca pegas (dynamometer) pada posisi lubang 10 di lengan kiri tuas (lF = 15 cm). g. Tarik neraca pegas arah ke bawah sampai tercapai keseimbangan (tuas mendatar) dan baca skala penunjuk gaya kuasa F pada neraca pegas. Catat hasil pengamatannya ke dalam Tabel 2. h. Ulangi langkah e sampai dengan langkah g di atas dengan lebih dahulu membuat perubahan-perubahan posisi B dan neraca pegas sesuai dengan Tabel 2. No B (N) lB (cm) F (N) lF (cm) B x lB F x lF KM 1 1,0 4 8 2 1,0 4 10 3 1,0 4 12 4 2,0 6 8 5 2,0 6 10 6 2,0 6 12 i. Kemasi alat dan bahan yang telah dipakai dan diskusikan seluruh kegiatan untuk menarik kesimpulan. F Tugas Kerjakanlah tugas ini dengan baik. 1. Bandingkan besar gaya kuasa F untuk berbagai panjang lengan kuasa dengan beban dan lengan beban yang sama. Apa kesimpulan yang dapat kamu ambil? 7

LKS Fisika 2. Tentukan hasil perkalian antara gaya kuasa F dengan lengan kuasa lF dan beban B dengan lengan beban lB. Bandingkan hasil perkalian keduanya untuk setiap data pengamatan. Apa kesimpulan yang dapat kamu ambil? 3. Hitunglah keuntungan mekanik KM untuk setiap data pengamatan dan apa kesimpulan yang dapat kamu ambil?. 4. Tentukan aplikasi dari pesawat sederhana tuas dua lengan yang kamu amati melalui eksperimen pada kehidupan sehari-hari? 8