BAHAN AJAR
PESAWAT
SEDERHANA
KATROL
OLEH
DARSONO MARBUN, S.Pd
Bahan Ajar Ilmu Pengetahua Alam
Pesawat Sederhana padan katrol
Oleh : DARSONO MARBUN, S.Pd
Editor : DARSONO MARBUN, S.Pd
Desain Cover : DARSONO MARBUN, S.Pd
Penata Letak : DARSONO MARBUN, S.Pd
Hak cipta dilindungi oleh undang-undang.
Dilarang mengutip atau memperbanyak
sebagian atau seluruh isi buku tanpa izin
tertulis dari penerbit.
Cetakan 1 September 2022
Katalog Dalam Terbitan (KDT)
Marbun, Darsono
Bahan Ajar Ilmu Pengetahuan Alam/Darsono Marbun;
Editor, Darsono Marbun – Cet. 1. – Oksibil : PPG.com,
2022 vi+20 hlm; 14 x 21 cm
KATA PENGANTAR
Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan
rahmat-Nya sehingga Saya dapat menyelesaikan bahan ajar Ilmu
Pengetahuan Alam (IPA) Terpadu untuk siswa kelas VIII Sekolah
Menegah Pertama. Bahan ajar ini disusun berdasarkan Standar Isi 2006
yang lebih menempatkan siswa sebagai pusat kegiatan belajar (Student
Center). Dalam bahan ajar Ilmu Pengetahuan Alam ini akan dibahas
tentang “Pesawat sederhana pada katrol ”.
Saya menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan bahan
ajar ini. Oleh karena itu, saya sangat mengharapkan kritik dan saran
demi perbaikan dan kesempurnaan bahan ajar ini.
Saya mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah
membantu proses penyelesain bahan ajar ini, terutama seluruh Dosen
PPG DALJAB 2022 kategori II Universitas Surabaya yang telah
memberikan saran dan masukan selama penyusunan agar bahan ajar ini
sempurna. Semoga bahan ajar ini dapat bermanfaat bagi kita semua,
khususnya bagi peserta didik.
Oksibil, September 2022
Darsono Marbun, S.Pd
PENDAHULUAN
Manusia diciptakan oleh tuhan sebagai makhlukh yang paling
sempurna. Tuhan menganugrakan manusia akal pikran. Melalui akal
pikiran tersebut manusia dapat menemukan berbagai alat yang dapat
mempermudah aktivitas manusia dalam kehidupan.
Pada bahan ajar ini saya mengidentifikasi adanya masalah yang
ditemukan dalam melakukan aktivitas. Masalah tersebut adalah
mengalami kesulitan dalam melakukan beberapa aktivitas seperti
kesulitan dalam mengambil air disumur, kesulitan dalam memindahkan
suatu benda, membuka bungkus makanan, kesulitan mengambil
beberapa objek saat melakukan pratikum, kesulitan memindahkan
barang, dan lain sebagainya.
Pada saat beraktivitas, kita selalu berupaya agar dapat
melakukan usaha dengan mudah. Oleh karena itu, kita menggunakan
alat bantu (pesawat sederhana) untuk membantu melakukan aktivitas.
Tiga hal yang sangat diperhatikan selama penulisan bahan ajar ini
adalah:
bahan ajar dirancang untuk mendukung pembelajaran
kontekstual Karena alasan tersebut, setiap konsep dihubungkan
dengan situasi dunia nyata yang dihadapi siswa. Tugas-tugas
yang diberikan senantiasa dikaitkan dengan kehidupan sehari-
hari siswa.
bahan ajar dirancang untuk menciptakan proses pembelajaran
yang konstruktivis. Karena itu berbagai konsep tidak langsung
dideskripsikan dalam buku, tetapi harus ditemukan siswa melalui
berbagai aktivitas, misalnya kegiatan penyelidikan, literatur, dan
percobaan sederhana
mengedepankan paradigma pembelajaran melalui penemuan,
bukan pembuktian. Itulah sebabnya, dalam bahan ajar ini siswa
harus menemukan konsep, bukan memahami konsep dulu baru
kemudian melakukan pembuktian secara praktik
Pada bahan ajar ini masih terdapat kelemahan yang menjadi tanggung
jawab kami untuk memperbaikinya. Mohon kritik dan saran yang
bersifat membangun, demi kesempurnaan buku ini di waktu yang akan
datang. Semoga buku ini membantu siswa dan memberi kemudahan
bagi guru. Terima kasih.
Penulis
PETUNJUK BELAJAR
Agar kamu dapat menguasai materi secara baik dan berhasil
mencapai tujuan pembelajaran, alangkah baiknya kamu mengikuti
Petunjuk Belajar berikut ini :
a. Berdoalah sebelum mempelajari modul bahan ajar ini.
b. Sebelum mempelajari bagian inti dari modul bahan ajar ini,
sebaiknya kamu membaca dan memahami capaian
pembelajaran agar kamu merasa memiliki tujuan pembelajaran.
c. Anak-anak, agar bahan ajar ini dapat membantu kamu dalam belajar
IPA, kamu harus memperhatikan berbagai bagian/fitur yang ada di
dalam bahan ajar.Lakukanlah berbagai kegiatan atau tugas yang ada
dalam bagian-bagian tersebut. Jangan hanya membaca
uraian/deskripsi materi, karena hal tersebut tidak akan menghasilkan
pemahaman yang utuh.
d. Jangan lupa untuk membuat catatan khusus yang kamu anggap
penting selama mempelajari bahan ajar ini, lalu berikan tanda dengan
memberi garis bawah pada materi tersebut. Pakailah pulpen berwarna
atau spidol untuk memberi garis bawah tersebut.
“Pembelajaran tidak dicapai secara kebetulan itu harus dicari dengan
semangat dan diperhatikan dengan ketekunan”
DAFTAR ISI
Halaman Judul 1
Halaman Dalam 2
Kata Pengantar 3
Pendahuluan 4
Petunjuk Belajar 5
Daftar Isi 6
Peta Pikiran 7
Kompetensi Dasar dan Indikator 8
Uraian Materi Pesawat Sederhana Pada Katrol 9
Rangkuman 17
Soal Latihan 18
Kunci Soal Latihan 19
Daftar Pustaka 20
PETA KONSEP
KOPETENSI DASAR DAN
INDIKATOR
Kompetensi Indika
tor
Dasar
Menentukan jenis jenis katrol
3.3 Menjelaskan konsep 3.3.1 Menghitung besar gaya
3.3.2 kuasa pada katrol
usaha, pesawat 3.3.3 Menganalisis hubungan antara
berat beban, keuntungan
sederhana, dan 3.3.4 mekanis dan gaya kuasa
pesawat sederhana pada katrol
penerapannya dalam Membuktikan keuntungan
mekanis pesawat sederhana
kehidupan sehari- pada katrol
hari termasuk kerja
otot pada struktur
rangka manusia.
.
Kompetensi Dasar Indikator
4.3. Menyajikan hasil 4.3.1 Mengkomunikasikan hasil
penyelidikan atau
pemecahan penyelidikan atau pemecahan
masalah tentang
manfaat masalah tentang manfaat
penggunaan
pesawat penggunaan pesawat sederhana
sederhana dalam
kehidupan Katrol dalam kehidupan sehari-
sehari-hari
hari.
A. Pesawat Sederhana
Alat yang digunakan untuk mempermudah usaha dan membantu aktivitas
manusia disebut Pesawat Sederhana. Jenis-jenis pesawat sederhana ada
Pengungkit, bidang miring dan katrol. Pesawat sederhana sangat dapat
membantu manusia dalam kehidupan sehari dalam bekerja Teman-teman
hari ini kita akan membahas tentang katrol , jika kamu mendengar kata
katrol, apakah yang ada di benakmu adalah sebuah roda yang dililit oleh
seutas tali dan biasa digunakan untuk membantu mengambil air dari
sumur? Jika iya, maka tanpa disadari kamu sudah tahu lho apa itu katrol.
Setidaknya, kamu nggak terlalu asing nih dengan alat yang satu ini.
Gbr. 1 keuntungan mekanisSumber. Ruang Guru
B. KATROL Gbr. 2. Menimba air di sumur
Menimba air adalah kegiatan yang tidak mudah. blogspot.com/2013/06/fisika-katrol
Memindahkan benda dari bawah ke atas melawan
gravitasi tidak akan berhasil tanpa adanya gaya yang
besar. Sejauh ini dalam kehidupan sehari-hari
memindahkan benda ke atas dapat menggunakan
bantuan katrol. Hal ini disebabkan penggunaan
katrol untuk memindahkan benda mempunyai
keuntungan mekanik yang besar. Katrol adalah roda
beralur dengan sebuah tali atau rantai yang lewat
pada alur itu. Katrol berfungsi untuk memudahkan
kita dalam melakukan kerja tentunya untuk
memindahkan beban ke atas.
a. Katrol Tetap
Katrol tetap adalah katrol yang porosnya dipasang di suatu tempat
yang tetap, sehingga katrol tidak dapat berpindah tempat saat
digunakan. Prinsip kerja Pada katrol tetap, gaya kuasa yang
dikeluarkan akan bernilai sama dengan berat bebannya. Hal ini
yang menyebabkan keuntungan mekanis katrol tetap bernilai satu.
Keuntungan dalam menggunakan katrol tetap adalah dapat
mengubah gaya Katrol dapat mengubah arah gaya, sehingga
pekerjaan menjadi lebih mudah. Katrol tetap biasanya sering kamu
temukan pada tiang bendera dan sumur timba.
Gbr. 3. Katrol Tetap Sumber idschool.net/smp/
b. Katrol Bebas
katrol bebas adalah katrol yang porosnya tidak dipasang di suatu tempat yang tetap,
sehingga katrol dapat berpindah tempat atau bergerak bebas saat digunakan. Prinsip
kerja Pada katrol jenis ini, gaya kuasa yang dikeluarkan untuk menarik
bebannya bernilai setengah dari berat bebannya. Oleh karena itu, keuntungan
mekanis katrol bebas bernilai 2. Katrol bebas biasanya ditemukan pada alat-alat
pengangkat peti kemas di pelabuhan
Gbr. 4. Katrol Tetap Sumber idschool.net/smp/
c. Katrol Majemuk
merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas, Jadi model katrolnya ada
dua jenis, katrol yang paling atas adalah katrol tetap dan katrol di bawahnya adalah
katrol bebas, keduanya dihubungkan dengan tali seperti pada ilustrasi gambar di
bawah. Prinsip kerja dari katrol majemuk adalah keuntungan mekanis diperoleh
dari banyaknya jumlah tali yang menyanggah beban atau banyak katrol yang
digunakan, semakin banyak jumlah tali yang digunakan atau katrol digunakan
maka semakin besar keuntungan mekanisnya sehingga gaya kuasa yang berikan
untuk mengangkat suatu beban akan semakin kecil.
.
Gbr. 5. Katrol Tetap Sumber idschool.net/smp/
C. PENGGUNAAN KATROL DALAM KEHIDUPAN SEHARI HARI
Dalam kegiatan sehari-hari Anda pasti sering merasa lelah menjalankan aktivitas.
Untuk itu membutuhkan cara agar bisa membantu meringankan pekerjaan menjadi
lebih mudah. Secara tidak sadar ilmu Fisika sudah masuk ke berbagai aktivitas harian.
Ini dia penjelasan singkatnya.
1. Timba Sumur
Salah satu tenaga katrol yang paling umum dan sederhana adalah timba sumur.
Mungkin bagi masyarakat perkotaan sudah jarang menemukan adanya peralatan ini.
Namun bagi warga pedesaan katrol masih sangat dibutuhkan pada tenaga sumur
yang digunakan untuk mengambil air dari dalam.
2. Lift
alau satu ini pasti sudah tidak asing lagi ditelinga banyak orang. Lift merupakan
sebuah alat yang digunakan untuk membantu Anda berpindah dengan cepat dari
lantai satu ke lainnya tanpa menaiki tangga. Katrol yang dikaitkan sudah tidak lagi
menggunakan tenaga manual dari manusia.
3. Pengangkut Semen
Selanjutnya adalah pengangkut semen yang biasa digunakan pada pekerja bangunan.
Mereka seringkali kesusahan memberikan adonan semen pada temannya yang ada di
tempat lain. Daripada harus naik turun lebih baik pakai tenaga katrol dan membuat
pengangkut semen dan material lain.
4. Pengibaran Bendera
Ingin melihat contoh kecil lagi bisa menggunakan katrol untuk pengibaran bendera.
Tiang bendera biasanya memang menggunakan pengait katrol, ditarik satu sisi agar
bisa naik ke atas kemudian diikat talinya pada bagian bawah sebagai penguncinya.
Namun sekarang juga ada yang otomatis.
5. Menaikkan Peti Kemas
Ada juga contoh lain saat menaikkan peti kemas ke atas badan kendaraan atau
transportasi laut biasanya seperti kapal. Jika diangkat secara manual pastinya juga
susah karena berisi dengan perabotan atau benda-benda berat. Sehingga
memudahkan dalam melakukan kegiatan tersebut.
6. Alat Angkat Berat
Selanjutnya katrol juga biasa digunakan pada mesin kendaraan untuk alat angkat
berat. Biasanya ini ada di konstruksi pembangunan. Bedanya disini memakai metode
majemuk yakni gabungan dari tetap dan juga katrol bebas. Keduanya dihubungkan
menggunakan tali tambang kuat khusus.
Gbr.6. Manfaat katrol dalam kehidupan Sumber idschool.net/smp/
Contoh Soal
2. Sebuah silinder baja diangkat menggunakan katrol seperti
gambar berikut.
Jika jarak antara poros katrol dan titik tumpu 15 cm,
tentukan beban silinder baja tersebut dan panjang lengan
kuasanya!
Diketahui:
F = 38 N
lb = 15 cm
Ditanya: w =…?
Pembahasan:
Katrol yang digunakan untuk mengangkat silinder baja
seperti pada soal adalah katrol bergerak. Keuntungan
mekanis katrol bergerak adalah 2, sehingga beban silinder
bajanya dirumuskan sebagai berikut.
arak antara poros katrol ke titik tumpu adalah 15 cm.
Artinya, panjang lengan bebannya = 15 cm. Dengan
demikian, lengan kuasanya dirumuskan sebagai berikut.
Jadi, beban silinder baja dan panjang lengan kuasanya
berturut-turut adalah 76 N dan 30 cm.
Contoh Soal
3 Perhatikan gambar berikut.
Tentukan besarnya gaya yang dibutuhkan untuk menarik balok seberat
1.800 N!
Diketahui:
w = 1.800 N
Ditanya: F =…?
Pembahasan:
Katrol yang digunakan untuk mengangkat balok seperti pada soal adalah
katrol majemuk. Katrol majemuknya terdiri dari 3 katrol dengan
ketentuan, 2 katrol bergerak dan 1 katrol tetap. Dengan demikian,
besarnya gaya untuk menarik balok dirumuskan sebagai berikut.
Jadi, besarnya gaya untuk menarik balok seberat 1.800 N adalah
600N.
RANGKUMAN
• Alat yang digunakan untuk mempermudah usaha
dan membantu aktivitas manusia disebut Pesawat
Sederhana. Jenis-jenis pesawat sederhana ada
empat yaitu Katrol, Roda beroros, bidang miring
dan pengungkit.
• Katrol adalah jenis pesawat sederhana berupa roda
beralur yang terhubung dengan tali dan digunakan
untuk memudahkan dalam melakukan kerja karena
katrol dapat merubah arah gaya dan melipatkan
gaya. Katrol terdiri dari beberapa jenis yaitu: katrol
tetap tunggal, katrol bebas tunggal dan katrol
majemuk
• Keuntungan mekanis (KM) adalah bilangan yang
menunjukkan berapa kali pesawat sederhana
menggandakan gaya.
• Prinsip kerja dari katrol adalah menarik dan
mengangkat suatu benda dengan menggunakan
roda atau poros sehingga bisa terasa menjadi lebih
ringan dan mudah untuk diangkat
• Semakin besar keuntungan mekanis dari katrol
maka akan semakin kecil gaya kuasa yang
diberikan untuk menarik suatu beban atau benda
SOAL LATIHAN
1. Berapa kali pesawat melipatkan gaya merupakan ... pesawat itu.
A. Efisiensi
B. Daya
C. keuntungan mekanik
D. beban
2. Perhatikan gambar disamping!
Sebuah beban ditarik ke atas dengan gaya 8 N
menggunakan katrol majemuk seperti pada gambar
di samping. Jika gesekan tali dan berat katrol
diabaikan, maka gaya beban yang diangkat adalah
….
A. 12 Newton
B. 16 Newton
C. 24 Newton
D. 32 Newton
3. Perhatikan gambar di samping!
Diketahui benda pada katrol di atas memiliki massa
200 kg dengan percepatan 10 m/s. Tentukan gaya
yang dibutuhkan dan keuntungan mekanisnya?
A. 2000 dan 2
B. 2300 dan 1
C. 1800 dan 3
D. 2000 dan 1
DAFTAR PUSTAKA
Permendikbud Nomor 37 Tahun 2018 tentang Kompetensi Inti dan
Kompetensi Dasar Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs. Jakarta: Kementerian
Pendidikan dan Kebudayaan
Rinie Pratiwi P, Rinie dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan
Alam.Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. 2018. Buku Siswa Ilmu Pengetahuan Alam
SMP/MTsKelas VIII. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan
Zubaidah, Siti dkk. 2017. Buku Guru Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas
VIII.Jakarta.Kemendikbud RI
Triyono, Agus dkk. 2017. IPA – Terpadu Kelas VIII. Jakarta. Penerbit Erlangga