8.0 KONSEP PERGERAKAN MEKANIKAL

Apabila kita merujuk pada Kamus Dewan Edisi Ketiga, pergerakan ditakrifkan sebagai

sesuatu perbuatan bergerak. Di dalam Kamus Pelajar pula, fenomena pergerakan ditakrifkan

sebagai suatu keadaan bergerak. Oleh itu, secara keseluruhannya pergerakan dapat ditakrifkan

sebagai suatu keadaan yang bergerak dari satu titik ke titik yang lain. Pergerakan mekanikal adalah satu

mekanisme atau sistem yang membolehkan barangan berfungsi,bergerak atau

berputar.Pergerakan mekanikal digunakan dalam kehidupan harian untuk menyenangkan kerja

manusia.Secara amnya,pergerakan mekanikal digunakan untuk memindahkan suatu sumber

pergerakan,iaitu input melalui proses untuk menghasilkan suatu pergerakan yang lain iaitu

output.

Prinsip Pergerakan Mekanikal

Daya dan pergerakan Sistem kawalan mekanikal Daya dan pergerakan

Sistem mekanikal yang digunakan dalam kehidupan harian biasa menggabungkan kedua-dua

pergerakan linear dan pusingan untuk menghasilkan kerja.Pergerakan mekanikal boleh dihasilkan

secara manual,enjin atau motor elektrik.

8.1 KAEDAH PERGERAKAN MEKANIKAL

Kaedah pergerakan mekanikal boleh dibahagikan kepada 3 jenis iaitu:

Kaedah pergerakan mekanikal secara manual

Kaedah pergerakan mekanikal secara enjin

Kaedah pergerakan mekanikal secara motor

1

INPUT PROSES OUTPUT

8.1.1 Kaedah pergerakan secara manual

Kaedah pergerakan secara manual lazimnya menggunakan daya tubuh badan atau tenaga

fizikal manusia bagi menggerakkan sesuatu objek. Daya dari tubuh atau daya fizikal manusia ini

akan dianggap sebagai input manakala pergerakan bagi objek yang digerakkan dikira sebagai

output. Sebagai contoh dalam kehidupan seharian antara contoh barangan yang kerap kali

menggunakan pergerakan secara manual adalah gerudi tangan dan basikal.

Basikal sebagai contoh tediri daripada beberapa komponen seperti roda, rangka, padel

kayuhan dan pemegang basikal. Bagi menggerakkan sesebuah basikal, tenaga fizikal manusia

akan dikenakan terhadap padel kayuhan. Kayuhan demi kayuhan ini merupakan salah satu contoh

pergerakan manual yang tidak menggunakan sebarang alatan seperti enjin mahupun motor untuk

menggerakkannya.

8.1.2 Kaedah pergerakan secara enjin

Pergerakan yang dihasilkan oleh enjin adalah hasil dari penggunaan tenaga kimia. Petrol atau diesel

yang digunakan adalah sumber tenaga kimia dan ia akan ditukarkan kepada tenaga haba

dan tenaga kinetik untuk menggerakkan enjin.Contoh barangan yang bergerak dengan cara

ini ialah mesin pemotong rumput dan kereta.

2

8.1.3 Kaedah pergerakan secara motor elektrik

Pergerakan yang dihasilkan oleh motor elektrik ini akan mempunyai satu litar

elektrik yang menbolehkan tenaga elektrik dipindahkan dari sumbernya kepada bahagian

yang melakukan kerja. Contoh alatan yang menggunakan kaedah pergerakan ini adalah

mesin basuh dan kipas elektrik.

3

8.1.4 KESIMPULAN

Pergerakan mekanikal ialah mekanisma atau sistem yang membolehkan sesuatu objek

berfungsi, bergerak atau berputar. Pergerakan mekanikal boleh dihasilkan secara manual,enjin dan motor elektrik.

Pe rg e ra ka n meka n ik a l s e ca r a ma nua l dikendalikan dengan tangan atau tenaga

fizikal manusia. Alatan-alatan yang boleh kita  perhatikan untuk memahami pergerakan

mekanikal yang memerlukan pergerakan secara manual ialah gerudi tangan, basikal, pemutar

skru dan sebagainya. Kesemua alatan ini harus dikendalikan dengan menggunakan tenaga manusia tanpa

melibatkan tenaga elektrik.

Pergerakan yang dihasilkan oleh enjin adalah hasil dari penggunaan tenaga kimia. Petrol atau diesel

yang digunakan adalah sumber tenaga kimia dan ia akan ditukarkan kepada tenaga haba

dan tenaga kinetik untuk menggerakkan enjin. Contohnya, barangan yang bergerak dengan

menggunakan pergerakan mekanikal enjin ialah mesin pemotong rumput, motosikal dan contoh

yang paling baik adalah kereta.

Pergerakan yang ketiga adalah secara motor elektrik Pergerakan ini dilakukan

dengan aplikasi motor elektrik.Pergerakan yang dihasilkan oleh motor elektrik ini akan

mempunyai satu litar elektrik yang menbolehkan tenaga elektrik dipindahkan dari sumbernya

kepada bahagian yang melakukan kerja. Contoh barangan yang menggunakan motor elektrik

ialah mesin gerudi mudah alih dan kipas elektrik.

8.1.5 CADANGAN UNTUK MENINGKATKAN KEBERKESANAN PEMBELAJARAN

Bagi memudahkan para pelajar menguasai topik ini dengan lebih mudah,guru boleh

menggunakan pelbagai pendekatan yang berbeza contohnya menayangkan video mekanisme

pergerakan mekanikal,membuat demonstrasi yang berkaitan dengan topik ini malah boleh

menggunakan contoh-contoh yang ada disekeliling pelajar itu sendiri.Guru juga perlulah

menguasai topik ini dengan baik agar segala kemusykilan pelajar dapat dijawab dengan tepat

sekaligus mejadikan proses pengajaran dan pembelajaran lebih efektif.

4

8.2 Jenis pergerakan mekanikal

Terjadi apabila mekanisme atau sistem membolehkan sesuatu objek bergerak

dalam satu garisan lurus.

Arah pergerakan tidak berubah tetapi perubahan berlaku pada arah halaju sahaja.

Terdapat dua jenis pergerakan mekanikal yang terlibat dalam konsep pergerakan

mekanikal, iaitu;

a) Gerakan lurus

b) Gerakan putaran

8.2.1 Gerakan lurus

a) Dikenali sebagai “linear movement”

b) Sistem sesuatu objek yang bergerak dalam satu garisan lurus.

c) Objek tidak undur ke belakang dan tidak maju ke hadapan semula.

d) Hanya terdapat dua arah sahaja, iaitu arah positif dan arah negatif.

e) Digunakan untuk memindahkan suatu sumber pergerakan, iaitu input, melalui

proses untuk menghasilkan suatu pergerakan yang lain, iaitu output.

f) Contoh gambarajah bagi pergerakan lurus:

5

Pergerakan kotak menuruni papan

Batang glu / “Glue stick”

8.2.2 Gerakan putaran

a) Dikenali sebagai “rotary movement”.

b) Terjadi apabila suatu sisitem atau mekanisma yang menyebabkan sesuatu objek

bergerak pada paksi tetap mengikut satu jejari secara berpusing.

c) Contoh gambarajah bagi gerakan putaran:

Pergerakan putaran berlaku apabila roda basikal sedang berputar.

6

Kipas angin

d) Contoh pemindahan gerakan lurus ke gerakan putaran:

Pergerakan motosikal

Mekanisma jek kereta

8.2.3 Kesimpulan:

Terdapat dua jenis pergerakan mekanikal iaitu gerakan lurus (“linear movement”) dan

gerakan putaran (“rotary movement”). Sistem mekanikal yang digunakan dalam kehidupan

harian biasa menggabungkan kedua-dua pergerakan linear dan putaran untuk menghasilkan kerja.

Secara amnya, pergerakan mekanikal digunakan untuk memindahkan suatu sumber pergerakan,

iaitu input, melalui proses untuk menghasilkan suatu pergerakan yang lain, iaitu output.

7

8.3 Prinsip Pergerakan Mekanikal

Pengenalan :

Pergerakan mekanikal ialah mekanisme atau sistem yang membolehkan barang

berfungsi, bergerak atau berputar.

Mesin, jentera dan enjin yang bergerak menggunakan sumber atau input sama

ada berbentuk manual atau menggunakan jentera dinamakan sebagai pergerakan

mekanikal.

Peralatan yang bergerak secara mekanikal menggunakan sumber tenaga (input)

secara manual atau jentera yang diproses untuk mendapatkan tenaga output.

Dengan kata lain, pergerakan mekanikal digunakan untuk memindahkan suatu

sumber pergerakan iaitu input melalui proses untuk menghasilkan suatu

pergerakan yang lain iaitu output

+

Contoh :

1. Gincu bibir menggunakan benang skru untuk memindahkan gerakan putaran (rotary)

pada tombol kepada gerakan lurus (linear) gincu tersebut.

2. Pemindahan gerakan

putaran kepada gerakan

lurus juga berlaku pada jek

kereta.

8

Input(daya dan pergerakan)

Input(daya dan pergerakan)

Output(daya dan

pergerakan)

Output(daya dan

pergerakan)ProsesProses

Pergerakan MekanikalPergerakan Mekanikal

Mesin, enjin, jentera

Mesin, enjin, jentera

Manual Manual

8.3.1 Miskonsepsi

Apabila menyebut tentang pergerakan mekanikal, pelajar akan mudah beranggapan

bahawa pergerakan yang terhasil mestilah disebabkan oleh input jentera sahaja. Sebaliknya

pergerakan mekanikal juga boleh dihasilkan oleh input manual. Perkara ini perlu ditekankan

dengan lebih jelas dan berulang kali supaya pelajar faham dan dapat mengingatinya.

8.3.2 Pergerakan Elektromekanikal

Selain mesin, enjin dan jentera bergerak secara mekanikal, terdapat peralatan tersebut

yang bergerak dengan menggunakan sistem pergerakan elektromekanikal. Produk

elektromekanikal menggunakan komponen elektronik dalam operasi mekanisme pergerakannya.

+

Contoh:

Contoh:

8.4 JENIS-JENIS GEAR

9

Input(daya dan pergerakan)

Input(daya dan pergerakan)

Output(daya dan

pergerakan)

Output(daya dan

pergerakan)ProsesProses

Pergerakan Elektromekanikal

Pergerakan Elektromekanikal

Mesin, enjin, jentera

Mesin, enjin, jentera

Tenaga elektrik Tenaga elektrik

Kamera Pencetak Mesin peruncitan automatik

PENGENALAN

Gear ialah satu roda bulat yang bergigi di sekelilingnya. Gear dipasang pada aci sesebuah

motor dan digabungkan untuk menghasilkan putaran atau pemindahan tenaga. Gear berfungsi

sebagai penghantar kuasa atau penggerak mesin menerusi aci yang memegang gear ini. Gear juga

sebagai penghubung bahagian yang berputar dan juga bertindak sebagai penukar kelajuan mesin.

8.4.1 Kelajuan rendah

Putaran gear dipacu bersaiz besar akan menjadi perlahan apabila digerakkan oleh gear pemacu

yang kecil.

8.4.2 Kelajuan sederhana

Putaran gear akan menjadi sederhana apabila saiz gear pemacu dan dipacu adalah sama.

8.4.3 Kelajuan tinggi

SAIZ

GEAR

KELAJUAN

RENDAH

KELAJUAN

SEDERHANA

KELAJUAN

RENDAH

GAMBAR

HURAIAN

Putaran gear dipacu

yang bersaiz kecil akan

bertambah laju apabila

digerakkan oleh gear

pemacu bersaiz besar.

Putaran gear akan

menjadi sederhana

apabila saiz gear

pemacu dan dipacu

adalah sama.

Putaran gear dipacu bersaiz

besar akan menjadi

perlahan apabila

digerakkan oleh gear

pemacu yang kecil.

Putaran gear dipacu yang bersaiz kecil akan bertambah laju apabila digerakkan oleh gear pemacu bersaiz besar.

Jadual 1: Perbandingan saiz gear dengan kelajuan tinggi, sederhana dan rendah.8.4.4 MISKONSEPSI

10

Miskonsepsi adalah satu daripada masalah yang sering dihadapi oleh pelajar dalam

pembelajaran asas elektromekanikal dan sering menjadi penghalang kepada mereka untuk

memahami konsep-konsep gear yang berkaitan dengan konsep yang mereka salah ertikan.

Miskonsepsi umum dalam gear adalah seperti berikut ;

1. Kesukaran dalam menentukan kedudukan gear.

2. Kefahaman yang kurang lengkap mengenai sistem gear.

3. Membuat perkaitan yang kurang tepat tentang fungsi gear.

8.4.5 PENYELESAIAN YANG DICADANGKAN BAGI MENGATASI MISKONSEPSI DI ATAS

Bagi menyelesaikan miskonsepsi yang berlaku dalam P&P yang melibatkan gear, di bawah ini

adalah cadangan P&P yang dirasakan boleh mengatasi masalah tersebut.

Pertama sekali pelajar perlu didedahkan yang gear boleh menjadi satu benda yang

menyeronokkkan. Di dalam set induksi guru boleh menayangkan video rancangan ‘Top Gear’

yang mana memaparkan tentang dunia permotoran. Ini dapat menarik minta pelajar kerana boleh

menambah ilmu tentang jenis-jenis kereta terkini dan enjin yang digunakan.

Di dalam langkah seterusnya pula pelajar diminta berbincang di manakah gear digunakan.

Pelajar juga dibawa melawat tempat letak basikal pelajar untuk melihat sendiri gear pada basikal

yang biasa mereka gunakan. Aktiviti ini dapat menarik perhatian pelajar kerana mereka tidak

meyedari bahawa mereka menggunakan gear setiap hari.

Aktiviti yang lebih bebas dan santai pasti boleh menarik minat murid. Lawatan ke

bengkel enjin di sekolah teknik dan vokasioanal terdekat juga boleh diadakan dan pelajar diberi

peluang untuk melihat sendiri perkara-perkara berkaitan gear di bengkel tersebut.

Bagi memastikan yang murid telah pun terlepas dari segala masalah yang mereka, dan

telah dapat menguasai konsep gear yang diajar maka sedikit kerja yang lebih formal iaitu

lembaran kerja, diberi kepada pelajar, tetapi dijawab di dalam kumpulan bagi membolehkan

pelajar berinteraksi sesama sendiri yang mana situasi ini pastinya akan menimbulkan

keseronokan. Selain itu keseronokan dan keterujaan mereka diteruskan dengan aktiviti

11

pembentangan yang mana pelajar pasti akan merasa bangga dengan hasil kerja yang telah mereka

lakukan.

8.4.6 KESIMPULANDari semua yang telah diterangkan diatas maka bolehlah disimpulkan bahawa guru perlu

mempunyai pengetahuan yang cukup tentang apa yang ingin disampaikan. Segala kelemahan

dan kekuatan harus diambilkira baik pada tajuk yang ingin disampai begitu juga pada pelajar dan

guru sendiri. Pengetahuan yang cukup perlulah ada bagi memastikan perancangan P&P dibuat

dengan begitu teliti dan terperinci agar objektif tercapai. Bagi memastikan objektif tercapai, P&P

juga perlu berjalan dengan mengikut kepada perancangan yang telah dibuat.

8.5 JENIS-JENIS GEAR

Gear antara komponen yang penting di dalam sesebuah mesin yang berbentuk silinder

bulat dengan ketebalan tertentu serta mempunyai gigi disekelilingnya. Gigi-gigi ini dapat

memastikan pergerakan gear dapat dilakukan tanpa gelincir. Gigi gear yang bersirat (mesh)

dengan pasangannya membolehkan putaran berlaku dengan aktif. Kebanyakan gear mempunyai

susuk gigi yang melengkung yang disebut lengkung invelot.Antara gear yang dikenalpasti adalah:

1. Gear taji ( spur gear)

2. Gear serong (bevel gear)

3. Gear belitan (worm gear)

4. Gear heliks (helix gear)

5. Gear rak dan pinan (rack dan pinion gear)

12

Gear tajiGear serong

Gear belitan Gear rak dan pinan

Gear Helix

13

8.5.1 GEAR TAJI (SPUR GEAR)

Gear Taji mempunyai gigi yang lurus selari dan pertemuan gigi adalah secara selari

(parallel). Alat yang besar dinamakan gear manakala yang kecil dinamakan pinion. Gear ini

digunakan untuk memindahkan tenaga pada aci yang terletak selari antara satu sama lain. Antara

alatan yang banyak menggunakan gear jenis ini ialah seperti starter motor, fly wheel, jam

mekanikal, mesin pemotong rumput, pemutar tingkap kereta, mesin basuh. mesin faks, printer,

skru driver elektrik dan kotak gear. Gear Taji adalah ringkas, mudah, senang dibaiki dan tegap.

Namun pergerakan gear Taji yang bising menjadikannya cepat haus. Binaan gear ini lebih besar

dan memerlukan ’double declutching’ semasa menukar gear.

14

Antara kelebihan gear Taji ialah gear ini mudah disesuaikan dengan mana-mana rekaan,

senang didapati dan murah. Namun gear Taji menghasilkan bunyi bising semasa perlanggaran

antara gigi-gigi.

8.5.2 GEAR SERONG (BEVEL GEAR)

Gear Serong digunakan untuk memindahkan tenaga daripada satu aci kepada aci yang

lain. Gerakan putaran biasanya pada sudut 90°. Gigi gear Serong juga mempunyai pelbagai

rekaan samada lurus atau berpintal. Contoh alatan yang menggunakan gear Serong ialah gerudi

tangan dan pemukul telur

15

8.5.3 GEAR BELITAN (WORM GEAR)

Gear Belitan berbentuk sebatang aci bergigi (berbentuk ulir) yang bersirat dengan gear

berbentuk bulat. Gear ini digunakan pada mesin untuk mengurangkan kelajuan dan memindahkan

tenaga putaran aci pada sudut tertentu. Kegunaan gear Belitan adalah untuk menukarkan

pergerakan lurus kepada pergerakan membulat tetapi bukannya pergerakan membulat kepada

lurus dan digunakan dengan meluas dalam sistem pemindahan. Antara alatan yang menggunakan

gear ini ialah spanar boleh laras dan pengadun elektrik

Daya yang ditransmisikan melalui gear ini lebih besar kerana perbandingan putaran antara

roda gigi cacing dengan ulir cacing sangat besar. Pasangan roda gigi cacing dan ulir cacing ini

hanya dapat bekerja memperlahankan putaran dan gear ini mempunyai kelebihan mengunci.

Gear Belitan Hanya dapat bekerja secara berpasangan dengan ulir cacing (worm thread).

Apabila gear ini berputar, ia cepat panas akibat tekanan sentuhan yang tinggi malah, pergerakan

gear ini adalah sehala sahaja.

16

8.5.4 GEAR HELIKS (HELIX GEAR)

Gear Helix berbentuk helik dan bersudut dengan paksi gear. Kegunaan gear ini untuk

menghubungkan dua gandar yang selari. Gear ini direka bentuk untuk mengurangkan bising,

manakala putarannya lebih licin berbanding gear Taji terutama pada kelajuan yang tinggi.

Perlanggaran gigi yang berlaku pada tahap yang paling rendah akan mengurangkan bunyi bising.

Contoh penggunaan gear ini ialah dalam sistem gear kereta untuk menukar kelajuan rendah

kepada kelajuan tinggi.

17

8.5.5 GEAR RAK DAN PINAN (RACK DAN PINION GEAR)

Gear Rak dan Pinan mempunyai gear dan syaf bagi memindahkan gerakan putaran

kepada gerakan linear (lurus) atau sebaliknya. Gear ini didapati pada tuas pemasuk mesin gerudi

lantai dan pada bahagian mekanisma stereng kereta. Mesin gerudi lantai mempunyai gear Rak

dan Pinan pada tuas pemasuk dan sarung aci bagi menaikkan dan menurunkan aci pemutar bindu

gerudi. Pasangan gear ini terdiri daripada Rak yang diperbuat pada sebatang bar lurus dan Pinan

pula sama seperti gear taji.

Gear ini selalunya digunakan dalam mekanisma stereng kereta, gerudi meja dan pintu

pagar bermotor. Dalam sistem stereng kereta, apabila stereng kereta dipusingkan, gear akan turut

memutar dan menyebabkan rak bergerak bergerak ke kiri atau ke kanan.

8.5.6 MISKONSEPSI

Kegagalan pelajar untuk menguasai konsep berkenaan topik ini akan menyukarkan

pemahaman dan tahap pengusaan sesuatu pembelajaran. Dalam topik jenis-jenis gear ini, pelajar

seringkali salah faham berkenaan bentuk dan jenis-jenis gear yang terlibat yang menghasilkan

sesuatu pergerakan atau putaran. Malah jenis yang berlainan ini akan menghasilkan fungsi yang

berlainan. Bahagian-bahagian dalam gear juga penting bagi membentuk sesuatu gear.

18

8.5.7 KESIMPULAN

Gear terdiri daripada jenis yang berbeza dan mempunyai fungsi yang tertentu. Umumnya

gear berfungsi untuk

i. Menghantar kuasa dan pergerakan yang menghubungkan semua bahagian yang berputar

ii. Memperlahankan pergerakan dan melajukan pergerakan sesebuah enjin

iii. Menukar gerakan getaran putaran kepada gerakan lurus atau gerakan turun naik

Penghantaran kuasa berlaku menerusi aci yang memegang gear-gear. Arah penghantaran kuasa

dibuat mengikut kedudukan aci.

8.5.8 CADANGAN UNTUK MENINGKATKAN KEBERKESANAN PEMBELAJARAN

Untuk memudahkan pelajar memahami asas topik ini, pada permulaan pembelajaran,

terminologi sesuatu topik pembelajaran perlulah disusuli dengan definisi dan disokong dengan

contoh-contoh berkenaan. Pelajar boleh dibimbing dengan menunjuk rupa bentuk gear yang jelas

bersama konsep pergerakan sesuatu jenis gear. Maka pendedahan langsung secara amali juga

amat membantu pelajar mendapat pengalaman secara langsung berbanding memberi kefahaman

secara teori semata-mata.

19