Dokumen tersebut membahas tentang berbagai jenis pesawat sederhana seperti tuas, katrol, bidang miring, dan roda berporos beserta penjelasan mengenai prinsip kerja dan perhitungan keuntungan mekanisnya. Jenis-jenis pesawat tersebut digunakan untuk memperbesar gaya atau memperbesar perpindahan dengan memanfaatkan prinsip kekekalan usaha.

1. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta

2. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta

3. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta

4. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Pesawat adalah Alat-alat yang digunakan
manusia untuk mempermudah dalam
melakukan kerja atau usaha.
Terdapat 2 macam pesawat yaitu:

5. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Pesawat sederhana merupakan peralatan yang
dibuat sangat praktis dan mudah digunakan.
Ada 4 macam pesawat sederhana yaitu tuas,
katrol, bidang miring, dan roda berporos.

6. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Pesawat rumit adalah pesawat yang
tersusun atas beberapa pesawat sederhana.
Contohnya yaitu Sepeda motor, radio,
komputer, mobil, sepeda, dan sebagainya.

7. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta

8. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Tuas/pengungkit adalah pesawat sederhana
yang berbentuk batang keras sempit yang
dapat berputar di sekitar satu titik.

9. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Keuntungan Mekanis (KM)
Keuntungan mekanis merupakan
Perbandingan antara Beban yang ingin
dipindah dengan gaya (kuasa) yang
diberikan.

10. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Pada tuas berlaku kekekalan usaha apabila
gaya gesek diabaikan. Jika usaha kuasa
dianggap usaha masukan dan usaha beban
adalahkeluaran output maka berlaku
persamaan:
F
W
s W
s F

F = Gaya dilakukan/kuasa
sF = Perpindahan gaya/kuasa
W = beban/berat
sW = Perpindahan beban/berat

11. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Jika tuas diberi gaya F sehingga posisinya berubah dari
posisi 1 menjadi posisi 2, maka akan terlihat tuas
membentuk dua buah segitiga sama kaki yang
sebangun. Karena kedua segitiga sebangun maka
berlaku rumus perbandingan berikut:

12. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Diketahui bahwa:
Hasil substitusi:
Karena berlaku kekekalan usaha maka:

13. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Perhatikan Gambar di Bawah!

14. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Pada ilustrasi gambar, beban ( ) = 80 N
dan kuasa ( ) = 40 N, sehingga:
Keuntungan mekanis tersebut menyatakan
bahwa tuas pada ilustrasi gambar
memperbesar gaya sebanyak 2 kali.

15. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Selanjutnya kita bandingkan antara lengan
kuasa (lF) dengan lengan beban (lw ).
dan sehingga:
Ternyata keuntungan mekanis pada tuas
juga dapat dihitung dengan
membandingkan antara lengan kuasa (lF)
dengan lengan beban (lw ).

16. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Kekekalan usaha menyatakan bahwa pesawat
sederhana selalu bekerja memperbesar gaya saja
atau memperbesar perpindahan saja. Pesawat
sederhana tidak pernah memperbesar gaya
sekaligus perpindahannya. Jika pesawat
sederhana memperbesar gaya maka pesawat
sederhana harus membayarnya dengan
perpindahan yang lebih besar.

17. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Tuas kelas Pertama
Tuas kelas pertama yaitu tuas dengan titik
tumpu berada diantara titik beban dan titik
kuasa. KM>1 jika > dari Contoh:Fl Wl

18. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Tuas kelas Kedua
Tuas kelas kedua yaitu tuas dengan titik
beban berada diantara titik tumpu dan titik
kuasa. KM selalu >1 karena Contoh:F Wl l

19. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Tuas kelas Ketiga
Tuas kelas ketiga yaitu tuas dengan titik kuasa berada
diantara titik beban dan titik Tumpu. KM selalu <1
karena ,Sehingga tuas ini bukan untuk
memperbesar gaya tetapi untuk memperbesar
perpindahan. Contoh:
F Wl l

20. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Katrol adalah pesawat sederhana yang terdiri
dari sebuah roda atau piringan beralur dan tali
atau kabel yang mengelilingi alur roda atau
piringan tersebut. Ditinjau dari cara kerjanya,
katrol merupakan jenis pengungkit, karena pada
katrol juga terdapat titik tumpu, titik kuasa, dan
titik beban.

21. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Katrol Tunggal Tetap
Katrol tetap merupakan katrol yang posisinya
tidak berubah ketika digunakan. Biasanya posisi
katrolnya terikat pada satu tempat tertentu. Titik
tumpu sebuah katrol tetap terletak pada sumbu
katrolnya

22. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Keuntungan Mekanis Katrol Tunggal Tetap
Keuntungan mekanis katrol tetap dapat dicari
dengan prinsip Tuas:
1F
W
l r
l r
 
Keuntungan mekanisnya hanya satu,
sehingga katrol tetap tidak digunakan
untuk memperbesar gaya melainkan hanya
untuk mengubah arah gaya yang harus
diberikan .

23. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Katrol Bebas
Katrol bebas merupakan katrol yang posisi atau
kedudukannya berubah ketika digunakan.
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.

24. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Keuntungan mekanis Katrol Bebas
KM dari katrol bebas juga dapat dihitung dengan
prinsip tuas.Titik C sebagai titik tumpu, titik A
sebagai titik kuasa, dan titik B sebagai
titik beban, sehingga lengan beban
adalah BC dan lengan kuasa adalah AC
dimana AC = 2 BC. Jadi keuntungan
mekanis katrol bebas adalah sebagai
berikut:

25. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Katrol Majemuk
Katrol majemuk merupakan perpaduan antara
katrol tetap dan katrol bebas. Kedua katrol ini
dihubungkan dengan tali.Pada katrol majemuk,
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.

26. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Keuntungan mekanis Katrol Majemuk
KM dari katrol majemuk dapat ditentukan dari
banyaknya tali katrol yang mengangkat beban.
Tampak pada gambar bahwa untuk
mengangkat beban (W) diperlukan gaya
sebesar F. Gaya berat W ditopang oleh 4
penggal tali penyangga, dan karena gaya
berat ini sama dengan jumlah gaya yang
bekerja pada masing-masing penggal tali,
maka:

27. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Bidang miring adalah permukaan rata yang
menghubungkan dua tempat yang berbeda
ketinggiannya. Bidang miring diposisikan miring
agar dapat memperkecil gaya yang dibutuhkan
untuk memindahkan benda ke tempat yang
lebih tinggi dibandingkan mengangkatnya
secara vertikal.

28. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Bidang miring memberikan keuntungan yaitu
memungkinkan kita memindahkan suatu benda ke
tempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih
kecil. Meskipun demikian, bidang miring juga
memiliki kelemahan, yaitu jarak yang harus
ditempuh untuk memindahkan benda tersebut
menjadi lebih panjang (jauh).

29. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Keuntungan Mekanis Bidang Miring
Sebuah kotak dengan berat W akan
dipindahkan ke atas sebuah rak setinggi h
dengan menggunakan sebuah bidang miring
yang panjangnya s dan dengan gaya sebesar
F. Maka usahanya adalah F x s.
apabila peti seberat tersebut diangkat langsung secara tegak, tanpa
bantuan bidang miring ke atas rak setinggi h, maka kerja atau usaha
yang harus dilakukan adalah W x h.

30. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Keuntungan Mekanis Bidang Miring
Karena ketinggian yang hendak dicapai, yakni
tinggi rak adalah tetap (sama), sehingga besar
usaha atau kerja yang kita lakukan, baik dengan
menggunakan bidang miring maupun tanpa
menggunakan bidang miring adalah sama
(kekekalan usaha), atau secara matematis:

31. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Terdapat dua jenis bidang miring, yaitu bidang
miring diam dan bidang miring bergerak.
-Bidang miring Diam
Pada bidang miring diam, benda lah yang
bergerak sepanjang bidang miring. Contoh:

32. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
-Bidang Miring Bergerak
Pada bidang miring bergerak, benda diam di atas
bidang miring, dan bidang miring itu sendiri yang
menaikkan benda. Contoh: Baji dan sekrup

33. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Roda dan poros merupakan salah satu jenis
pesawat sederhana yang 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.

34. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Roda dan poros merupakan pesawat sederhana
yang berfungsi memperbesar kecepatan dan
gaya. Pada gambar jika gaya berat W akan
diangkat menggunakan roda berporos, dimana
jari-jari roda adalah R dan porosnya r, dengan
cara menarik tali dengan gaya kuasa sebesar F,
maka berlaku persamaan:

35. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Roda berporos ini merupakan salah satu dari
bentuk hubungan roda-roda, yaitu dua buah roda
yang berputar pada sumbu yang sama.
Hubungan roda-roda diantaranya:
2 Roda di
poros yang
sama
2 Roda
bersinggungan
tepiannya
2 Roda dihubungkan
dengan tali

36. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
-Dua Buah Roda yang Berputar pada
Satu Sumbu yang Sama.
Pada hubungan roda-roda tersebut
terlihat jika titik A bergerak ke titik B,
maka kedua roda akan bergerak membentuk
sudut θ yang sama, dan berputar dengan T yang
sama, sehingga pada kedua roda tersebut
berlaku:

37. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
-Dua Buah Roda yang Saling
Bersinggungan Tepiannya
Pada hubungan roda-roda ini titik
tumpunya merupakan masing-
masing sumbunya. Jika kita beri gaya pada roda
besar dan beban pada roda kecil, maka kekekalan
usaha berlaku sehingga:
Bila roda besar yang
diputar, maka akan
menimbulkan kelipatan
gaya karena R > r

38. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Jika keliling lingkaran besar sama
dengan 2 kali keliling lingkaran
kecil, terlihat pada gambar bila
lingkaran kecil berputar penuh
(360o) maka lingkaran besar hanya berputar
setengah (180o) atau dapat dikatakan
menghasilkan perpindahan yang sama yaitu
sebesar lingkaran kecil. Karena keduanya berputar
dengan t yang sama maka berlaku persamaan
berikut:

39. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Roda kecil memiliki kecepatan
sudut yang lebih besar daripada
roda besar ( ). Sehingga bila
roda besar diputar akan
menghasilkan kecepatan sudut
lebih besar di roda kecil.
Biasanya, roda yang digunakan adalah roda yang
berberigi dan keuntungan mekanisnya papat
dihitung dari perbandingan jumlah gigi (n) pada
kedua roda tersebut, yaitu:

40. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
Hal lain yang perlu di ketahui
adalah arah putar roda, yaitu
arah putar roda saling
berlawanan. Jika salah satunya
berputar searah jarum jam, maka
yang satunya akan berputar
melawan arah jarum jam.

41. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
-Dua Buah Roda yang Dihubungkan
dengan Tali
Cara kerja dari hubungan roda ini
hampir sama dengan dua roda yang
saling bersinggungan tepiannya. Perbedannya hanyalah
pada arah gerak kedua roda yang menuju arah yang
sama. Jadi pada hubungan roda-roda ini juga berlaku
persamaan:

42. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta
pada hubungan roda-roda ini juga
berlaku persamaan:
Perbedaan antara hubungan 2 roda
bersinggungan langsung dengan 2 roda yang
dihubungkan tali hanyalah pada arah gerak. Pada
hubungan ini kedua roda menuju arah yang sama.

43. Ilmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI YogyakartaIlmu Pengetahuan Alam 2-Universitas PGRI Yogyakarta