PESAWAT SEDERHANA

A. KELUASAN (SCOPE)

Keluasan cakupan materi berarti menggambarkan seberapa banyak materi-materi yang dimasukkan ke dalam suatu materi pembelajaranPada keluasan materi yang di telaah adalah seberapa banyak materi mengenai pesawat sederhana. Adapun keluasaan materi dari pesawat sederhana berdasarkan KI dan KD yang di ambil dari lampiran Permen Dikbud No. 68 tahun 2013 yang di kembangkan lagi oleh kita sebagai pendidik. Adapun KD 3.5 mendiskripsikan kegunaan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari hari dan hubungan nya dengan kerja otot pada struktur rangka manusia. Disini sudah di jelaskan bahwa kompetensi dasar yang harus di capai siswa yakni siswa mampu mendeskripsikan kegunaan pesawat sederhana dalam kehidupannya, lalu bagaimana hubungannya dengan kerja otot pada struktur rangka manusia.Guru memberikan keluasan materi pada siswa yakni :- Apa itu pesawat sederhana- Jenis jenis pesawat sederhana serta keuntungan mekanisnya- Contoh pesawat sederhana di sekitar siswa- Prinsip kerja pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia

B. KEDALAMAN (DEPTH)

Kedalaman materi menyangkut rincian konsep-konsep yang terkandung di dalamnya yang harus dipelajari oleh peserta didik. Kedalaman materi di kembangan berdasarkan keluasan materi. Adapun kedalaman materi dari pesawat sederhana :

1. Apa itu pesawat sederhana ?

Pesawat sederhana adalah alat sederhana yang dipergunakan untuk mempermudah manusia melakukan usaha Dalam kehidupan sehari hari kita melakukan banyak aktifitas dengan tubuh kita, mulai dari berjalan, mengangkat, berolahraga dan masih banyak yang lainnya. Pada tubuh manusia berlaku prinsip prinsip kerja pesawat sederhana. Dimana prinsip tersebut mempermudah manusia dalam melakukan aktifitas sehari harinya dan menghemat energi karena usaha yang di keluarkannya tidak begitu banyak. Prinsip-prinsip tersebut kemudian ditiru dan dimodifikasi untuk mendesain berbagai macam peralatan yang memudahkan kerja manusia. Ketika kerja dipermudah, artinya energi yang dikeluarkan lebih sedikit. Energi dan kerja (usaha) dinyatakan dalam satuan Joule (Newton meter). Kerja atau usaha didefinisikan sebagai hasil kali antara gaya dengan jarak, sehingga dapat dituliskan dengan rumus berikut :W = f.s

Dimana : w= usaha (joule ) F = gaya (newton ) S= jarak (meter )

Usaha dan gaya berbanding lurus, usaha dapat bernilai nol apabila gaya yang di kerjakan pada benda tidak mengakibatkan perpindahan tempat. Besarnya usaha yang dilakukan persatuan waktu disebut dengan daya atau power (P). Daya secara matematis dituliskan sebagai berikut:

p=wt

di mana:          P = Daya (Watt)

W = Usaha (Joule)t = Waktu (Sekon)

Pada saat manusia melakukan aktivitas, manusia selalu berupaya untuk melakukan dengan usaha dan daya yang sekecil kecil nya. Oleh karena itu, manusia menggunakan pesawat sederhana untuk membantu melakukan aktifitas.

2. Jenis jenis pesawat sederhana serta keuntungan mekanisnya

a. KatrolSebelum beraktifitas pastinya kita melakukan kegiatan rutin yaitu mandi. Ada

sebagian dari kita yang masih menggunakan sumur sebagai sumber air di rumah nya. Pernah kah kita berfikir bagaimana mengambil air dari dasar sumur dengan menggunakan timba ?Hal ini karena kita memanfaatkan katrol tetap yang berfungsi merubah arah gaya. Jika tali yang terhubung pada katrol di tarik kebawah , maka secara otomatis timba berisi air akan terkerek ke atas.

Katrol merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang sering di gunakan dalam hal memindahkan beban secara vertikal. Misalnya saja seorang tukang bangunan yang akan mengangkut material ke sebuah gedung berlantai, untuk memindahkannya dari bawah ke atas lantai gedung yang tinggi akan sangat melelahkan jika akan mengangkutnya dengan menaiki anak tangga berulang kali. Untuk itu, supaya mempermudah pekerjaannya maka ia harus menggunakan sistem katrol dengan bantuan tali. 

Macam macam katrol : Katrol tetap

Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya tidak berpindah pada saat digunakan. Katrol jenis ini biasanya dipasang pada tempat tertentu.Contoh : katrol yang digunakan pada tiang bendera dan sumur timbaPada katrol tetap, panjang lengan kuasa sama dengan lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 1, artinya besar gaya kuasa sama dengan gaya beban.Dirumuskan :

Katrol bebas Katrol bebas berfungsi untuk melipatkan gaya, sehingga gaya pada kuasa yang diberikan untuk mengangkat benda menjadi setengah dari gaya bebanBerbeda dengan katrol tetap, pada katrol bebas kedudukan atau posisi katrol berubah dan tidak dipasang pada tempat tertentu. Katrol jenis ini biasanya ditempatkan di atas tali yang kedudukannya dapat berubah. Salah satu ujung tali diikat pada tempat tertentu. Jika ujung yang lainnya ditarik maka katrol akan bergerak. Katrol jenis ini bisa kita temukan pada alat-alat pengangkat peti kemas di pelabuhan.

Keuntungan mekanikPada katrol bebas, panjang lengan kuasa sama dengan dua kali panjang lengan beban sehingga keuntungan mekanik pada katrol tetap adalah 2, artinya besar gaya kuasa sama dengan setengah dari gaya beban.Dirumuskan :

Katrol majemukGaya kuasa yang diberikan pada benda semakin kecil, maka diperlukan katrol majemuk. Katrol majemuk merupakan gabungan dari katrol tetap dan katrol bebas yang dirangkai menjadi satu sistem yang terpadu. Katrol majemuk biasa digunakan dalam bidang industri untuk mengangkat benda-benda yang berat. Keuntungan mekanik dari katrol majemuk sama dengan jumlah tali yang menyokong berat beban.

b. Roda Berporos

Kita semua pasti pernah menggunakan sepeda. Mungkin ada yang menggunakan sepeda dalam aktifitas nya, seperti pengantar koran, orang yang berjualan dan masih banyak lagi. Gear pada sepeda adalah salah satu contoh pesawat serhana yang tergolong roda berporos.

Roda berporos adalah pesawat sederhana yang memiliki dua roda dengan ukuran berbeda yang berputar bersamaan. Gaya kuasa biasanya bekerja pada roda yang besar, gayabeban bekerja pada roda yang lebih kecil.

Roda berporos memiliki fungsi untuk mempercepat gaya. Selain gear sepeda, contoh penerapan pesawat sederhana jenis roda berporos adalah kursi roda, mobil, dan sepatu roda.

c. Bidang Miring

Apakah Anda pernah melihat seseorang memuat atau menurunkan beban pada mobil Truk? Apakah orang tersebut memindahkan beban itu dengan mudah tanpa bantuan alat? Tentu saja itu adalah pekerjaan yang menyulitkan, namun jika ia memindahkannya dengan bantuan alat pastilah kesulitan itu bisa dikurangi. Saat seperti inilah pesawat sederhana sangat dibutuhkan. Tidak perlu mencari alat-alat yang canggih, tapi cukup dengan hal-hal yang lebih sederhana. Contohnya seperti memindahkan beban dari atau ke atas mobil truk, jika kita menggunakan sebuah bidang yang miring pastilah akan lebih mudah.

Bidang miring merupakan bidang datar yang diletakkan miring atau membentuk sudut tertentu sehingga dapat memudahkan gerak benda. Contoh tangga, pisau dan sekrup.

Keuntungan mekanik bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dengan perbandingan antara panjang (l) dan tinggi bidang miring (h).

Baji 

Apakah kamu pernah mendengar alat yang disebut baji? Jika belum,

mungkin kamu bisa membayangkan alat-alat yang digunakan tukang

kayu bakar untuk memotong-motong kayu di hutan. Baji adalah

pesawat sederhana yang menggunakan dua bidang miring yang

disatukan. Baji biasa digunakan untuk membelah suatu bidang, salah

satunya kayu. Pada baji, bidang yang hendak dibelah diam, sementara

bidang miringnya digerakkan naik-turun. Alat yang mudah ditemukan

yang merupakan jenis baji adalah kampak, pisau, dan pahat.

Sekrup 

Sekrup adalah pesawat sederhana yang dibentuk dari bidang miring

yang dililitkan mengitari sebuah batang atau silinder sebagai pusatnya

sehingga terlihat sebagai spiral. Sekrup dapat digunakan untuk

mengikat atau merekatkan dua buah benda. Jika kamu mengamati

sebuah sekrup, kamu akan lihat uliran berupa bidang miring yang

bergerak dari ujung sekrup hingga dekat puncaknya. Saat kamu

memutar sekrup, uliran seolah-olah menarik sekrup ke dalam kayu.

Sebenarnya, bidang miring pada sekrup itu bergeser melalui kayu.

Ketika kita akan mengaitkan dua buah papan kayu, alat yang bisa

digunakan adalah paku yang ditancapkan dengan palu atau sekrup

yang ditancapkan menggunakan tuas (obeng). Gaya yang dibutuhkan

untuk menancapkan paku pada kayu lebih besar daripada gaya yang

dibutuhkan untuk menancapkan sekrup pada kayu. Hal ini

menunjukkan bahwa prinsip kerja sekrup sebagai pesawat sederhana

adalah mempermudah usaha manusia karena dengan usaha yang

sedikit dapat menghasil gaya yang besar.

Keuntungan mekanik bidang miring dapat dihitung rumus:

Di mana:

r = jari-jari lengan gaya pemutar sekrup

d = interval sekrup

  

Prinsip sekrup ini digunakan untuk mengkontruksi jalan raya di

pegunungan, sehingga jalan raya dibuat berbelaok-belok supaya jalan

menjadi agak landai dari sebelumnya sehingga gaya yang diperlukan

untuk menuju puncak pegunungan menjadi lebih kecil.

d. Pengungkit

Pengungkit merupakan jenis pesawat sederhana yang paling banyak di gunakan dalam kehidupan sehari hari . contoh alat alat yang merupakan pengungkit antara lain : gunting, linggis, jungkat jungkit, pembuka botol, pemecah biji, sekop, koper, pinset dan masih banyak lagi.

Pengungkit dapat memudahkan usaha dengan cara menggandakan gaya kuasa dan mengubah arah gaya. Agar kita dapat mengetahui besar gaya yang dilipatgandakan oleh pengungkit maka kita harus menghitung keuntungan mekaniknya. Cara menghitung keuntungan mekaniknya dengan membagi panjang lengan kuasa dengan panjang lengan beban. Panjang lengan kuasa adalah jarak dari tumpuan sampai titik bekerjanya gaya kuasa. Panjang lengan beban adalah jarak dari tumpuan sampai dengan titik bekerjanya gaya beban.

3. Jenis pesawat sederhana di sekita siswa

a. Gunting, termasuk pengungkit jenis pertamab. Pisau , termasuk bidang miringc. Tangga , termasuk bidang miringd. Katrol yang terpasang pada sumur termasuk katrol tunggale. Sekrup, termasuk bidang miringf. Steples, termasuk pengungkit jenis ketigag. Gear sepeda, termasuk roda berporosh. Dongkrak mobil, termasuk pengungkit jenis ketiga

4. Prinsip kerja pesawat sederhana pada otot dan rangka manusia

Coba perhatikan seseorang yang sedang berlari, cermati otot dan rangka yang bekerja pada orang tersebut ketika orang tersebut berlari. Apa kaitannya dengan pesawat sederhana ?

Otot dan rangka bekerja bersama-sama pada saat seseorang melakukan gerakan.Hal ini seperti setiap bagian yang terdapat pada sepeda akan bekerja bersama-sama ketika sepeda tersebut bergerak.Pada saat kamu melakukan suatu aktivitas, otot, tulang, dan sendi akan bekerja bersama-sama.Prinsip kerja ketiganya seperti sebuah pengungkit, di mana tulang sebagai lengan, sendi sebagai titik tumpu, dan kontraksi atau relaksasi otot memberikan gaya untuk menggerakkan bagian tubuh.

C. URUTAN (SEQUENCE) PENYAJIAN

Urutan penyajian berguna untuk menentukan urutan proses pembelajaran. Tanpa urutan yang tepat, jika di antara beberapa materi pembelajaran mempunyai hubungan yang bersifat prasyarat (prerequisite) akan menyulitkan peserta didik dalam mempelajarinya. Materi pembelajaran yang sudah ditentukan ruang lingkup serta kedalamannya dapat diurutkan melalui dua pendekatan pokok, yaitu: 1. Pendekatan prosedural. 2. Pendekatan hierarkis

Adapun urutan penyajian materi untuk materi pesawat sederhana tentunya peserta didik harus mengetahui dahulu apa itu pesawat sederhana. Jika di SD peserta didik sudah di perkenalkan mengenai pesawat sederhana hanya cangkupan materinya terbatas. Di kelas VIII SMP ini peserta didik di jelaskan mengenai pengertian pesawat sederhana beserta prisip kerja pesawat sederhana pada manusia.Setelah peserta didik mengetahui apa itu pesawat sederhana, urutan selanjutnya adalah apa saja jenis pesawat sederhana dan menjelaskan keuntungan mekanis dari setiap jenis pesawat sederhana.

Setelah mengetahui jenis jenis pesawat sederhana peserta didik di kenalkan atau di jelaskan penerapan pesawat sederhana di kehidupan sehari hari, baik itu alat yang menggunakan prinsip pesawat sederhana.Karena prinsip pesawat sederhana juga berlaku pada manusia maka di jelaskan pula mengenai prinsip pesawat sederhana pada rangka dan otot manusia.

D. PENERAPAN (APLICATION)

Penerapan materi pesawat sederhana di kehidupan sehari hari tentu nya sangan banyak, seperti yang sudah di jelaskan pada kedalaman materi bahwa setiap jenis pesawat sederhana dapat di terapkan di kehidupan shari hari bahkan pada manusia berlaku prinsip pesawat sederhana pada otot dan rangka. Megapa demikian ? karena pesawat sederhana memang membantu atau mempermudah pekerjaan manusia.