Modul Pesawat Sederhana

Modul Pembelajaran IPA Terpadu dengan Model Problem Base
Learning untuk Siswa Kelas VIII
Semester I

PESAWAT SEDERHANA

Oleh
Bonefasius Amadoren

(2018016031)
UNIVERSITAS SERJANAWIYATA TAMAN SISWA

FAKULTAS KEGURUAN ILMU PENDIDIKAN
JURUSAN IPA

NOVEMBER 2021

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT, karena sesuai dengan salah satu tugas dan
fungsi Direktorat Sekolah Menengah Pertama (SMP) yang tertuang dalam Peraturan
Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia Nomor: 9 Tahun 2020,
tentang Perubahan atas Peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan Nomor: 45
Tahun 2019, tentang Organisasi dan Tata Kerja Kementerian Pendidikan dan
Kebudayaan, antara lain “pelaksanaan kebijakan penjaminan mutu di bidang penilaian
pada sekolah menengah pertama” dan “fasilitasi penyelenggaraan di bidang penilaian
pada sekolah menengah pertama”, telah menyelesaikan salah satu alat bantu
pembelajaran.

Alat bantu ini merupakan salah satu saran yang membantu untuk membentuk
dan mengembangkan kognitif, psikomotorik, dan afeksi peserta didik tingkah Sekolah
Menengah Pertama.

Kami menyadari bahwa modul yang dihasilkan ini masih banyak kekurangan.
Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak,
untuk perbaikan dan penyempurnaan lebih lanjut.

Kami, secara khusus mengucapkan terima kasih dan penghargaan sebesar-
besarnya kepada dosen pengampuh mata kuliah Pengembangan Bahan Ajar, Ibu Laily
Rochmawati Listiyani, M.Pd., yang memberikan kami kesempatan untuk membuat
modul ini dan atas bimbingannya. Dan juga pihak-pihak lain yang sudah berkontribusi
dengan caranya masing-masing.

i

DAFTAR ISI

Kata Pengantar................................................................................................. i
Daftar isi..........................................................................................................ii
Petunjuk Pengunaan Modul .......................................................................... iv
Peta Konsep.....................................................................................................v
Kegiatan Pembelajaran I Usaha...................................................................... 1

A. Orientasi Peserta didik kepada Masalah.............................................. 2
B. Mengorganisasi Peserta Didik............................................................. 3
C. Membimbing penyelidikan individu maupun kelompok.....................4
D. Mengembangkan dan Menyajikan Hasil............................................. 6
E. Menganalisis dan Mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah............. 7
F. Pendalaman Materi...............................................................................8
Kegiatan Pembelajaran 2 Pesawat Sederhana Jensi Katrol, Roda Berporos

dan Bidang Miring.................................................................... 12
A. Orientasi Peserta didik kepada masalah............................................ 13
B. Mengorganisasi Peserta Didik........................................................... 14
C. Membimbing Penyelidikan Individu maupun Kelompok..................15
D. Mengembangkan dan Menyajikan Hasil........................................... 16
E. Menganalisis dan Mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah........... 16
F. Pendalaman Materi.............................................................................16
Kegiatan Pembelajaran 3 Pesawat Sederhana Jenis Pengungkit...................20
A. Orientasi Peserta didik kepada masalah............................................ 21
B. Mengorganisasi Peserta Didik........................................................... 22
C. Membimbing Penyelidikan Individu maupun Kelompok..................22
D. Mengembangkan dan Menyajikan Hasil........................................... 23
E. Menganalisis dan Mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah........... 23
F. Pendalaman Materi.............................................................................23
Kegitanan Pembelajaran 4 Prinsip Kerja Pesawat Sederhana

pada Sistem Gerak................................................................ 28
A. Orientasi Peserta Didik kepada Masalah........................................... 28
B. Mengorganisasi Peserta Didik........................................................... 29
C. Membimbing Penyelidikan Individu maupun Kelompok..................30

II

D. Mengembangkan dan Menyajikan Hasil........................................... 30
E. Menganalisis dan Mengevaluasi Proses Pemecahan Masalah........... 31
F. Pendalaman Materi.............................................................................32
Kegiatan Pembelajaran 5 Tugas Proyek........................................................33
Uji Kompetensi............................................................................................. 35
Kunci Jawaban.............................................................................................. 41
Rangkuman....................................................................................................42
Daftar Pustaka............................................................................................... 43

III

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Madul ini menggunakan model problem base learning sebagai langkah-
langkah pembelajaran dengan tahap-tahap atau sintaks-sintaksnya sehingga tujuan
pembelajaran tentang Pesawat Sederhana berserta sub-sub pembelajarannya dapat
tercapai.

1. Orientasi peserta didik terhadap masalah
Pada tahap ini, guru akan menjelaskan tujuan pembelajaran serta memberikan
masalah atau kasus yang nyata sesuai dengan materi.

2. Mengorganisasi peserta didik untuk belajar
Pada tahap ini peserta didik akan diminta membentuk kelompok untuk
mendiskusikan masalah yang telah diberikan.

3. Membimbing penyelidikan individu maupun kelompok
Pada tahap ini, peserta didik diminta untuk mencari data/refrensi; dan guru juga
akan menyampaikan materi tentang Pesawat Sederhana beserta sub-sub materi
pembahasan.

4. Mengembangkan dan menyajikan hasil
pada tahap ini, peserta didik akan menyampaikan hasil diskusi di depan kelas.

5. Menganalisis dan mengevaluasi proses pemechan masalah
Pada tahap ini, peserta didik diminta untuk melakukan refeksi atau evaluasi
terhadap apa yang disampaikan.

IV

PETA KONSEP

V

KEGIATAN PEMBELAJARAN 1

USAHA

Kopetensi Dasar
3.3 Menjelaskan konsep pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia
4.3 Menyajikan hasil penyelidikan atau pemecahan masalah tentang manfaat
penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari

Tujaun Pembelajaran
1. Melaui conoth-contoh permasalah, Siswa dapat mengidentifikasikan permasalah
yang ada.
2. Menyebutkan usaha dalam kehidupan sehari-hari.
3. Mendefinisikan apa itu Usaha.
4. Merinci macam-macam Usaha.
5. Menjelaskan macam-macam Usaha.

Kita sering memindahkan sesuatu dari satu tempat ke tempat yang lain. Untuk
proses itu dibutuhkan usaha.

Didalam usaha memindahkan sebuah benda dibutuhkan tanaga. Tenaga,
dikenal juga dengan energi. Seseorang yang berusaha memindahkan sesuatu
membutuh energi. Maka antara usaha dan pemindahan serta energi ada keterkaitan
langsung. Dan terjadi pada waktu yang bersamaan.

1

Perhatikan Gambar di bawah ini! Tidak berat ko?
Ringan aja,

karena itu, saya
mengunakan
tangan

Gambar 1. Mengankat beban dengan kedua
Tanggan

Ya…Box nya
jauh…

Gambar 2. Box yang terjatuh

Saya sudah terbiasa
menggangat beban
dengan menggunakan
kedua tangan saya

Gambar 3. Seorang wanita yang menggangkat batu bata dengan kedua tanggannya.

Setelah kalian amati ketiga gambar tersebut, terlihat bahwa gambar pertama,
seorang anak yang sedang mengankat batu bata dari satu tempat ke tempat yang lain.

2

Dari ekspresi wajahnya dia mengalami kesulitan karena masa batu bata cukup berat.
Walaupun demikian dia berusaha mengangkatnya dengan menggunakan tanggannya.
Pada gambar ke dua, seorang perempuan yang sedang memindahkan beberapa box dari
satu tempat ke tempat yang lain dengan menggunakan kedua tangannya. Salah satu box
terjatuh. Dan pada gamabr ketiga seorang pekerja bangunan wanita yang memindahkan
batu bata dari satu tempat ke tempat yang lain dengan menggunakan kedua tangannya.

Apa yang menjadi persolan dari ketiga gambar tersebut? Jika dikaitkan dengan
kegiatan pembelajaran kita tentang usaha? Adakah alat yang bisa membantu pekerjaan
mereka agar pekerjaan mereka terasa ringan?

Mengorganisasi Peserta Didik
Didik

Buatlah kelompok
diskusi dengan jumlah

peserta 3-4 orang.

3

Membimbing Penyelidikan (Individu
maupun kelompok)

4

Pertanyaan:
1. Jika dikaitkan dengan pokok bahasan kita,
deskripsikan dengan bahasamu keterkaitkan
dengan pokok bahasan kita dengan gambar
tersebut di atas.
2. Kemudian diskusikan dalam kelompok. Dan
isilah tabel yang sudah disediakan

Tabel refrensi yang digunakan dan hasil diskusi

Kegiatan Refrensi Keterangan

Gambar 1 ------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------

5

Gambar 2 ------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------

Gambar 3 ------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------
------------------------------ ------------------------------------------------------------

Setelah anda diskusi, silakan presentasikan hasilnya dalam bentuk “video
presentasi”

6

Cermati gambar di bawah ini!

Gambar 4. Gambar contoh soal
Analisislah apa yang terjadi pada gambar tersebut. Dan hitunglah berapa usaha yang
dibutuhkan?

Pada gambar terlihat sebuah kotak. Kontak ini mengalami perpindahan ke arah
kanan (sesuai dengan tanda anak panah). Kotak ini berpindah dari satu titik ke titik
lain pada bidang datar. Kotak tersebut ditarik dengan gaya F sebesar 12 Newton.
Dan mengalami perpindahan 4m. dengan demikian dibutuhkan usaha. Maka usaha
yang dibutuhkan adalah gaya dikalikan dengan perpindahan atau W = F x S. maka
usaha atau W nya adalah
W= 12 x 4
W = 48 joule
Dengan demikian usaha yang dibutuhkan untuk memindahkan kontak sejauh 4
meter adalah 48 joule.

7

1. Definisi Usaha.

Usaha dipahami sebagai sebuah kegiatan memindahkan sesuatu dari satu

tempat ketempat lain. Jadi usaha dibutuhkan untuk memindahkan sesuatu. Atau

dengan kata lain usaha ada karena ada kegiatan memindahkan sesuatu.

2. Menghitung usaha

Perhatikan gambar di bawah ini!

Dari gambar 5 tersebut, bisa

dikatakan bahwa usaha merupakan

jumlah gaya yang bekerja pada

sebuah benda sehingga

menyebabkan benda tersebut

berpindah sepanjang garis luru dan

searah dengan arah gaya.

Gambar 5. Konsep utama Gaya

(fisikazone.com)

Berdasarkan pernyatan di atas itu berarti usaha (W), gaya (F), dan perpindahan (S),
secara matematis, dapat dirumuskan sebagai berikut:

Dengan:
W: Usaha (Nm/J
S: Perpindahan (m)
F: Gaya (N)
Tetapi jika ada dua gaya atau lebih yang bekerja pada benda, bagaimana
menentukan usahanya? Jika hal itu terjadi, gunakan prinsip dua gaya sejajar atau
berlawanan.
Dari keseluruhan gaya yang diberikan pada sebuah benda bisa diganti oleh
sebuah gaya yang disbeut dengan resultan gaya. Dengan catatan bahwa jika dua atau

8

lebih gaya yang bekerja searah akan menguatkan. Jadi karena ada daya yang bekerja,
maka usaha yang dialkukan oleh gaya tersbeut tregantung pada arah gayanya.

a. Usaha oleh dua gaya yang searah atau sejajar.
Pernahkah kalian mendorong
sebuah meja, mobil, motor
atau sebuah benda apapun?
Jika benda tersebut susah
didorong/dipindahkan,
tentunya akan meminta
bantuan kepada orang lain.
Dengan demikian benda
tersebut akan mudah
dipindahkan.

Usaha yang dilakuan oleh beberap orang akan lebih ringan dan perpindahannyapun
akan lebih mudah dan cepat.

Jika sebuah benda diberikan beberapa gaya yang searha, maka resultan gaya
dialami oleh benda akan sama jumlah dengan besarnya gaya yang digunakan, dan
arahnyapun akan sama dengan besarnya arah gaya tersebut. Secara matematis ditulis
demikian:

Gambar 6. Gaya searah

Dengan,
R: Resultan (N) F₁: Gaya Pertama (N)
F₂: Gaya Kedua (N)
F₃: Gaya Ketiga (N)
n: ganyaknya Gaya (N)
Maka dengan demikian, usahapun juga sama dengan besarnya gaya dan arah
perpindahan yang diberikan oleh dua atau lebih orang. Sehingga secara matematis
ditulis:

9

Dengan
W: Usaha (Nm/J)
F: Gaya (N)
s: Perpindahan (m)

b. Usaha oleh dua gaya sejajar dan berlawanan
Pernahkah kalian bermain
“tarik tambang”? usaha untuk
menang dari kedua kelompok
adalah usaha yang saling
berlawanan, siapa yang memilik
usaha dan gaya yang lebih besar
akan menang. Itu berarti arah
yang berlawanan akan bergeser
kearah yang gayanya lebih besar
sejauh jarak tertentu.

Gambar 7. Orang sedang lomba tarik tambang.

Jika sebuah benda yang diberikan gaya yang berlawanan, maka resultan gaya yang
dialami oleh benda akan sama dengan selisih dari besar banyaknya gaya dan arahnya
akan sama dengan gaya yang lebih besar.

Gambar 8. Gaya berlawanan arah

Pada gambar di atas terlihat bahwa F₁ diandaikan bergerak ke arah kanan, berlawanan
dengan F₂ yang bergerak ke arah kiri. Jadi kedua gaya yang bekerja pada benda
tersebut berlawanan arah. Maka berlakulah rumus matematis demikian,

10

Dengan
R: Resultan
F₁: Gaya pertama (N)
F₂: Gaya kedua (N)
Karena gaya F₁ lebih besar maka resultan gaya akan mengikuti arah gaya F₂,
yakni ke arah kiri. Dengan demikian benda juga akan bergerak ke arah kiri. Jadi usaha
yang dilakukan oleh dua gaya sejaja berlawanan arah, sama dengan:

W: F x s

dengan F: F₁ - F₂, Maka
Tetapi jika suatu hari, Ani, yang adalah seorang pelajar SMP, mendorong

sebuah lemari di ruangan kelas untuk dipindahkan dari satu sisi ke sisi yang lain yang
berjarak tertentu. Untuk melakukan itu, Ani membutuhkan waktu tidak cukup lama.
Sedangkan hal yang sama dilakukan oleh Diana, hanya waktu yang dibutuhkan Diana
lebih lama dibandingkan yang dibutuhkan Ani.

Dari ilustrasi itu, didapatkan besaran yang menyatakan besar usaha yang
lamanya waktu yang bekerja pada benda sehingga menyebabkan usaha yang
dilakukan sangat cepat dan sangat lama. Jadi persamaan daya sebagai kecepatan
melakukan usaha atau usaha persataun waktu yang dapat dilakukan oleh sebuah
sistem atau secara matematis dapat ditulis,

11

Kopetensi Dasar
3.3 Menjelaskan konsep pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia
4.3 Menyajikan hasil penyelidikan atau pemecahan masalah tentang manfaat
penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari

Tujaun Pembelajaran
Dalam kegiatan pembelajaran ke-2 ini, tujuannya adalah bahwa para siswa

dapat,
1. Mendefinisikan Katrol
2. Menyebutkan macam-macam Katrol
3. Memahami Roda berporos
4. Memahami Bidang Miring
5. Menjelaskan kegunaanya dalam kehidupan sehari-hari

12

Perhatikan Video berikut!
https://www.youtube.com/watch?v=-Eb3lNktoVY

13

14

Tulislah pertanyaan kelompok dan hasil diskusi kelompok kalian di bawa ini

15

Mengembangkan dan menyajikan
Hasil

Presentasikan hasil diskusi kalian. Presentasi berupa Mind Mapping dan
Presentasikan di depan kelas.

Menganalisis dan mengevaluasi Proses Pemecahan
Masalah

Gambar 8. Analisislah gambar katrol yang nampak pada gambar tersebut!

A. Katrol
Pernahkan kalian mengamati seseorang yang mengambil air dari sumur?

Untuk lebih mudah, dia akan menggunakan tali dan terdapat roda yang membantu tali
yang diagunakan bisa berfungsi dengan baik ketika menimbah air dari dalam sumur.
Roda tersebut dikenal dengan katrol. Katrol berfungsi untuk mengubah arah gerak.
Jika tali yang terhubung pada katrol ditarik ke bawa, maka secara otomatispun timbah
yang berisi air akan tertarik ke atas.

16

Dengan demikian, kita memiliki konsep bahwa
gaya kuasa untuk menarik beban sama dengan
gaya beban. Konsep ini hanya berlaku bagi
katrol tetap tunggal.
Gambar 9. Katrol tetap tunggal
Selain katrol tetap tunggal, ada juga katrol bebas. kartol ini berfungsi untuk
melipatkan gaya sehingga gaya kuasa diberikan
untuk mengangkat beban menjadi lebih kecil
daripada gaya beban. Bisanya digunakan untuk
mengangkat beban lebih berat, semisalkan
petikemas di pelabuhan. Maka gaya kuasa 1N
akan mengangkat gaya beban 2 N.

Gambar 10. Katrol bebas tunggal
Untuk memberikan gaya kuasa lebih kecil, maka dibutuhkan katrol yang lebih
banyak atau dikenal dengan katrol majemuk. Katrol ini merupakan gabungan dari
katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu.

Gambar 11. Katrol gabungan

17

B. Roda Berporos.
Pernahkah, kalian bersepeda? Tentunya

bukan hanya sekedar mengalami bersepeda
tetapi juga memiliki sepeda, bukan?. Roda gigi
(gear) dan ban pada sepeda adalah salah satu
contoh pesawat sederhana yang termasuk roda
berporos.

Gambar 11. Roda berporos

C. Bidang Miring
Pernah kalian meletakkan sebuah benda di tempat yang miring. Jika kalian

mengamati, apa yang terjadi pada benda tersebut?
Pada dasarnya dikatakan bidang miring karena diletakan miring atau

membentuk sudut tertentu. Dengan letaknya membentuk sudut tertentu dan diletakan
miring, akan memperkecili gaya kuasa, contoh pisau, sekrup dan sebagainya.

Mari kita perhatikan gambar di bawah berikut

Gambar 12. Bidang miring
Jika kalia amati gamar bidang miring tersebut, kita bisa mencatat yang bisa
kita temukan, pertama-tama ada segi tiga sama besar sebagun dengan segi tiga yang
kecil. Maka

Fв = l
Fĸ h

i
Jadi , KM bidang miring =

H

18

Dengan
KM : keuntungan bidang miring
Fв : gaya beban
Fĸ : gaya kuasa
l : panjang bidang miring
h : tinggi bidang miring
Semakin landai bidang miring semakin ringan gaya yang ada atau yang
berlaku. Bidang miring tidak mengurangi pekerjaan melainkan memudahkan
pekerjaan. Misalakan seseorang yang naik ke lantai dua atau lantai tiga sebuah rumah
dengan menggunakan tangga rumah sebagai bidang miring, tidak menyulitkannya
untuk sampai ke lanati ketiga

19

Kopetensi Dasar
3.3 Menjelaskan konsep pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia
4.3 Menyajikan hasil penyelidikan atau pemecahan masalah tentang manfaat
penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari

Tujaun Pembelajaran
Dalam kegiatan pembelajaran ke-2 ini, tujuannya adalah bahwa para siswa

dapat,
1. Mendefinisikan pengungkit
2. Menyebutkan contoh-contoh Pengungkit
3. Memahami jenis-jenis Pengungkit dari sudut titik tumpunya
4. Memahami pengunaan Pengungkit dalam kehidupan sehari-hari

Pernahkan kalian melihat tukang bangunan mencabut setiap paku yang ada
pada sebuah batang kayu? Alat apakah yang ia gunakan?
Ia gunakan adalah alat pencabut paku. Alat ini merupakan alat yang meringankan para
tukang bangunan untuk mencabut paku.

Pada pembelajaran kali ini, kita akan membahas tentang pengungkit. Tahukah
kalian apa yang dimaksudkan degan pengungkit?

20

Di bawah ini contoh pesawat sederhana pengungkit.

Gambar 13. Contoh-contoh pengungkit
Pada gambar tersebut ditunjukan macam-macam pengungkit sederhana.
Kenalkah kalian dengan alat-alat tersebut? Dan apa kegunaan alat-alat tersebut di
dalam kehidupan sehari-hari?

21

Setelah kalian amati video tersebut. Tugas masing-masing kalian
adalah mendeskripsikan video tersebut, dengan menggunakan bahasa Indonesai yang
baik dan benar sesuai dengan EYD

Silakan membuat kelompok yang terdiri dari 5 orang anggota. Salah satunya
menjadi ketua kelompok dan satu orang bertugas sebagai sekretaris untuk mencatat
jalannya diskusi

Langkah-langkah prosesnya adalah sebagai berikut,
a. Setalah kalian mengamati Video tersebut, yang kalian lakukan adalah masing-

masing dari anggota kelompok mengisi tabel dibawah ini dengan menyesuaikan
alat-alat di dalam tabel dengan penjelasan dalam video tersebut.
b. Kemudian buatlah presentasi power point untuk menjelaskan materi-materi yang
sudah dijelaskan di dalam video tersebut.

Jenis Penerapan dalam kehidupan Konsep pengungkit
pengungkit sehari hari

Jensi ----------------------------------------
pertama ----------------------------------------
----------------------------------------
----------------------------------------

Jensi kedua ----------------------------------------
----------------------------------------
----------------------------------------
---------------------------------------

22

Jensi ketiga ----------------------------------------
----------------------------------------
----------------------------------------
----------------------------------------

Hasil diskusi dibuat dalam bentuk presentasi. Mekanisme presentasi sebagai
berikut. Anggota kelompok akan menyebar ke anggota kelompok yang lain sebagai
seorang nara sumber. Nara sumber ini akan menjadi pemateri; dan juga menjawab
pertanyaan anggota kelompk tersebut.

Gambar 14. Gambar jungkat-jungkit
Cermatilah gambar 14, dan tulislah hasil pengamatanmu dengan dikaitkan
materi yang sudah dipelajarai.

Untuk posisi lengan kuasa dan lengan beban ini berlaku syarat untuk
menghitung keuntungan mekanisnya bahwa:

23

a. Membagi lengan kuasa dengan lengan beban
b. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerja gaya kuasa.
c. Panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya

gaya beban.
Maka, karena syarat kesetimbangan tuas Fв x Lв = Fĸ x Lĸ, Dan
KM = Fв maka KMtuas = Lĸ

Fĸ Lв
Dengan :
KM: keuntungan mekanis
Fв : gaya beban
Fĸ : gaya kuasa
Lĸ : lengan kuasa
Lв : lengan beban

3 Jenis pengungkit berdasarkan letak titik tumpuan
1. Jenis Pengungkit pertama

Pengungkit jenis pertama yaitu pengungkit yang titik tumpunya terletak di
antara titik beban dan titik kuasa. Besarnya gaya yang dihasilkan oleh pengungkit
pertama ini bergantung pada jarak titik tumpu diantara beban dan kuasa. Semakin
dekat jarak titik tumpu beban, semakin kecil gaya yang dibutuhkan untuk
menggerakan beban. Contohnya jungkat-jungkit, gunting, palu untuk mencabut paku,
dan timbangan.

Gambar 15. Contoh-contoh Pengungkit Jenis I

24

Gambar 16. Titik Tumpu Pengungkit Jenis I
2. Jenis Pengungkit Kedua
Pengungkit jenis kedua yaitu pengungkit yang titik bebannya terletak diantara titik
tumpu dan titik kuasa. Semakini dekat letak beban ke titik tumpu, semakin mudah
usaha yang dilakukan. Pada jenis pengungkit ini, letak titik bebannya yang berada di
antara titik tumpu dan titik kuasa. Contohnya, gerobak dorong yang beroda satu,
pemotong plat baja, pemotong kertas, dan alat pemecah buah kemiri.

Gambar 17. Contoh Pengungkit Jenis II

Gambar 18. Titik Tumpu Pengungkit Jenis II

25

3. Jensi Pengungkit Ketiga
Pengungkit jenis ketiga yaitu pengungkit yang titik kuasanya terletak diantara

titik tumpu dan titik beban. Pengungkit jenis ini membutuhkan kuasa atau gaya yang
lebih besar dibandingkan beban. Titik kuasanya terletak diantara tumpuan dan beban
berupa gaya yang diberikan oleh seseorang. Contohnya sekop dan penjepit makanan.

Gambar 19. Contoh pengungkit Jenis III

Gambar 20. Titik Tumpu Pengungkit Jenis III
Jadi berdasarkan penejlasan ketiha jenis pengungkit ini, ada keterkaiatan atau
hubungan antara gaya, beban dan jarak. Oleh karena itu ada keuntungan mekaniknya.
Jadi bisa dirumuskan demikian, keuntungan mekanik = lengan kuasa/lengan beban
atau beban/gaya. Atau secara matematis dirumuskan demikian

W lₖ
Keuntungan mekanik = ----- atau -------

F lb

26

Dengan
F : gaya kuasa (N)
W: Berat beba (N)
lₖ: Lemgam kuasa (m)
lb: lengan beban (m)

27

Kopetensi Dasar
3.3 Menjelaskan konsep pesawat sederhana, dan penerapannya dalam kehidupan
sehari-hari termasuk kerja otot pada struktur rangka manusia
4.3 Menyajikan hasil penyelidikan atau pemecahan masalah tentang manfaat
penggunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari

Tujaun Pembelajaran
Dalam kegiatan pembelajaran ke-4 ini, tujuannya adalah bahwa para siswa

dapat,
1. Mengidentifikasi bagian-bagian tubuh manusia yang merupakan sistem gerak

pesawat sederhana
2. Menyebutkan contoh-contoh bagian tubuh manusia yang merupakan sistem gerak

pesawat sederhana
3. Memahami Prinsip kerja pesawat sederhana pada sistem gerak manusia

Pernahkah kalian menyaksikan pertandingan Thomas Cup dan Uber Cup.
Salah satu gambar pertandingan tersebut terlihat di bawah ini. Di dalam permainan
bulu tangkis, setiap pemain akan menggunakan raket sebagai alat bantu untuk
memukul bola. Tangan akan mengerakan raket untuk memukul bola. Kepala akan
kontraksi untuk melihat posisi bola. Dan kaki yang menekan lantai untuk melompat.
Ini semua gerakaan yang membutuhkan sistem kerja otot. Geraka otot tersebut
merupakan bagian dari prisnip kerja alat sederhana pada sistem gerekan manusia.

28

Gambar 21. Pemain bulu tangkis
Temukan pada bagian tubuh mana saja pada pemain bulutangkis, yang
merupakan prinsip kerja pesawat sederhana ?

Untuk menjawab persoalan tersebut, silakan kalian ke perpustakaan untuk
melakukan studi literasi dan boleh mencari informasi sebanyak-banyaknya dengan
menggunakan gadget kalian. Setelah informasi dikumpulan, buatlah kelompok diskusi.

29

Buatlah 3 buah pertanyaan yang memiliki korelasi
atau kaitan antara sistem kerja alat sederhana
dengan sistem gerak pada manusia, beserta
gambarnya.

Hasil diskusi kalian dibuat dalam bentuk Pop-up book presentasi. Diusahkan
Pop-up book tersebut dibuat dengan menggunakan bahan-bahan hasil daur ulang
Dan masing-masing kelompok akan mempersentasikan hasilnya.

30

Cermatilah gambar di bawah ini!

Gambar 22. Otot leher

Gambar 23. Otot pergelangan kaki

Gambar 24. Otot lengan
Dari gambar tersebut 22, 23, dan 24, deskripsikan dengan menggunakan kata-
katamu sendiri, prinsip kerja alat sederhana.

31

Jika kalian amati permainan bulutangkis, terdapat tiga prinsip kerja pesawat
sederhana ketika seorang pemain bermain bulu tangkis, yakni pada bagian leher, pada

lengan, dan pada kaki.
a) sistem kerja pesawat sederhana
pada otot manusai

Kuasa berada pada titik tumpu dan
beban, keadaan ini terjadi karena
pemain bulu tangkis mengangkat
otot lengan dan bahu. Sama hal nya
dengan yang terjadi pada orang
yang mengangkat beban besi dalam
olah ragar fitnes.
Gambar 25. Pemain bulu tangkis sedang memperagakan menyemes bola

b) Sistem kerja pesawat sederhana pada bagain leher
Titik tumpu berada diantara kuasa beban. Hal ini terjadi karena pemain bulu

tangkis menggunakan otot leher untuk menengadahkan kepalanya.

c) Sistem kerja pesawat sederhana pada bagian kaki

Bebab berada di antara titik tumpu dan kuasa.
Keadaan ini terjadi karena otot betis permain
bulutankis mengankat beban tubuhnya dengan
bertumpu pada jari kaki.

32

Rancanglah kegiatan penyelidikan untuk mengidentifikasi dan menyelesaikan
permasalahan yang ada di lingkungan sekitar kalian yang seharusnya dapat diatasi
dengan menggunakan prinsip pesawat sederhana, tetapi belum dipecahkan dengan
menggunakan prinsip pesawat sederhana karena masih mengandalakan cara-cara
konfensional.

Perhatikan hal-hal berikut!
a. Permasalahan

Pesawat sederhana banyak dimanfaatkan untuk memudahkan pekerjaan
manusia. Permasalahan apa sajakah di lingkungan sekitarmu yang seharusnya
diatasi dengan menggunakan prinsip pesawat sederhana, tetapi belum dipecahkan
dengan menggunakan prinsip pesawat sederhana? Sebagai contoh, misalnya tukang
bangunan yang mengangkat batu bata dengan menggunakan kedua tanggannya.
Padahal bisa menggunakan grobak atau angkong.

Kalian bisa mneyelsaikannya atau mengerjakannya dengan teman-teman,
tetapi laporan yang dibuat harus individu. Laporan tersebut bisa dalam bentuk
makalah dengan lampiran video atau hanya video dengan presentasi dari kalian.
b. Perencanaan

Rancanglah kegiatan penyelidikan untuk mengidentifikasi permasalahan
yang ada di lingkungan sekitar yang seharusnya diatasi dengan menggunakan
prinsip pesawat sederhana, tetapi belum dipecahkan dengan menggunakan prinsip
pesawat sederhana. Lakukan kegiatan ini dengan sungguh-sungguh dengan penuh
tanggung jawab. Jika kalian mengalami kesulitan, konsultasikan kepada guru.
c. Pelaksanaan

Lakukan kegiatan yang sudah kalian rancang. Dengan ketentuan bahwa
setiap kegiatan harus dicatat permasalahan yang kalian dapatkan dari hasil
identifikasi dan tentukan prinsip pesawat sederhana apa yang dapat Ananda
sarankan untuk mengatasi permasalahan tersebut.

33

d. Penilaian
Penilaian dilakukan berdasarkan produk, berupa laporan tertulis/makalah

atau video hasil penyelidikan tentang permasalahan yang kalian temukan serta saran
penggunaan pesawat sederhana yang dapat kalian berikan untuk mengatasi
permasalahan tersebut.
e. Pengumpulan

Kumpulkan kepada guru secara langsung atau kirim ke link/tautan yang
diberikan gurumu jika tidak memungkinkan untuk bertemu secara langsung.

34

A. Pilihan Ganda
1. Semua peralatan sederhana yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan

manusia disebut …
A. pesawat rumit
B. pesawat sederhana
C. pesawat antariksa
D. perkakas rumah tangga

2. Suatu gaya yang dilakukan pada sebuah benda dan menyebabkan benda tersbeut
bergerak disebut….
A. Usaha
B. Daya
C. Energi
D. Perpindahan

3. Sebuah benda didorong dengan gaya F dan berpindah sejauh 5 meter. Jika usaha
yang dilakukan adalah 900 J, maka berpakah F…
A. 200N
B. 180N
C. 400N
D. 120N

4. Sebuah balok menerima 3 buah gaya seperti pada gambar berikut.

Berdasarkan gambar tersebut, besar usaha yang dilakukannya adalah ….
A. 416 kJ
B. 176 kJ
C. 160 kJ
D. 136 Kj

35

5. Perhatiakan pernyataan berikut!
(1) Asep mendorong meja dengan gaya sebesar 30N sehingga berpindah 12Meter
(2) Sebuah mobil taki menabrak jembatan dengan agaya 2000N sehingga pohon
tersebut tumbang di tempat
(3) Seekor kuda mnarik beban dengan gaya 1000N sehingga berpindah sejauh
50Meter
Berdasarkan pernyataan diatas, pernyataan manakah sebagai conoth usaha…
A. (1)
B. (1) dan (2)
C. (1) dan (3)
D. (2) dan (3)

6. Perhatikan gambar berikut!

Amir mendorong mobil sedannya yang mogok dan ingin memarkirnya tepat 1
meter di depan truk yang mula-mula berjarak 10 meter dengan sedan. Apabila
gaya yang dimiliki Amir 50 N, maka usaha yang dilakukan sebesar …
A. 50 joule
B. 450 joule
C. 500 joule
D. 550 joule

7. Besarnya usaha yang dilakukan oleh Andi dan Toni agar mobil bisa berpindah
sejauh 4 meter jika gaya kedua anak itu masing-masing 50 N dan 70 N adalah …

A. 80 joule
B. 200 joule
C. 280 joule
D. 480 joule

36

8. Perhatikan gambar berikut!

Seorang siswa ingin memindahkan benda dari lantai A ke lantai B tampak pada
gambar. Jika percepatan gravitasi bumi di tempat tersebut 10 m/s2, maka usaha
yang dilakukan oleh siswa tersebut sebesar ….
A. 600 Joule
B. 800 Joule
C. 1.200 Joule
D. 2.400 joule
9. 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
B. 15 Newton
C. 30 Newton
D. 40 Newton
10. Keuntungan mekanis bidang miring dapat ditingkatkan dengan ….
A. menambah panjang
B. menambah tinggi
C. mengurangi panjang
D. mengurangi beban

37

11. Benda 200 kg ditarik ke atas. Berapa gaya tarik dan keuntungan mekanisnya
sebuah takal yang terdiri dari 4 katrol jika menggunakan sebuah katrol tetap dan
sebuah katrol bergerak?
A. 500N
B. 400N
C. 200N
D. 100N

12. 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)
13. 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
14. Seorang anak sedang mengungkit batu seperti terlihat pada gambar berikut.

38

Besarnya kuasa yang diperlukan anak untuk dapat mengungkit batu adalah ….
A. 20 Newton
B. 30 Newton
C. 40 Newton
D. 60 Newton

15. Perhatikan gambar tuas berikut!

Besar gaya untuk mengangkat beban tersebut adalah ….
A. 500 Newton
B. 750 Newton
C. 1.500 Newton
D. 2.250 Newton

16. Prinsip kerja pesawat sederhana pada saat otot betis pemain bulutangkis
mengangkat beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kakinya adalah ....
A.bidang miring
B.pengungkit jenis I
C.pengungkit jenis II
D.pengungkit jenis III

17. Prinsip kerja pesawat sederhana pada saat seseorang mengangkat barbel
adalah ….
A.bidang miring
B.pengungkit jenis I
C.pengungkit jenis II
D.pengungkit jenis III

39

18. Perhatikan gambar di bawah ini

Gerakan menyundul bola pada pemain bola merupakan sistem gerak pesawat
sederhana. Prinsip kerja pengungkit berapakah yang diwakili oleh pemain bola
tersebut?
A. Pengungkit I
B. Pengungkit II
C. Pengungkit III
D. Pengungkit I dan III
B. Isilah bagian yang kosong dengan kata kunci yang sudah disediakan. Tuliskan
pilihan huruf kata kunci pada kolom yang disediakan.
19. Termasuk pengungkit jenis pertama________
20. Termasuk pengungkit jenis kedua________
21. Termasuk pengungkit jenis ketiga________
22. Jenis pengungkit dari pemecah kemiri ________
23. Jenis pengungkit dari gunting________
24. Kegiatan yang menunjukkan prinsip pengungkit jenis kedua________
25. Kegiatan yang menunjukkan prinsip pengungkit jenis ketiga________
Kata Kunci a. gunting b. ketiga c. kedua d. pertama e. keempat f. cangkul g.
kaki berjinjit h. handel rem i. mengangkat barbel j. menengadahkan kepala

40

1. B 11. A 21. f
2. A 12. D 22. c
3. B 13. C 23. d
4. B 14. C 24. g
5. C 15. A 25. i
6. B 16. C 26. k
7. D 17. D
8. C 18. A
9. D 19. a
10. D 20. h

41

Usaha adalah besarnya energi yang digunakan gaya untuk memindahkan suatu
benda. Besarnya usaha (W) ditentukan oleh besar gaya yang diberikan pada benda (F)
dan besar perpindahannya (Δs).

Pesawat sederhana adalah alat yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan
manusia. Jenis-jenis pesawat sederhana ada empat, yaitu katrol, roda berporos, bidang
miring, dan pengungkit. Katrol terdiri atas katrol tetap dan katrol bebas. Katrol tetap
berfungsi untuk mengubah arah gaya. Pada katrol tetap tunggal, gaya kuasa yang
digunakan untuk menarik beban sama dengan gaya beban. Keuntungan mekanis
katrol tetap sama dengan satu katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga
gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi lebih kecil
daripada gaya beban. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan
katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Keuntungan mekanis
dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban. Beberapa
benda yang menerapkan prinsip roda berporos di antaranya roda sepeda, kursi roda,
mobil, dan sepatu roda. Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan
miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memperkecil gaya kuasa.
Beberapa benda yang menerapkan prinsip bidang miring di antaranya tangga, sekrup,
dan pisau.

Pengungkit terdiri atas tiga jenis, yaitu jenis pertama yang titik tumpunya
terletak di antara beban dan kuasa, jenis kedua yang titik bebannya ada di antara
kuasa dan tumpu, serta jenis ketiga yang titik kuasanya ada di antara beban dan tumpu.
Beberapa benda yang menerapkan prinsip pengungkit antara lain gunting, linggis,
jungkat-jungkit, pembuka botol, pemecah biji kenari, sekop, koper, pinset, dan
sebagainya. Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya
kuasa dan mengubah arah gaya.

Koordinasi otot dan tulang memiliki kesesuaian dengan prinsip pesawat
sederhana. Lengan merupakan salah satu organ yang menerapkan prinsip pesawat
sederhana yaitu merupakan pengungkit jenis ketiga. Sistem kerja otot pada sendi
merupakan prinsip kerja pesawat sederhana, yakni prinsip kerja pengungkit kedua.

42

Sistem kerja pada otot leher merupakan prinsip kerja pesawat sederhana yakni
merupakan pengungkit jenis pertama.

Daftar Pustaka

http://repositori.kemdikbud.go.id/6951/1/buku%20guru%20IPA.pdf
https://edukasi.kompas.com/read/2020/03/30/121935171/siswa-kelas-vii-smp-ini-

mapel-fisika-pesawat-sederhana?page=all

43