Dokumen tersebut membahas konsep dasar tentang pesawat sederhana, meliputi pengertian, jenis, manfaat, dan contoh penerapannya. Secara ringkas, dibahas empat jenis pesawat sederhana yaitu pengungkit, katrol, bidang miring, dan roda serta poros beserta rumus dan contoh soalnya."

1. Konsep Dasar IPA Lanjut
“PESAWATSEDERHANA”
Dosen Pengampu:Rofiqoh Nirwana.M.Pd.I
PENDIDIKAN GURU MADRASAH IBTIDAIYAH
FAKULTAS AGAMA ISLAM
UNIVERSITAS NAHDLATUL ULAMA SIDOARJO
2023

2. PETA KONSEP :
PESAWAT
SEDERHANA
MANFAAT
PENGERTIAN JENIS
Pengungkit Katrol
Bidang
Miring
Roda
dan Poros

3. PENGERTIAN
PESAWAT SEDERHANA
a
• Pesawat sederhana adalah :
“Perlatan yang melakukan usaha dengan hanya satu gerakan”
• Penggunaannya dimaksukan untuk memudahkan pekerjaan
• Keuntungan Mekanis : Besar keuntungan yang
dipeoleh dari penggunaan pesawat sederhana
• Keuntungan mekanis dihasilkan dari masing-masing pesawat
sederhana ini berbeda-beda, bergantung jenis pesawat
sederhana yang digunakan.

4. JENIS
PESAWAT SEDERHANA
b
1
. TUAS/ PENGUNGKIT
pesawat sederhana yang paling sederhana
dan paling tua usianya.
titiktum
pu
titikbeban
titikkuasa
:yang menjadi tumpuanbagi pengungkit .
:titik dimana kita meletakkan atau menempatkan
beban yang hendak diangkat atau dipindahkan .
:titik dimana gaya kuasa diberikan untuk
mengangkan atau memindahkan beban .

5. mA :massa kuasa
mB :massa beban
A
C
B
A :titik kuasa (tempat melakukan usaha/kerja)
B :titik beban (tempat beban diletakkan)
C :titik tumpu (tempat pesawat c ditumpu)
AC :lengan kuasa (lk)
BC :lengan beban (lB)
Massa beban dan massa kuasa berbanding
terbalikdengan panjang lengan masing-masing.

6. Rumus Pengungkit :
mA x g x lk = mB x g x lb
wA x lK = wB x lb
Jika kedua ruas dikalikan dengan g maka
F x lk = W x lb
Besarnya wA= F = kuasa , yaitu gaya yang dikerjakan,
sedangkan wB = w = beban , yang diangkat
F =gaya yang bekerja (N)
W=beban (N)
lk=lengan kuasa (m atau cm)
lb=lengan beban (m atau cm)
mA x lk = mB x lb
KM = =
𝑭𝒃 𝒍𝒌
𝑭𝒌 𝒍𝒃
Perbandingan antara beban
dengan kuasa disebut keuntungan
mekanik(KM) pesawat. Jadi,

7. Sebuah benda akan diangkat dengan menggunakan pengungkit seperti
tanpak pada gambar berikut. Benda tersebut memiliki berat sebesar 1200
newton.
Bila pengungkit tersebut panjangnya adalah 3 meter, dan jarak antara
beban ke titik tumpu adalah 1 meter
.
Berapakah gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban tersebut? dan
Berapa keuntungan mekanis yang diberikan oleh pengungkit?
Contoh soal pengungkit:
3 m
1200 N
10
100 cm

8. Penyelesaian soal pengungkit :
Diketahui: Fb = 1200 N
lb = 1 m
lk = l – lb = 3 m – 1 m = 2 m
Ditanya : Fk = ?
Jawab:
Fb. lb = Fk. lk
Fk = Fb.lb =1200 N . 1 m = 600 N
lk 2 N
Fb =1200 N
KM = = 2
Fk 600 N
KM = lk =2 m = 2
lb 1 m
Jadi, gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban seberat 1200 N tersebut
adalah sebesar 600 N.
Keuntungan mekanis yang diberikan atau dihasilkan oleh pengungkit adalah 2 .
Dapat kita simpulkan bahwa:
“ Jika lengan kuasa lebih panjang
daripada lengan beban,
maka keuntungan mekanis yang
diperoleh >1 ”

9. Jenis pertama/ kelas 1
“ Titiktumpu (T) diantara titik
beban (B) dan titikkuasa (K)”
Contoh :
Menurut jenisnya ada 3 tipe pengungkit :

10. Jenis kedua/ kelas 2
“ Titik beban (B) diantara titik kuasa
(K) dan titik tumpu (T) ”
Contoh :
Menurut jenisnya ada 3 tipe pengungkit :

11. Jenis ketiga/ kelas 3
“ titik kuasa (K) diantara titik beban (B)
dan titik tumpu (T) ”
Contoh :
Menurut jenisnya ada 3 tipe pengungkit :

12. JENIS
PESAWAT SEDERHANA
b
2. KATROL
Terdiri dari sebuah roda atau piringan beralur
dan tali atau kabel yang mengelilingi alur roda
atau piringan tersebut.
Pemanfaatan katrol dalam kehidupan sehari-
hari:
Mengangkat benda-benda, mengambil air dari
sumur, mengibarkan bendera, mengangkat
kotak peti kemas, dll.

13. Berdasarkan susunan tali dan rodanya :
1. KATROL TETAP • Posisinya tidak berubah ketika digunakan
• Posisi katrol terikat pada satu tempat tertentu
• Titik tumpu sebuah katrol tetap terletak pada
sumbu katrolnya
• Contoh pemanfaatan katrol tetap :
alat penimba air sumur
katrol pada tiang bendera
Keuntungan mekanisnya satu:
gaya yang diperlukan untuk mengangkat = gaya berat beban itu sendiri
Penggunaan satu katrol tetap hanya mengubah arah gaya kuasa,
sehingga keuntungan yang diperoleh adalah memudahkan pengangkatan beban saja.

14. Pada katrol tetap hanya terdapat satu penggal tali yang
menahan beban, sehingga :
besar gaya kuasa (Fk)untuk menarik beban =gaya berat
beban (Fb), atau Fb =Fk
keuntungan mekanisnya satu:
𝑭𝒌
KM =𝑭𝒃
=1

15. Berdasarkan susunan tali dan rodanya :
1. KATROL BEBAS • posisi atau kedudukannya berubah ketika
digunakan
• ditempatkan pada tali yang kedudukannya
dapat berubah
Contoh pemanfaatan:
alat pengangkat peti kemas
Keuntungan mekanis katrol tetap :
untuk mengangkat beban menggunakan katrol bebas hanya diperlukan ½ gaya yang
diperlukan untuk mengangkat beban tersebut bila tanpa menggunakan katrol.
Penggunaan katrol bebas berfungsi untuk melipatgandakan gaya

16. Pada katrol bebas, beban yang akan diangkat digantungkan pada poros katrol
dan beban serta katrolnya ditopang oleh dua penggal tali pada masing-
masing sisi katrol.
Sehingga gaya berat beban (Fb) ditopang oleh gaya kuasa (Fk) pada
dua penggal tali, atau Fb = 2Fk
keuntungan mekanisnya dua:
KM = 𝑭𝒃 =2
𝑭𝒌

17. Berdasarkan susunan tali dan rodanya :
3. KATROL MAJEMUK
• perpaduan antara katrol tetap dan katrol bebas
• Kedua katrol ini dihubungkan dengan tali.
• beban dikaitkan pada katrol bebas dan salah satu ujung tali
dikaitkan pada penampang katrol tetap.
• Bila ujung tali yang lain ditarik, maka beban akan terangkat.

18. Keuntungan mekanis pada katrol majemuk :
• Beban pada sistem katrol ini ditopang oleh dua penggal tali
(hampir sama dengan katrol bebas), atau Fb =2Fk
• Keuntungan mekanisnya dua :
𝑭𝒃
KM = =2
𝑭𝒌
Keuntungan lain dari penggunaan:
gaya kuasa yang diberikan mengarah ke bawah,
sehingga memudahkan pengangkatan beban atau
memudahkan pekerjaan.

19. KM = 𝑭𝒃 = 4
𝑭𝒌
Keuntungan mekanis pada katrol majemuk :
• Untuk mengangkat beban seberat Fb diperlukan gaya
sebesar Fk.
• Gaya berat Fb ditopang oleh 4 penggal tali penyangga,
dan karena gaya berat ini sama dengan gaya yang
bekerja pada masing-masing penggal tali, maka
Fb = 4Fk
• Keuntungan mekanisnya empat, artinya :
gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban adalah ¼
dari gaya berat bebannya
“ Semakin banyak penggal tali yang menyangga beban,
semakin kecil gaya kuasa yang diperlukan
untuk mengangkat atau memindahkan beban tersebut
(semakin besar pula keuntungan mekanisnya) ”

20. contoh-contoh
sistem katrol majemuk:
sistem katrol
Pemanfaatan
majemuk :
• alat pengangkat pada
mobil derek
• chain hoist (alat untuk
mengangkat mesin mobil
dari bodi mobil)
• crane

21. JENIS
PESAWAT SEDERHANA
b
3. BIDANG MIRING
“ Bidang datar yang salah satu ujungnya lebih
tinggi daripada ujung lainnya dengan gaya yang
lebih kecil “
Bidang miring diposisikan miring ?
• Untuk memperkecil gaya dalam memindahkan
benda ke tempat yang lebih tinggi
• daripada harus mengangkatnya secara vertical
KELEMAHAN : JARAK YANG DITEMPUH LEBIH JAUH

22. Pemanfaatan prinsip
kerja bidang miring :
• “ Semakin landai sebuah bidang
miring (semakin kecil sudut
kemiringannya) “
• Semakin panjang permukaan
bidang miringnya, maka
semakin kecil gaya kuasa yang
diperlukan untuk memindahkan
sebuah beban, atau semakin
besar keuntungan mekanisnya.

23. Contoh:
𝒕
F x p = B x t Atau F= B
𝒑
F = gaya kuasa yang diperlukan untuk
memindahkan beban
B = gaya berat beban
T = ketinggian kemana beban dipindahkan
atau perbedaan ketinggian ujung- ujung
bidang miring
P = panjang bidang miring
Keuntungan mekanis :
KM = 𝑩
= 𝒑
𝑭 𝒕

24. Contoh soal bidang miring:
Sebuah peti yang beratnya 200 newton akan dipindahkan ke
sebuah rak yang tingginya 2 meter melalui suatu bidang miring
yang panjangnya 4 meter. Berapakah gaya yang diperlukan
untuk memindahkan peti tersebut? (asumsikan bidang miring
cukup licin sehingga tidak ada gaya gesekan antara peti dan
bidang miring) Berapa keuntungan mekanis yang diberikan
oleh bidang miring tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui: B =200 N
t =2 m
p =4 m
Ditanya: F =?

25. Pembahasan :
Jadi, gaya yang diperlukan untuk memindahkan beban seberat 200 N ke
atas rak setinggi 2 meter dengan bantuan sebuah bidang miring
sepanjang 4 meter adalah 100 N.
Keuntungan mekanis yang diberikan oleh bidang miring adalah 2.
Rumus F = B
𝒕
𝒑
= (200 N)
2 𝑚
4 𝑚
= 100 N
KM =
𝑩 200 𝑝 4
= = 2 atau KM = = = 2
𝑭 100 𝑡 2

26. JENIS
PESAWAT SEDERHANA
b
4. RODA DAN POROS
terdiri dari dua buah silinder dengan jari-
jari yang berbeda dan bergabung di
pusatnya. Silinder berjari-jari besar
dinamakan roda dan silinder berjari-jari
kecil dinamakan poros
Contoh penerapan dalam kehidupan:
pemutar keran air, pegangan pintu yang
bulat, obeng, roda pada kendaraan, setir
kendaraan, alat serutan pensil, bor
tangan.

27. Jika gaya berat Fb akan diangkat menggunakan roda
berporos, dimana jari-jari roda adalah R dan porosnya r
,
dengan cara menarik tali dengan gaya kuasa sebesar Fk,
maka berlaku persamaan:
Rumus :
Fb. r = Fk. R
KM =
𝑭𝒌
=
𝑭𝒃 𝑹
𝒓
Fungsi roda dan poros:
Melipat gandakan gaya
kuasa, dimana besarnya
bergantung pada
perpandingan jari-jari roda
dan porosnya.

28. Contoh soal roda dan poros:
Seseorang bermaksud untuk melubangi kayu dengan
menggunakan sebuah bor tangan. Bila jari-jari mata bor
adalah 1 cm dan radius putar gagang bor tersebut
adalah 10 cm, berapa keuntungan mekanis yang ia
peroleh ketika melubangi kayu tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui :Jari-jari mata bor (r) =1 cm
Radius putargagang bor (R) =10 cm
Ditanyakan: Keuntungan mekanis (KM) =?

29. Pembahasan :
KM = 𝑭𝒃
= 𝑹
= 𝟏𝟎 𝒄𝒎
=10
𝑭𝒌 𝒓 𝟏 𝒄𝒎
Jadi, keuntungan mekanis dari penggunaan bor tangan ketika
digunakan melubangi kayu adalah 10 kali lebih besar
dibandingkan tanpa menggunakan bor tangan.

30. MANFAAT
PESAWAT SEDERHANA
c
Untuk mempermudah pekerjaan manusia, baik dari segi
pengangkutan maupun pekerjaan manusia dalam jarak yang
jauh
Energi yang kita keluarkan juga dapat dihemat
Waktunya juga lebih singkat
Untuk mengubah arah gaya
Untuk menghasilkan gaya yang lebih besar dengan gaya yang
kecil
Untuk memindahkan atau merubah arah gaya, misalnya putaran
kincir air digunakan untuk menumbuk padi
Untuk merubah kecepatan

31. Daftar Pustaka:
Halliday, D., & R. Resnick (1997). Physics. Terjemahan: Patur Silaban dan
Erwin Sucipto.Jakarta: Erlangga.
Pratiwi P, R., dkk. (2008).Contextual Teaching and Learning Ilmu
Pengetahuan Alam Kelas VIIIEdisi 4. Jakarta: Pusat Perbukuan
Depdiknas.
Sulistyanto, H & Edi Wiyono (2008). Ilmu Pengetahuan Alam untuk SD/MI
Kelas V. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas.
Tim SEQIP
. (2007). Buku IPA Guru Kelas 5. Jakarta: Dirjen Dikdasmen
Depdiknas. Tipler
, P.A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta:
Erlangga

32. Materi IPA MI/SD
1. Makhluk Hidup
2. Pengukuran
3. Kinematika
4. Dinamika
5. Sifat Termal Zat
6. Gelombang dan Bunyi
7. Kelistrikan
8. Kemagnetan
9. Bumi dan Alam Semesta