Produk E-Modul

Modul [2022]

KEGIATAN BELAJAR III
ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRINSIP PESAWAT SEDERHANA PADA OTOT DAN RANGKA
MANUSIA

Kelas VIII Semester 1

Usaha dan Pesawat Sederhana | 44

Modul [2022]

A. Tujuan Pembelajaran
Setelah kegiatan pembelajaran dimodul ini peserta didik diharapkan dapat:
1. Menganalisis prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia
2. Meberikan contoh penerapan prinsip pesawat sederhana pada otot dan
rangka manusia dalam kegiatan sehari-hari
3. Membuat sketsa prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia
dalam kegiatan sehari-hari
4. Mengindentifikasi permasalahan dikehidupan sekitar yang dapat diatasi
dengan menggunakan pesawat sederhana
5. Mengajukan suatu usulan penerapan pesawat sederhana untuk
memecahkan permasalahan kehidupan sehari-hari yang belum diatasi
dengan menggunakan pesawat sedrhana.

B. Uraian Materi

PESAWAT SEDERHANA DALAM
OTOT DAN RANGKA MANUSIA

Dalam khidupan sehari alat-alat yang kamu gunakan untuk mempermudah
pekerjaan kamu yang memanfaatkan prinsip kerja pesawat sederhana. Tidak
hanya itu adik-adik selain itu pada tubuh mu juga terdapat bagian yang memiliki
prinsip pesawat sederhana yaitu pada susunan otot dan rangka. Contoh kegiatan
yang kamu lakukan yaitu seperti jinjit, berdiri, menunduk, mengangkat barbel atau
lalat berat yang biasa kalian pakai buat olaraga dan menengadakan kepala. Agar
kalian lebih memahaminya yuk lebih fokus dan semangat! Dan perhatikan gambar
3.1 berikut!

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.mikirbae.co
m%2F2016%2F01%2Fpesawat-sederhana-pada-rangka-

Gambar 3.1 Contoh Prinsip Pesawat Sederhana Pada Tubuh Manusia

Usaha dan Pesawat Sederhana | 45

Modul [2022]

Mari Belajar Sci

Apakah kamu sudah mengetahui apa itu pesawat sederhana, prinsip
serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari? Yuk kita lanjut!
Ternyata pada saat manusia beraktivitas: otot, tulang, dan sendi akan
bekerja bersama-sama. Prisnsip kerja ketiganya layaknya seperti
sebuah pengungkit: tulang berperan sebagai lengan, sendi sebagai
titik tumpu dan kerja otot sebagai kontraksi/ relaksasi (pemanjangan
otot) sebagai gaya untuk menggerakan bagian tubuh.

1. Pengungkit Jenis/Golongan 1
Ketika kita menundukan atau menengadakan kepala, maka kepala

merupakan beban yang akan kita gerakan. Untuk menggerakan kepala kita
menggunakan otot yang letaknya di leher. Otot leher sendiri berfungsi sebagai
kuasa yang mampu menggerakan kepala kita. Sedangkan titik tumpu sendiri
letaknya ada di bagian tulang leher. Makanya pada saat kita menundukan atau
menengadakan kepala kita sedang menerapkan kerja pengungkit jenis pertama.

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.bukuseko
lah.net%2F2019%2F04%2Fprinsip-kerja-pesawat-sederhana

Gambar 3.2 Prinsip Pengungkit Jenis I Pada Sistem Gerak Manusia

Usaha dan Pesawat Sederhana | 46

Modul [2022]

2. Pengungkit Jensi/Golongan 2
Pengungkit jenis kedua adalah titik beban letaknya diantara titik tumpu

dan titik kuasa. Pada otot dan rangka manusia gerakan melangkah sebagai
gerak yang menggunakan sistem pengungkit jenis kedua. Tulang pada ujung

jari kaki berperan sebagai titik tumpu, bagian tengah kaki sebagai titik
beban dan otot betis sebagai titik kuasa. Keadaan ini terjadi ketika penari
pangkur sagu atau tari gatzi mengangkat beban tubuh dengan bertumpu pada
jari kaki menggunkan otot betis ataupun pada saat loncatan kecil dan
melangkah.

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.bukuseko
lah.net%2F2019%2F04%2Fprinsip-kerja-pesawat-sederhana
Gambar 3.3 Pengungkit Jenis II Pada Sistem Gerak Manusia

Ketika sedang menjinjit maka kita mengangkat telapak kaki, dengan jari-
jari kaki masih menyentuh lantai. Pada kejadian ini jari-jari yang menyentuh
lantai berperan sebagai tumpuhan, telapak kaki bagian tengah sebagai titik
beban dan otot pada betis sebagai titik kuasa. Ini artinya ketika kita berjinjit,
tubuh kita sedang menerapkan prinsip kerja pengungkit jenis 2.

3. Pengungkit Jenis/Golongan 3
Pengungkit jenis ketiga adalah titik kuasa letaknya diantara titik tumpu dan

titik beban. Pada otot dan rangka manusia gerakan lengan dengan sisitem
pengungkit jenis ketiga. Otot bisep berperan sebagai titik kuasa, siku sebagai
titik tumpu dan lengan bawah sebagai titik beban. Ketika kamu bermain
badminton kamu menegangkan otot lengan dan bahu, kondisi tersebut
merupakan prinsip kerja pengungkit jenis ketiga atau ketika kamu lagi

Usaha dan Pesawat Sederhana | 47

Modul [2022]

mengangkat suatu benda,contoh pada saat kamu mengangkat gelas air lalu
meminumnya dan pada gerakan tari pangkur sagu dan tari gatzi.

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.bukuseko
lah.net%2F2019%2F04%2Fprinsip-kerja-pesawat-sederhana
Gambar 3.4 Pengungkit Jenis III Pada Sistem Gerak Manusia

Tulang, ligament, dan otot merupakan susunan yang membentuk
pengungkit didalam tubuh untuk menghasilkan gerakan manusia. Dalam istilah
sederhana, sendi (dimana dua atau lebih tulang bergabung bersamaan)
membentuk titi tumpu, dan otot-otot yang melintasi sendi menerapkan gaya
untuk memindahkan berat sehingga otot berperan sebagai titik kuasa dan tulang
sebagai pengungkit.

https://www.google.com/url?sa
Gambar 3.5 Tulang Sebagai Pengungkit

Terlihat pada gambar 3.5 pada saat tangan mengangkat beban, maka
tangan ditekuk (bisep berkontraksi dan tulang hasta berrelaksasi). Maka kerja
tangan berserta ototnya layaknya pengungkit jenis ketiga karena titik beban

Usaha dan Pesawat Sederhana | 48

Modul [2022]

berada diujung, titik kuasa berada ditengah dan titik tumpu berada di ujung
satunya. Pada peraga ini maka telapak tangan beperan sebagai titik beban, siku
sebagai titik tumpu dan pangkal lengan/otot bisep sebagai titik kuasa

Tahukah kamu! Sci

Dengan melihat paparan tentang pengungkit pada tubuh manusia,
ternyata selama ini kita mampu menggerakan tubuh kita dengan
mudah karena adanya prinsip kerja pengungkit pada tubuh kita. Maka
dari itu, kita patut bersyukur kepada Tuhan kita sang pencipta yang
menciptakan manusia dengan sempurna. Tuhan menciptakan segala
sesuatunya dengan fungsinya masing-masing.

Berikut contoh aktivitas yang dilakukan dalam kehidupan sehari-hari
yang sesuai dengan prinsip pesawat sederhana.

Sci
Etno

Gambar 3.6 Prinsip Kerja Pesawat Sederhana Pada Tarian Pangkur Sagu
Maupun Tari Gatzi

Usaha dan Pesawat Sederhana | 49

Modul [2022]

Yuk, Diskusikan Bersama
dengan Teman-Teman

Perhatikan jenis-jenis pengungkit pada gambar dibawah ini!

Sumber:https://pakdosen.co.id/pesawat-sederhana/
Dari ketiga jenis pengungkit itu tuliskan contoh posisi pada rangka
manusia yang sesuai dengan prinsip kerja pesawat sederhana
berupa pengungkit jenis 1,2 dan 3 serta uraikan letak titik tumpu,
titik beban dan titik kuasanya pada contoh prinsip pengungkit pada
otot dan rangka manusia yang kalian tuliskan!

Usaha dan Pesawat Sederhana | 50

Modul [2022]

Yuk, Kerjakan Bersama dengan
Teman-Teman

Nonton dan perhatikan video dibawah ini!
Berikut ini adaalah link video yotube:

https://www.youtube.com/watch?v=xZpADbTRuuE&t=5s

https://www.youtube.com/watch?v=vGr4JBGX4kM

1. Dari video diatas, identifikasikan kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh
orang yang terdapat dalam video dan berita tersebut 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 sebua sketsa dari salah satu contoh prinsip kerja pesawat
sederhana pada sistem gerak manusia dalam kegiatan yang kamu
lakukan sehari-hari dan tuliskan keterangan mengenai posisi titik beban,
titik kuasa dan titik tumpu pada sketsa tersebut!

Usaha dan Pesawat Sederhana | 51

Modul [2022]

C. Soal Latihan
1. Perhatikan gambar dibawah ini!

123 4

Dari keempat gambar diatas, manakah yang menggunakan perinsip
pengungkit? Termasuk pengungkit jenis manakah pada gambar-gambar
tersebut? Uraikan alasanmu dalam mengelompokkan jenis perinsip
pengungkit berdasarkan gambar-gambar diatas!
2. Perhatikan pernyataan gerakan berikut ini!
a) Memarut kelapa
b) Menendang bola
c) Melempar batu
termasuk jenis pengungkit berapakah ketiga pernyataan tersebut?

D. Rangkuman
1. Kerja otot dan rangka pada manusia mempunyai kesesuian dengan prinsip
kerja pesawat sederhana
2. Pengungkit jenis 1 adalah titik tumpu berada diantara titik kuasa dan titik
beban, seperti layaknya linggis dan pemotong kuku. Hal ini terjadi saat
pemain badminton menengadakan kepalanya menggunakan otot leher
3. Pengungkit jenis 2 adalah beban posisinya bearada diantara titik tumpu
dan titik kuasa. Kondisi ini terjadi ketika pemain badminton mengangkat
beban tubuhnya dengan bertumpu pada jari kaki menggunakan otot
betisnya.
4. Pengungkit jenis 3 adalah kuasa posisinya berasa diantara titik tumpu dan
titik beban. Kondisi ini terjadi ketika pemain badminton menegangkan otot
lengan dan bahu, maka menghasilkan yang namanya jenis pengungkit
ketiga.

Usaha dan Pesawat Sederhana | 52

Modul [2022]

EVALUASI

A. Forum Diskusi
Perhatikanlah/ Nontonlah kejadian dalam berita dibawah ini!

Berdasarkan berita itu, diskusikan bersama teman-teman kamu pertanyaan-
pertanyaan berikut!

1. Hal apa saja yang terjadi pada berita tersebut, dan mengapa hal tersebut
bisa terjadi?

2. Jenis pesawat sederhana apa yang digunakan pada alat yang terdapat
dalam berita tersebut?

3. Bagaimana prinsip kerja pesawat sederhana yang diterapkan pada alat
yang terdapat pada berita?

B. Soal Evaluasi
Pilihlah satu jawaban yang tepat!

1. Perhatikan gambar berikut ini!

Ketika kamu mendorong arko pada gambar tersebut prinsip kerja pada arko
yang didorong oleh kamu merupakan prinsip kerja….
A. Roda berporos
B. Pengungkit jenis 3
C. Pengungkit jenis 2
D. Pengungkit jenis 1
2. Pada saat kita dalam perjalanan kesuatu tempat kita melewati atau menemukan
jalan aspal yang tinggi (jalan menanjak) jalan tersebut dibuat tinggi atau
tanjakan, pembuatan jalan tersebut menggunakan prinsip…
A. Bidang miring
B. Roda berporos

Usaha dan Pesawat Sederhana | 53

Modul [2022]

C. Pengungkit
D. Katrol
3. Berikut ini yang merupakan contoh pengungkit golongan ketiga adalah…
A. Gunting
B. Ketapel
C. Alat pangkur sagu
D. Kapak
4. Pasangan jenis tuas dan contohnya yang benar adalah…
A. Tuas golongan pertama:jungkat-jungkit
B. Tuas golongan kedua: pencabut paku
C. Tuas golongan kedua: pemecah kemiri
D. Tuas golongan ketiga: arko
5. Kuasa yang dibutuhkan untuk mengangkat beban pada tuas akan menjadi lebih
kecil, apabila titik tumpu diletakan…
A. Diantara beban dan kuasa
B. Mendekati beban
C. Menjauhi beban
D. Ditengah-tengan beban dan gaya
6. Berikut ini yang merupakan contoh tuas golongan ketiga adalah…
A. Alat pancing
B. Gunting
C. Sapu
D. Linggis
7. Seorang anak yang sedang mengungkit batu seperti yang terlihat pada gambar
berikut.

Besarnya kuasa yang diperlukan anak itu untuk dapat mengungkit batu
adalah…

Usaha dan Pesawat Sederhana | 54

Modul [2022]

A. 20 Newton
B. 60 Newton
C. 30 Newton
D. 40 Newton
8. Perhatikan gambar berikut!

Sebuah beban seberat 40 Newton ditarik keatas 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. 15 Newton
B. 16 Newton
C. 20 Newton
D. 40 Newton
9. Perhatikan gambar bidang miring berikut!

Sebuah balok yang beratnya 150 Newton ditarik keatas bidang miring dengan
gaya F seperti pada gambar. Hitunglah besar gaya (F) adalah…
A. 70 Newton
B. 200 Newton
C. 90 Newton
D. 250 Newton

Usaha dan Pesawat Sederhana | 55

Modul [2022]

10. Perhatikan gambar berikut!

Pernyataan yang benar tentang prinsip kerja tuas sesuai gambar diatas
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

Usaha dan Pesawat Sederhana | 56

Modul [2022]

Kunci jawaban

A. Jawaban soal latihan kegiatan 1

1. pernyataan (d) karlos duduk didepan rumah sambil membaca buku

2. Diketahui:

F1 = 30 N Ditanya: Wtotal?

F2 = 8 N
ΔS = 6 meter

Jawab :

W = (F1-F2) × s
W = (30N – 8N) × 6 m =132 J

Jadi, usaha yang dialami benda tersebut sebesar 132 J.

3. Diketahui:

W = 9000 J Ditanya: P (daya)?

t = 1 mnt = 60 sekon

Jawab :

P =



P = 9000 =150 watt
60

Jadi, daya yang dibutuhkan untuk kegiatan tersebut sebesar 150 watt.

4. Usaha adalah Usaha adalah besarnya energi yang keluarkan oleh gaya

sehingga benda dapat berpindah posisi

5. Diketahui:

F = 500 N Ditanya: W (usaha)?
Δs = 10 meter

Jawab :
W = F.Δs

W = 500 N × 10 meter

W = 5000 J

Jadi, udaha yang dilakukan faldy sebesar 5000 J.

Usaha dan Pesawat Sederhana | 57

Modul [2022]

B. Jawaban soal latihan kegiatan 2

1. Soal ini merupakan tuas jenis pertama, dimana titik tumpuh berada di

antara titik beban dan titik kuasa, maka:

Diketahui:

W = 2.000 N

Lb = 80 cm

Ditanya: F?

Jika panjang pengungkit dan lengan beban (Lb) diketahui maka panjang

lengan kuasa (Lk) dapat dicari dengan cara mengurangkan panjang

pengungkit dengan lengan kuasa, maka:

Jawab:
Lk = 500 cm – Lb

Lk = 500 cm - 80 cm

Lk = 420 cm

Gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban yaitu:

W. Lb = F.Lk

2.000 N × 80 cm = F × 420 cm

160.000

F = 2.000 N × 80 cm = 420

F = 38,09 N

2. Diketahui :

W = 80 N
Δs = 10 m

Ditanyakan: gaya (F) dan usaha (W)?

Jawab:

Keuntungan mekanis katrol tetap itu = 1, maka

KM = W/F

F = W/KM

F = 80 = 80
1

Besar gaya yang diperlukan untuk mengangkat timbah tersebut 80 N.
W = F.Δs

= 80 N × 10 m

Usaha dan Pesawat Sederhana | 58

Modul [2022]

= 800 NM = 800 J

Jadi, besar usaha yang dilakukan untuk mengangkat atau menarik timbah

tersebut adalah 800 J.

3. Diketahui:

F = 50 N

Ditanyakan:W?

Jawab:

Keuntungan mekanis katrol bebas = 2

KM = W/F

W = KM.F

= 2 ×50 N

= 100 N

Jadi, beban yang dapat diangkat Eci adalah sebesar 100 N.

4. Diketahui :

W = 2.000 N

KM = 4, karena katrol majemuk memiliki 4 gabungan

Ditanyakan :F?

Jawab:

KM =

4 = 2.000


F = 2.000
4

F = 500 N

Jadi, gaya kuasa yang diberikan sebesar 500 N.

5. Diketahui :
Jari –jari roda (R) = 2 m
Jari –jari gandar (r) = 20 cm = 0,2 m

Berat beban (W) = 80 N

Ditanyakan :

Keuntungan mekanis ideal roda berporos? (IMA)

Jawab :
= = 2 = 10

0,3

Usaha dan Pesawat Sederhana | 59

Modul [2022]

Jadi , keuntungan mekanis ideal roda berporos bergandar ialah 10.

6. Diketahui:

Panjang papan (s) = 2,4 m

Tinggi truk (h) = 1,5 m

Berat beban (Fb) = 100 N

Ditanya : gaya dorong (F) dan Keuntungan Mekanis (KM)?

Jawab:

= ℎ = (1,50) (100 )= (1,6 ×100 N) = 160 N

2,40

= M = 2,4 = 1,6
ℎ 1,5

Jadi, gaya dorong yang dikeluarkan oleh orang tersebut sebesar 160 N dan

keuntungan mekanis bidang miring adalah 1,6.

C. Jawaban soal latihan kegiatan 3
1. Gambar 1 dan 2 merupakan tuas golongan kedua, karena gambar tersebut
menunjukkan gerakan melangkah sebagai gerak yang menggunakan sistem
tuas golongan kedua. Tulang pada ujung jari kaki sebagai titik tumpu,
bagian tengah kaki sebagai beban dan otot betis sebagai kuasa.
Gambar 3 merupakan pengungkit golongan pertama, karena erlihat bahwa
gerakan mengangguk menggunakan sistem tuas golongan pertama. Otot
leher bertindak sebagai kuasa, tengkorak sebagai beban dan titik tumpunya
berada antara tulang leher dan tulang tengkorak.
Sedangkan gambar 4 mrupakan pengungkit golongan ketiga, karena
gambar gerakan lengan dengan sistem tuas golongan ketiga. Otot bisep
sebagai kuasa, siku sebgai titik tumpu dan tulang lengan bawah sebagai
beban.
2. Jenis pengungkit kedua

Usaha dan Pesawat Sederhana | 60

Modul [2022]

D. Jawaban soal evaluasi No Kunci Jawaban
6A
No Kunci Jawaban 7D
1C 8D
2A 9C
3C 10 C
4A
5B

Robert Hinchliffe
penemu gunting
modern. (1761 M)

King Camp Gillette
penemu gunting pisau
cukur. (1855-1932 M)

Sylvan Nathan
Goldman
penemu tlolley.
(1898-1984 M)

Usaha dan Pesawat Sederhana | 61

Modul [2022]

DAFTR PUSTAKA
Ana Ratna Wulan, d. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam, Kelas VIII

SMP/MTS.Semester 1. Pusat Kurikulum dan Pembukuan,
Balitbang, Kemendikbud.

dkk., V. S. (2017). IPA TERPADU 2.SMP kelas VIII. Semester .

(Supriyadi et al., 2020)
(Supriyadi & Nurvitasari, 2019)

htps://pakdosen.co.id/pesawat-sederhana/

https://kabarpapua.co/melihat-lebih-dekat-kehidupan-suku-marind-yeinan-di-
hutan-merauke/

https://kumparan.com/bumi-papua/menilik-tradisi-berburu-suku-marind-kanume-
di-merauke-1sQhC9JyLeo

https://support.google.com/legal/answer/3463239?hl=id

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.bukusekolah.net
%2F2019%2F04%2Fprinsip-kerja-pesawat-sederhana

https://pubhtml5.com/bmiu/svcm/basic

Usaha dan Pesawat Sederhana | 62

Modul [2022]

Profil pengembang

Hertiana Wunu
Lahir di Merauke 27 Desember 1999, memulai pendidikan sekolah dasar di SD
Inpres Tanah Miring III (2012), Kemudian melanjutkan sekolah menengah
pertama di SMPN 8 Merauke (2015), sekolah menengah kejuruan di SMKN 1
Tanah Miring (2017) dan melanjutkan pendidikan di Universitas Musamus pada
tahun 2017 diprogram studi pendidikan Fisika sekaligus sebagai pengembang E-
modul Berbantuan Aplikasi Flipbook Maker Berorientasi Etno-STEM.

Ivylentine Datu Palittin, S.Si.,M.Si
Dosen Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Musamus, sekaligus dosen
pembimbing 1 (satu) dalam pengembangan E-Modul Berbantuan Aplikasi
Flipbook Maker Berorientasi Etno-STEM.
Martha Loupatty, S.Pd., M.T

Dosen Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Musamus, sekaligus dosen
pembimbing II (dua) dalam pengembangan E-Modul Berbantuan Aplikasi
Flipbook Maker Berorientasi Etno-STEM.

Supriyadi, S.Pd., M.Pd

Dosen Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Musamus, sekaligus dosen
pembimbing dalam pengembangan E-Modul Berbantuan Aplikasi Flipbook Maker
Berorientasi Etno-STEM

Usaha dan Pesawat Sederhana | 63