Halaman
BAB9Kata KunciTujuan PembelajaranSaat melakukan pekerjaan sehari-hari, manusia seringmenggunakan alat bantu untuk memudahkan pekerjaan-nya. Ada pekerjaan yang ringan dan ada pekerjaan yangberat. Untuk meringankan pekerjaan yang berat, makadigunakan pesawat.Apakah sebenarnya pesawat itu? Pesawat adalah suatualat atau mesin. Pesawat berguna untuk menghasilkan gayayang besar dari gaya yang kecil. Pesawat dapat digolongkanmenjadi dua, yaitu pesawat sederhana dan pesawat rumit.Pesawat sederhana adalah alat bantu sederhana yang digu-nakan untuk membantu meringankan pekerjaan manusia.Pesawat rumit terdiri atas susunan pesawat-pesawat seder-hana.Macam-Macam Pesawat Sederhanadan Cara KerjanyaPesawat sederhana dikelompokkan menjadi empatjenis, yaitu pengungkit (tuas), katrol, bidang miring, dan rodaberporos.Kamu dapat menjelaskan pesawat sederhana yang dapat membuat pekerjaanlebih mudah dan lebih cepat diselesaikan.Pesawat: alat ataumesin yang digu-nakan untuk mem-bantu meringankanpekerjaan manu-sia.PESAWAT SEDERHANA
Ilmu Pengetahuan Alam 5 untuk SD dan MI124KuasaTuasTitik tumpuBebanGambar 1 Pengungkit DapatDigunakan untuk Memin-dahkan Beban yang Berat.Keterangan:K: KuasaTK : Titik kuasaLK : Lengan kuasaTT : Titik tumpuLB : Lengan bebanTB : Titik bebanB: Beban1. Pengungkit (Tuas)Pengungkit disebut juga tuas. Tuas adalah alat denganbentuk menyerupai batang yang digunakan untuk memper-mudah pekerjaan manusia.Banyak pekerjaan manusia menjadi lebih mudahdiselesaikan karena menggunakan pengungkit. Pengungkitdapat mengubah gaya. Pengungkit dapat berupa batangyang bertumpu pada satu titik. Beberapa istilah yang berhu-bungan dengan pengungkit, antara lain titik tumpu, kuasa,titik kuasa, beban, titik beban.Titik tumpu atau fulkrum adalah titik tempat batangbertumpu, dan batangnya disebut pengungkit atau tuas.Kuasa adalah gaya yang dikeluarkan untuk mengungkit.Titik kuasa adalah titik tempat kuasa diadakan. Beban ada-lah gaya yang akan dikalahkan. Titik beban adalah titik tem-pat beban berada.Perhatikan gambar di samping! Seorang anak sedangbekerja dengan sebuah pengungkit. Dengan pengungkit iajadi lebih mudah menyelesaikan pekerjaannya. Pernahkahkamu melakukan hal tersebut? Berhati-hatilah dalam meng-gunakan alat pengungkit!Untuk lebih jelasnya, perhatikan bagan pengungkit dibawah ini!Gambar 2 Bagan PengungkitTKLKTTLBTBK BKata KunciPesawat seder-hana: alat bantusederhana yangdigunakan untukmembantu meri-ngankan peker-jaan manusia.
Pesawat Sederhana125Berdasarkan posisi beban, kuasa, dan titik tumpunya;pengungkit dapat dibagi menjadi tiga macam, yaitu peng-ungkit jenis pertama, pengungkit jenis kedua, dan pengungkitjenis ketiga.a. Pengungkit Jenis PertamaPernahkah kamu mencabut paku dengan menggunakanpalu pencabut paku? Ternyata mencabut paku denganmenggunakan palu terasa lebih mudah daripada menggu-nakan jari-jari tangan kita.Cara mencabut paku dengan menggunakan palutermasuk memakai prinsip pengungkit jenis pertama. Peng-ungkit jenis pertama adalah pengungkit yang titik tumpunyaberada di antara beban dan kuasa. Alat yang termasuk jenisini adalah jungkat-jungkit, palu untuk pencabut paku, gunting,timbangan, dan linggis. Perhatikan gambar berikut!b. Pengungkit Jenis KeduaPengungkit jenis kedua adalah pengungkit yang beban-nya berada di antara titik tumpu dan kuasa. Alat yangtermasuk jenis ini adalah gerobak dorong dan pemecahkemiri. Perhatikan gambar berikut!Kolom InfoMenurut Lafferty(2000), seorang il-muwan Yunani yangbernama Archime-des pernah berkatadengan sombongbahwa jika ia diberipengungkit yangcukup panjang dantempat berpijak,maka ia dapat me-mindahkan bumi.Tentu saja hal itu sa-ngat mustahil untukdilakukan, bukan?Gambar 3 Beberapa Contoh Pengungkit Jenis PertamaBebanKuasaTitik tumpuBebanKuasaTitik tumpuBebanKuasaTitik tumpuBebanKuasaTitik tumpuKuasaTitik TumpuBeban
Ilmu Pengetahuan Alam 5 untuk SD dan MI126BebanKuasaTitiktumpuc. Pengungkit Jenis KetigaPengungkit jenis ketiga artinya pengungkit yang titikkuasanya berada di antara titik tumpu dan beban. Alat yangmenggunakan prinsip ini, antara lain, sekop dan pinset. Ber-hati-hatilah jika kamu menggunakan sekop. Perhatikangambar berikut!2. Bidang MiringBidang miring adalah bidang yang permukaannyamiring. Penggunaan bidang miring akan memudahkanpekerjaan kita.Perhatikan gambar di samping! Orang tersebut memin-dahkan drum yang berat ke atas truk dengan mengguna-kan bidang miring. Dengan cara menggulirkan drum daribawah ke atas, maka gaya yang dibutuhkan untuk mendo-rong drum lebih kecil daripada gaya untuk mengangkat drum.Apabila kamu akan melakukan kegiatan seperti Gambar6, maka berhati-hatilah! Kalau perlu mintalah bantuanorang lain!Pernahkah kamu pergi ke daerah pegunungan? Jalan-jalan di daerah pegunungan biasanya berkelok-kelok. Pem-buatan jalan berkelok-kelok bertujuan untuk memudahkanmobil bergerak ke atas.Titik tumpuKuasaBebanBebanKuasaTitik tumpuGambar 5 Beberapa Contoh Pengungkit Jenis KetigaGambar 4 Beberapa Contoh Pengungkit Jenis KeduaBebanKuasaTitik tumpuBebanKuasaTitik tumpuGambar 6 Bidang MiringDapat Memperkecil Gayayang Harus DikeluarkanSaat Memindahkan Beban
Pesawat Sederhana127Alat yang bekerja menggunakan asas bidang miring,antara lain:a. baji yang digunakan sebagai alat pembelah kayu,b. dongkrak.Dongkrak menggunakan asas sekrup. Sekrup menggu-nakan asas kerja bidang miring. Jadi, dongkrak menggunakanprinsip bidang miring. Berhati-hatilah saat menggunakan bajidan dongkrak! Perhatikan cara kerja benda tersebut!3. KatrolPernahkah kamu menjadi petugas pengibar benderasaat upacara? Tahukah kamu benda apa yang berada diujung tiang bendera? Di ujung tiang bendera terdapat katrol.Katrol adalah roda kecil yang tepinya beralur dan dapatberputar pada sebuah poros. Katrol berguna untuk mengang-kat benda atau menarik suatu beban. Katrol dapat mengubaharah gaya. Benda-benda yang berat dapat diangkat secaramudah dengan katrol.Ada beberapa jenis katrol, yaitu katrol tetap, katrol bebas,dan katrol majemuk.a. Katrol TetapKatrol tetap adalah katrol yang dipasang pada tempatyang tetap. Katrol tersebut tidak dapat bergeser atau ber-pindah tempat. Tali atau rantai yang dililitkan di katrol, padasalah satu ujungnya diberi beban dan di ujung yang lain ditarikkuasa ke bawah. Contoh katrol tetap adalah katrol sumurtimba dan katrol untuk menaikturunkan bahan bangunan.Berhati-hatilah saat menggunakan katrol!Gambar 8 Dalam Kehidup-an Sehari-Hari, Katrol DapatDigunakan untuk Menaiktu-runkan Bahan Bangunan (a)dan untuk Menimba Air dariSumur (b). (Sumber: Haryana,2006)baGambar 7 Jalan Berkelok-Kelok (a), Baji (b), dan DongkrakMerupakan Contoh Alat-Alat yang Menggunakan Prinsip BidangMiringbca
Ilmu Pengetahuan Alam 5 untuk SD dan MI128Keterangan:FK:Gaya kuasaFB:Gaya bebanGambar 11 Bentuk RodaBerporosRodaPorosFKFBb. Katrol BebasKatrol bebas disebut juga dengan katrol bergerak. Katrolbergerak adalah katrol yang dikaitkan dengan tali tergantungdan katrol dapat berpindah-pindah tempat atau bergeser.Perhatikan gambar berikut!Keuntungan menggunakan katrol bebas adalah gayayang diperlukan untuk menarik benda lebih kecil daripadamenggunakan katrol tetap. Tahukah kamu alat yang menggu-nakan prinsip katrol bebas?c. Katrol MajemukKatrol majemuk adalah perpaduan antara katrol tetapdengan katrol bebas. Pada katrol majemuk, terdapat duakatrol yang masing-masing berfungsi sebagai katrol tetapdan katrol bergerak.Ada juga katrol majemuk yang terdiri atas dua blokkatrol. Blok katrol adalah dua katrol yang dipasang ber-dampingan pada satu poros. Katrol jenis ini banyak diguna-kan untuk mengangkat beban yang sangat berat.4. Roda BerporosRoda berporos merupakan pesawat sederhana yangprinsip kerjanya seperti katrol. Roda berporos terdiri atasroda berbentuk silinder yang dihubungkan dengan sebuahporos. Roda dan poros berputar bersama-sama. Contoh alat-alat dengan prinsip roda berporos adalah roda sepeda, rodagerobak, roda sepeda motor, dan roda mobil. Untuk lebihjelasnya, coba perhatikan roda sepeda yang kamu punyai!Gambar 9 Katrol Bebas Disebut Juga Katrol Bergerak KarenaKedudukannya Dapat Dipindah-PindahGambar 10 Susunan Ka-trol Majemuk yang Terdiriatas Dua Buah KatrolKolom InfoArchimedes per-nah berhasil me-mindahkan ataumenyeret kapalbesar dari pantaitanpa bantuan sia-pa pun. Alat yangdigunakannya beru-pa katrol-katrolyang disusun sede-mikian rupa (Lafferty,2000).
Pesawat Sederhana129AGAR DIINGATJenis-Jenis Pesawat Sederhana di Sekitar KitaAmati benda-benda atau kegiatan di lingkungan sekitarmu yang menggu-nakan prinsip pesawat sederhana. Tulis hasil pengamatanmu dalam tabel beri-kut!No Contoh Benda-Benda Jenis Pesawat Sederhanaatau Kegiatanyang Digunakan1. Menimba airKatrol tetapKEGIATAN 1KEGIATAN 2Cara Menggunakan Pesawat SederhanaBerdasarkan tabel pengamatanmu, cobalah untuk mencari tahu dan men-demonstrasikan cara menggunakan benda-benda tersebut di depan. Namun,kegiatan ini harus dilakukan dengan sepengetahuan dan seizin guru atau orangtuamu!1. Alat yang digunakan untuk memudahkan pekerjaan disebut pesawat.2. Alat bantu sederhana yang digunakan untuk membantu meringankanpekerjaan manusia disebut pesawat sederhana.3. Pesawat sederhana dapat dibagi menjadi empat jenis, yaitu pengungkit,bidang miring, katrol, dan roda berporos.4. Pengungkit adalah alat yang berupa batang yang bertumpu pada satu titik.5. Pengungkit ada tiga macam, yaitu pengungkit jenis pertama, pengungkitjenis kedua, dan pengungkit jenis ketiga.6. Bidang miring adalah bidang yang bentuknya miring.
Ilmu Pengetahuan Alam 5 untuk SD dan MI1307. Prinsip bidang miring banyak diterapkan pada alat-alat dalam kehidupansehari-hari, misalnya pisau, baji, paku ukir, dan pasak.8. Katrol adalah roda kecil yang tepinya beralur dan dapat berputar padasebuah poros.9. Ada beberapa macam katrol, yaitu katrol tetap, katrol bebas, dan katrolmajemuk.10. Roda berporos dapat kita jumpai pada roda sepeda, roda sepeda motor,roda mobil, dan sebagainya.11. Pesawat rumit tersusun atas beberapa pesawat sederhana.- Palu- Jungkit-jungkit- Gunting- Baji- Jalan di pegu-nungan- Tangga gedungbertingkatPETA KONSEPPesawat SederhanaTerdiri atasPengungkit JenispertamaPengungkitmeliputicontohRoda berporos- Roda sepeda- Roda mobil- Roda gerobakBidang miringcontohKatrolmeliputi- Katrol tetap- Katrol bebas- Katrol majemukPengungkit JeniskeduaPengungkit Jenisketigacontoh- Gerobak dorong- Pemecah kemiricontohcontoh- Sekop- Pinset
Pesawat Sederhana131A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling benar dengan menuliskan hurufa, b, c, atau d di buku tugasmu!1. Gunting dan tang termasuk pesawat sederhana jenis ....a. rodac. pengungkitb. katrold. bidang miring2. Alat seperti gambar di samping termasuk pengungkitjenis ....a. pertamac. ketigab. keduad. keempat3. Fulkrum dapat juga disebut ....a. titik tumpuc. lengan bebanb. titik beband. lengan kuasa 4. Gaya paling besar pada pengungkit ditunjukkan oleh gambar ....a.c.b.d. 5. Makin landai bidang miring, gaya yang diperlukan makin ....a. tetapc. berkurangb. biasad. bertambah 6. Contoh peralatan yang termasuk jenis katrol bebas ditunjukkan oleh gambar ....a.c.b.d.TBKPELATIHAN
Ilmu Pengetahuan Alam 5 untuk SD dan MI132ABC 7. Kerugian menggunakan alat dengan asas bidang miring adalah ....a. gaya lebih besarc. jarak tempuh lebih dekatb. tenaga lebih besard. jarak tempuh lebih jauh 8. Katrol pada gambar di samping adalah jenis katrol ....a. tetapb. blokc. bebasd. majemuk 9. Katrol yang dipasang pada tiang bendera termasuk jenis ....a. katrol tetapc. katrol gandab. katrol bebasd. katrol majemuk10. Setir mobil menggunakan prinsip kerja ....a. tuasc. roda berporosb. katrold. bidang miring B. Isilah titik-titik dari soal berikut di buku tugasmu!1. Pesawat rumit adalah ....2. Titik kuasa terletak di antara titik tumpu dan titik beban adalah pengungkit jenis ....3. Sekop merupakan pengungkit jenis ....4. Bagian pengungkit yang posisinya tidak ikut berubah disebut ....5. Paku ulir merupakan contoh prinsip ....6. Gaya yang akan kita kalahkan disebut ....7. Katrol yang tidak dapat berpindah tempat disebut ....8. Rangkaian katrol tetap dan katrol bebas disebut katrol ....9.Titik tumpu ditunjukkan oleh huruf ....10. Kait pembuka pintu menggunakan prinsip ....C. Kerjakanlah soal-soal berikut di buku tugasmu!1. Mengapa manusia saat bekerja lebih sering menggunakan pesawat?2. Mengapa jalan di pegunungan dibuat berkelok-kelok?3. Apa keuntungan dan kerugian menggunakan bidang miring?4. Sebutkan keuntungan menggunakan katrol bebas!5. Bagaimanakah hubungan antara kemiringan suatu bidang dengan gaya?