Materi dan Kisi-Kisi IPA Fisika Kelas 7

Materi dan Kisi-Kisi IPA Fisika Kelas 7

Arya Hanggara    Monday, September 07, 2026    1 comment   

 

MODUL PEMBELAJARAN & 30 SOAL LATIHAN INTENSIF MENEMBUS PENILAIAN TENGAH SEMESTER (PTS) 1 - SUKSES MERAIH NILAI 100! Materi: Hakikat Sains, Besaran, Satuan, Alat Ukur, Konversi Metrik, & Pengukuran Presisi

 BAB 1: RANGKUMAN MATERI AJAR VISUAL & INTERAKTIF

1.1 Hakikat Sains, Penyelidikan Ilmiah, & Sikap Ilmuwan

Sains (IPA) adalah proses mengamati, menyelidiki, dan memahami pola-pola keteraturan di alam semesta. Metode ilmiah tersusun secara bertahap: Pengamatan -> Merumuskan Masalah -> Menyusun Hipotesis -> Melakukan Eksperimen -> Menganalisis Data -> Menarik Kesimpulan.
Sikap Ilmiah Paling Utama: Peneliti wajib bersikap jujur dan objektif. Jika data hasil percobaan berbeda dari dugaan/hipotesis awal, data TIDAK BOLEH diubah atau dimanipulasi, melainkan dilaporkan apa adanya serta dicari penyebab ilmiahnya.

1.2 Besaran Pokok, Besaran Turunan, & Satuan Baku

• Besaran adalah segala sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka serta memiliki satuan.
• Besaran Pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan secara internasional dan tidak diturunkan dari besaran lain. Ada 7 besaran pokok dalam SI.
• Besaran Turunan adalah besaran yang diturunkan dari satu atau beberapa besaran pokok. Contoh: Luas (m²), Volume (m³), Kecepatan (m/s), Massa Jenis (kg/m³), dan Gaya (Newton = kg·m/s²).
• Satuan Baku adalah satuan standar internasional yang bernilai tetap bagi siapa saja (meter, kilogram, sekon), sedangkan Satuan Tidak Baku menghasilkan nilai berbeda-beda (jengkal, depa, langkah).

Gambar 1.1: Kartu Visual 7 Besaran Pokok Sistem Internasional (SI) dan Alat Ukurnya

1.3 Alat Ukur Panjang Presisi: Jangka Sorong & Mikrometer Sekrup

Gambar 1.2: Anatomi dan Panduan Membaca Skala Jangka Sorong (Ketelitian 0,1 mm / 0,01 cm)

Gambar 1.3: Anatomi dan Panduan Membaca Skala Mikrometer Sekrup (Ketelitian 0,01 mm)

📌 RANGKUMAN CARA MEMBACA ALAT UKUR PANJANG • Jangka Sorong: Hasil = Skala Utama (cm) + (Garis Nonius x 0,01 cm). Fungsi rahang atas = ukur diameter dalam; rahang bawah = diameter luar/tebal; ekor = kedalaman. • Mikrometer Sekrup: Hasil = Skala Utama (mm) + (Skala Putar x 0,01 mm). Digunakan untuk benda sangat tipis (kawat, lempeng seng, kertas). • Mistar Biasa: Ketelitian 1 mm (0,1 cm). Mata harus tegak lurus untuk menghindari kesalahan paralaks.

1.4 Pengukuran Massa, Volume Benda Tak Beraturan, & Massa Jenis

Gambar 1.4: Pembacaan Neraca Ohaus 3 Lengan dan Pengukuran Volume Batu dengan Gelas Ukur

📌 RUMUS PENTING MASSA, VOLUME, & MASSA JENIS • Massa Total Neraca 3 Lengan = Skala Lengan Ratusan + Skala Lengan Puluhan + Skala Lengan Satuan. • Volume Benda Tak Beraturan (Gelas Ukur): Volume Batu = Volume Akhir (V2) - Volume Mula-mula (V1). Catatan: 1 mL = 1 cm³. • Rumus Massa Jenis: ρ = m / V (satuan CGS: g/cm³; satuan SI: kg/m³). Konversi: 1 g/cm³ = 1.000 kg/m³. • Perbedaan Mutlak: Massa (jumlah materi, konstan di mana pun) vs Berat (gaya gravitasi w = m · g, nilainya berubah mengikuti gravitasi planet).

1.5 Konversi Satuan Metrik, Notasi Ilmiah, & Kesalahan Pengukuran

Gambar 1.5: Posisi Pengamatan Tegak Lurus untuk Mencegah Kesalahan Paralaks

📌 ATURAN PENTING KONVERSI, NOTASI ILMIAH, & KALIBRASI • Konversi Volume Penting: 1 m³ = 1.000 liter = 1.000 dm³ = 1.000.000 cm³. (1 liter = 1 dm³ = 0,001 m³). • Notasi Ilmiah: Format baku a x 10ⁿ, dengan syarat 1 ≤ a < 10. • Bilangan Besar (Pangkat Positif): Geser koma ke kiri. Contoh: 150.000.000.000 m = 1,5 x 10¹¹ m. • Bilangan Sangat Kecil (Pangkat Negatif): Geser koma ke kanan. Contoh: 0,000035 m = 3,5 x 10⁻⁵ m. • Kesalahan Titik Nol (Sistematis): Penunjuk skala tidak tepat di angka nol sebelum digunakan. Solusi: Wajib melakukan kalibrasi. • Kesalahan Paralaks: Terjadi akibat mata pengamat miring saat membaca skala. Solusi: Mata wajib tegak lurus.

 

BAB 2: 30 SOAL LATIHAN MANDIRI INTENSIF SIAP PTS 1

Petunjuk: Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat (A, B, C, atau D). Kerjakanlah secara jujur dan mandiri untuk melatih kesiapan logikamu sebelum melihat kunci jawaban di halaman akhir!

1. Sikap Ilmiah Peneliti
Ketika hipotesis awal yang kita susun ternyata tidak sesuai dengan data hasil percobaan laboratorium, tindakan yang paling tepat secara ilmiah adalah...
   A. Mengubah hipotesis awal secara diam-diam agar cocok
   B. Memanipulasi angka pengukuran agar laporan terlihat bagus
   C. Mengakui hasil pengamatan secara jujur dan mencari tahu penyebab ilmiahnya
   D. Menganggap praktikum gagal total dan membuang semua data

2. Kriteria Besaran Fisika
Sesuatu dapat disebut sebagai besaran fisika apabila memenuhi syarat...
   A. Menarik dan memiliki warna yang mencolok
   B. Dapat diukur dan nilainya dapat dinyatakan dengan angka serta satuan
   C. Memiliki wujud padat dan berat yang besar
   D. Berasal dari alam gaib yang tidak terlihat

3. Besaran Pokok dan Satuan SI
Di bawah ini yang merupakan kelompok besaran pokok lengkap dengan satuan Sistem Internasional (SI) yang tepat adalah...
   A. Panjang (cm), massa (kg), waktu (jam)
   B. Massa (kg), panjang (m), waktu (sekon)
   C. Suhu (Celcius), volume (liter), gaya (Newton)
   D. Kuat arus (Ampere), luas (meter persegi), berat (kg)

4. Kelompok Besaran Turunan
Kelompok besaran berikut ini yang semuanya tergolong besaran turunan adalah...
   A. Kecepatan, percepatan, dan gaya
   B. Massa, waktu, dan suhu
   C. Panjang, lebar, dan tinggi
   D. Kuat arus, luas, dan volume

5. Penurunan Besaran Kecepatan
Besaran kecepatan dirumuskan sebagai perpindahan (panjang) dibagi selang waktu. Berarti kecepatan diturunkan dari besaran pokok...
   A. Massa dan waktu
   B. Panjang dan waktu
   C. Panjang dan massa
   D. Gaya dan percepatan

6. Ciri Satuan Baku
Salah satu syarat mutlak agar suatu satuan dapat dijadikan sebagai satuan baku internasional adalah...
   A. Mudah berubah mengikuti suhu lingkungan
   B. Hanya berlaku di negara maju saja
   C. Memiliki nilai yang tetap dan tidak berubah di mana pun digunakan
   D. Berukuran persis sama dengan anggota tubuh manusia

7. Contoh Satuan Tidak Baku
Contoh kegiatan pengukuran berikut ini yang menggunakan satuan tidak baku adalah...
   A. Ibu membeli 2 kilogram beras di warung
   B. Dodi mengukur lebar pintu kelas menggunakan 5 jengkal tangannya
   C. Pelari menempuh jarak 100 meter dalam waktu 12 sekon
   D. Adik meminum obat sirup penurun panas sebanyak 5 mililiter

8. Ketelitian Mistar Penggaris
Skala terkecil yang dimiliki oleh penggaris plastik atau mistar kayu pada umumnya adalah...
   A. 0,01 mm
   B. 0,1 mm
   C. 1 mm
   D. 1 cm

9. Fungsi Rahang Jangka Sorong
Jika kita ingin mengukur diameter bagian dalam sebuah pipa paralon atau tabung reaksi, bagian jangka sorong yang digunakan adalah...
   A. Rahang bawah
   B. Rahang atas
   C. Ekor pengukur kedalaman
   D. Sekrup pengunci

10. Ketelitian Jangka Sorong
Tingkat ketelitian yang dimiliki oleh jangka sorong standar laboratorium adalah...
   A. 1 cm
   B. 1 mm
   C. 0,1 mm
   D. 0,001 mm

11. Pembacaan Jangka Sorong Kasus 1
Hasil pengukuran jangka sorong menunjukkan skala utama 3,2 cm, dan garis skala nonius ke-4 berimpit lurus dengan garis skala utama. Hasil pengukurannya adalah...
   A. 3,24 cm
   B. 3,60 cm
   C. 3,24 mm
   D. 3,04 cm

12. Pembacaan Jangka Sorong Kasus 2
Sebuah kelereng diukur dengan jangka sorong. Skala utama menunjukkan 1,8 cm dan garis nonius ke-7 berimpit tegak lurus. Diameter kelereng tersebut adalah...
   A. 1,87 mm
   B. 1,87 cm
   C. 2,50 cm
   D. 1,807 cm

13. Pemilihan Mikrometer Sekrup
Alat ukur panjang yang paling tepat digunakan untuk mengukur ketebalan keping silet atau diameter sehelai kawat tipis adalah...
   A. Mistar gulung (rol meter)
   B. Jangka sorong
   C. Mikrometer sekrup
   D. Neraca pegas

14. Ketelitian Mikrometer Sekrup
Tingkat ketelitian mikrometer sekrup adalah sebesar...
   A. 1 mm
   B. 0,1 mm
   C. 0,01 mm
   D. 0,001 mm

15. Pembacaan Mikrometer Sekrup Kasus 1
Pada mikrometer sekrup, skala utama tabung menunjukkan angka 4,5 mm dan garis skala putar menunjuk ke angka 25. Hasil pengukurannya adalah...
   A. 4,75 mm
   B. 4,25 mm
   C. 4,525 mm
   D. 7,00 mm

16. Pembacaan Mikrometer Sekrup Kasus 2
Skala utama mikrometer sekrup menunjukkan angka 7,0 mm dan skala nonius putar menunjukkan angka 40. Ketebalan benda tersebut adalah...
   A. 7,40 cm
   B. 7,04 mm
   C. 7,40 mm
   D. 11,0 mm

17. Neraca Ohaus 3 Lengan Kasus 1
Saat menimbang beban menggunakan neraca Ohaus 3 lengan, posisi anting penunjuk menunjukkan: lengan belakang 200 gram, lengan tengah 50 gram, dan lengan depan 3,4 gram. Massa total benda adalah...
   A. 253,4 gram
   B. 250,34 gram
   C. 25,34 gram
   D. 2.534 gram

18. Neraca Ohaus 3 Lengan Kasus 2
Sebongkah batu mineral ditimbang dengan neraca Ohaus 3 lengan. Lengan ratusan menunjukkan 400 g, lengan puluhan menunjukkan 80 g, dan lengan satuan menunjukkan 6,8 g. Massa batu tersebut adalah...
   A. 480,68 g
   B. 486,8 g
   C. 48,68 g
   D. 4.868 g

19. Karakteristik Massa Benda
Pernyataan yang benar mengenai massa suatu benda adalah...
   A. Nilai massa berubah jika benda dibawa ke luar angkasa
   B. Massa bergantung pada besar gaya gravitasi di suatu planet
   C. Massa adalah banyaknya materi yang terkandung dalam benda dan nilainya selalu tetap
   D. Massa diukur menggunakan dinamometer (neraca pegas)

20. Massa di Bumi vs di Bulan
Jika sebuah batu memiliki massa 12 kg saat diukur di Bumi, maka massa batu tersebut ketika dibawa ke permukaan Bulan adalah...
   A. 2 kg
   B. 6 kg
   C. 12 kg
   D. 0 kg

21. Perhitungan Berat Benda di Bumi
Sebuah benda memiliki massa 4 kg. Jika percepatan gravitasi Bumi di tempat tersebut adalah 10 m/s², berat benda tersebut di Bumi adalah...
   A. 0,4 Newton
   B. 4 Newton
   C. 14 Newton
   D. 40 Newton

22. Volume Benda Tak Beraturan
Gelas ukur diisi air hingga volume 50 mL. Setelah sebuah batu kerikil dimasukkan, volume air naik menunjukkan skala 78 mL. Volume batu tersebut adalah...
   A. 128 mL
   B. 78 mL
   C. 28 mL
   D. 14 mL

23. Kesetaraan Mililiter ke Centimeter Kubik
Volume sebuah benda tak beraturan yang terukur sebesar 45 mL sama nilainya dengan...
   A. 45 cm³
   B. 4,5 cm³
   C. 0,45 cm³
   D. 450 cm³

24. Perhitungan Massa Jenis Balok
Sebuah balok kayu bervolume 50 cm³ memiliki massa sebesar 40 gram. Massa jenis balok kayu tersebut adalah...
   A. 2.000 g/cm³
   B. 1,25 g/cm³
   C. 0,8 g/cm³
   D. 0,08 g/cm³

25. Konversi Massa Jenis ke Satuan SI
Sebuah cairan minyak pelumas memiliki massa jenis 1,2 g/cm³. Jika dinyatakan dalam satuan baku Sistem Internasional (SI) yaitu kg/m³, nilainya setara dengan...
   A. 12 kg/m³
   B. 120 kg/m³
   C. 1.200 kg/m³
   D. 12.000 kg/m³

26. Konversi Satuan Panjang Metrik
Panjang sebuah lintasan lari di stadion adalah 2,5 kilometer. Nilai tersebut jika dinyatakan dalam satuan meter adalah...
   A. 25 m
   B. 250 m
   C. 2.500 m
   D. 25.000 m

27. Konversi Satuan Volume Metrik
Sebuah tangki penampungan di perumahan berisi air sebanyak 3 m³. Volume air tersebut jika dinyatakan dalam satuan liter adalah...
   A. 30 liter
   B. 300 liter
   C. 3.000 liter
   D. 30.000 liter

28. Notasi Ilmiah Bilangan Besar
Massa planet Bumi diperkirakan sekitar 6.000.000.000.000.000.000.000.000 kg. Penulisan angka tersebut dalam bentuk notasi ilmiah yang benar adalah...
   A. 60 x 10²³ kg
   B. 6 x 10²⁴ kg
   C. 0,6 x 10²⁵ kg
   D. 6 x 10²¹ kg

29. Notasi Ilmiah Bilangan Kecil
Diameter sebuah partikel debu halus di udara adalah 0,000035 meter. Bentuk baku notasi ilmiahnya adalah...
   A. 3,5 x 10⁻⁵ m
   B. 35 x 10⁻⁶ m
   C. 3,5 x 10⁻⁴ m
   D. 0,35 x 10⁻⁴ m

30. Analisis Kesalahan Paralaks
Ketika seorang siswa membaca garis skala mistar dari arah samping miring (mata tidak tepat tegak lurus di atas garis skala), kesalahan pengukuran yang terjadi dinamakan...
   A. Kesalahan titik nol
   B. Kesalahan paralaks
   C. Kesalahan kalibrasi alat
   D. Kesalahan pembulatan nilai

Materi Persiapan PTS 1 IPA (Pesawat Sederhana) Kelas 8

Materi Persiapan PTS 1 IPA (Pesawat Sederhana) Kelas 8

Arya Hanggara    Sunday, September 06, 2026    Comment   

 

MODUL BELAJAR & BANK 30 SOAL LATIHAN

MATERI: PESAWAT SEDERHANA & BIOMEKANIKA OTOT RANGKA MANUSIA
KELAS VIII SMP / MTS (PREPARASI ULANGAN, PTS, & OSN)

📖 Tadabur Sains & Pengingat Nilai Luhur: “...Dan Kami ciptakan besi yang padanya terdapat kekuatan yang hebat dan berbagai manfaat bagi manusia...” (QS. Al-Hadid: 25) Pesawat sederhana adalah anugerah akal pikiran manusia dalam memanfaatkan material bumi ciptaan Allah SWT untuk melipatgandakan gaya dan memudahkan kerja. Pelajarilah modul ini dengan sungguh-sungguh agar pemahaman konsep fisis Anda semakin kokoh dan siap berprestasi!

 

BAB I. RANGKUMAN MATERI LENGKAP & MENDALAM

1.1 Hakikat Pesawat Sederhana dan Konsep Usaha Mekanik

Pesawat sederhana adalah seluruh perangkat mekanik sederhana yang digunakan untuk mempermudah pekerjaan manusia tanpa mengurangi besarnya usaha mekanik (W) yang harus dilakukan. Berdasarkan Hukum Kekekalan Energi, usaha merupakan hasil perkalian antara gaya (F) dan perpindahan lintasan (s), dirumuskan:

W = F × s   (dengan satuan W dalam Joule, F dalam Newton, dan s dalam meter)

Prinsip kerja pesawat sederhana: Pesawat sederhana TIDAK BISA mengurangi besar energi/usaha total yang diperlukan untuk memindahkan benda. Pesawat sederhana mempermudah pekerjaan dengan cara: (1) melipatgandakan gaya kuasa sehingga gaya yang dikeluarkan otot menjadi jauh lebih kecil, dan (2) mengubah arah kerja gaya (misalnya menarik beban ke atas dengan menarik tali ke arah bawah searah tarikan gravitasi bumi).

1.2 Keuntungan Mekanis (Mechanical Advantage - MA / KM)

Keuntungan Mekanis (KM) adalah angka yang menunjukkan berapa kali lipat pesawat sederhana melipatgandakan gaya kuasa, atau perbandingan antara berat beban yang dipikul dengan gaya kuasa yang dikerjakan:

KM = W / F   atau   Mechanical Advantage (MA) = Load / Effort

1.3 Pengungkit (Tuas / Lever)

Tuas bekerja berdasarkan prinsip kesetimbangan momen gaya (torsi) terhadap suatu poros putar yang dinamakan Titik Tumpu (Pivot).

• Titik Tumpu (T): Titik tumpuan putaran batang tuas.
• Titik Beban (B): Titik tempat meletakkan benda/beban yang hendak diangkat (berat W).
• Titik Kuasa (K): Titik tempat gaya kuasa dari tangan/otot kita diberikan (gaya F).
• Lengan Beban (lb): Jarak tegak lurus dari Titik Tumpu ke Titik Beban.
• Lengan Kuasa (lk): Jarak tegak lurus dari Titik Tumpu ke Titik Kuasa.

Rumus Kesetimbangan Tuas:   W × lb = F × lk   →   KM = W / F = lk / lb

Penggolongan Tiga Golongan Tuas:
1. Tuas Jenis Pertama (Tumpu di Tengah / T-B-K): Posisi titik tumpu berada di antara beban dan kuasa. Contoh alat: gunting, tang pemotong, linggis, jungkat-jungkit, pencabut paku.
2. Tuas Jenis Kedua (Beban di Tengah / T-B-K): Posisi titik beban berada di antara tumpu dan kuasa. Karena lk selalu > lb, maka KM selalu lebih besar dari 1. Contoh: gerobak dorong roda satu, alat pembuka tutup botol, alat pemecah biji kemiri, pemotong kertas.
3. Tuas Jenis Ketiga (Kuasa di Tengah / T-K-B): Posisi gaya kuasa berada di antara tumpu dan beban. Nilai KM selalu kurang dari 1, tetapi memberikan keuntungan kecepatan jangkauan gerak. Contoh: pinset, sekop, sumpit, joran pancing, stapler.

1.4 Bidang Miring (Inclined Plane)

Bidang miring adalah lintasan datar miring yang menghubungkan dua ketinggian berbeda. Dengan memperpanjang lintasan tempuh (s), gaya dorong (F) yang diperlukan untuk mengangkat beban ke ketinggian tertentu (h) menjadi jauh lebih kecil.

Rumus Bidang Miring:   F × s = W × h   →   KM = s / h = W / F

Penerapan bidang miring dalam kehidupan:
• Papan titian miring untuk menaikkan drum/beban ke bak truk.
• Jalan raya pegunungan dibuat berkelok-kelok melingkari lereng agar gaya dorong mesin kendaraan tidak melebihi kapasitas mesinnya.
• Baji (Wedge): Modifikasi dua bidang miring yang menyatu untuk membelah atau memotong benda. Contoh: kapak, pisau, pahat kayu, jarum.
• Sekrup (Screw): Bidang miring yang dililitkan secara heliks mengelilingi silinder batang besi.

1.5 Sistem Katrol (Pulley Systems)

Katrol adalah roda beralur yang berputar pada porosnya dan dilalui oleh tali penarik. Jenis-jenis katrol:
1. Katrol Tetap Tunggal: Poros katrol diikat tetap pada atap/penyangga. Poros bertindak sebagai titik tumpu, lengan beban sama dengan lengan kuasa (lb = lk = r jari-jari roda). Keuntungan mekanis KM = 1 (F = W). Fungsinya semata-mata mengubah arah gaya tarikan dari ke atas menjadi ke bawah.
2. Katrol Bebas Tunggal: Poros katrol bergerak bebas mengikuti pergerakan beban. Tali sebelah kiri diikat mati sebagai tumpu, beban tergantung di poros tengah, dan kuasa menarik tali sebelah kanan. Karena lk = 2r dan lb = r, maka KM = 2. Gaya kuasa yang diperlukan menjadi setengah berat beban (F = W / 2).
3. Katrol Majemuk (Takal): Gabungan antara katrol tetap dan katrol bebas. Keuntungan mekanisnya (KM) sama dengan jumlah tali aktif yang menopang katrol bergerak pembawa beban (KM = n, sehingga F = W / n).

1.6 Biomekanika Pesawat Sederhana pada Tubuh Manusia

Maha Suci Allah yang telah mendesain kerangka tulang dan otot manusia bekerja dengan efisiensi pesawat sederhana yang luar biasa:
• Gerakan Mendongakkan Kepala (Tuas Jenis I): Sendi leher (persendian antara tengkorak dan tulang atlas leher) berfungsi sebagai Titik Tumpu di tengah. Kontraksi otot leher di belakang bertindak sebagai Gaya Kuasa, dan beban wajah di depan bertindak sebagai Titik Beban.
• Gerakan Berjinjit pada Kaki (Tuas Jenis II): Ujung telapak/jari kaki menyentuh lantai sebagai Titik Tumpu. Berat seluruh tubuh yang bertumpu pada tulang pergelangan kaki berada di tengah sebagai Titik Beban. Otot betis (gastrocnemius) yang menarik tumit ke atas bertindak sebagai Gaya Kuasa.
• Gerakan Menekuk Lengan Mengangkat Beban (Tuas Jenis III): Sendi siku berfungsi sebagai Titik Tumpu di ujung. Otot bisep lengan atas melekat dan menarik lengan bawah di bagian tengah sebagai Gaya Kuasa. Beban/benda yang dipegang di telapak tangan berada di ujung lainnya sebagai Titik Beban.

1.7 Tabel Rangkuman Rumus Matematis Cepat

Jenis Pesawat	Persamaan Kesetimbangan	Keuntungan Mekanis (KM)	Keterangan Variabel
Tuas / Pengungkit	W × lb = F × lk	KM = W/F = lk/lb	lb = lengan beban (m) lk = lengan kuasa (m)
Bidang Miring	F × s = W × h	KM = s/h = W/F	s = panjang bidang (m) h = tinggi bidang (m)
Katrol Tetap	F = W	KM = 1	Hanya mengubah arah
Katrol Bebas & Majemuk	F = W / n	KM = n (jumlah tali)	n = tali penyangga beban

 

BAB II. BANK 30 SOAL LATIHAN PILIHAN GANDA

Petunjuk Khusus Pengerjaan:
1. Pilihlah salah satu jawaban A, B, C, atau D yang paling tepat!
2. Seluruh soal hitungan menghasilkan angka bulat murni (tanpa pecahan desimal).
3. Soal bertanda [Cambridge IGCSE Style] disajikan dalam Bahasa Inggris untuk melatih keterampilan bernalar internasional.

1. Tujuan pokok manusia menggunakan berbagai peralatan pesawat sederhana dalam kehidupan sehari-hari adalah...

A. Mengurangi besarnya energi dan usaha total yang dilakukan pada benda

B. Mempermudah pelaksanaan pekerjaan dengan melipatgandakan gaya atau mengubah arah gaya

C. Menghilangkan gaya gesek dan percepatan gravitasi bumi

D. Mengubah benda berat menjadi benda bermassa nol

2. Perhatikan pernyataan tentang usaha mekanik berikut ini:
(1) Pesawat sederhana dapat memperkecil besar usaha total (W).
(2) Keuntungan mekanis bernilai lebih dari 1 berarti gaya kuasa lebih kecil dari berat beban.
(3) Makin panjang lintasan bidang miring, gaya dorong yang dibutuhkan makin besar.
(4) Katrol tetap mempermudah pekerjaan dengan mengubah arah tarikan gaya kuasa.
Pernyataan yang BENAR adalah...

A. (1) dan (3)

B. (1) dan (4)

C. (2) dan (4)

D. (2) dan (3)

3. Dasar utama pengelompokan jenis-jenis tuas (pengungkit) menjadi jenis pertama, jenis kedua, dan jenis ketiga adalah...

A. Bahan pembuat tuas, apakah dari logam besi atau kayu

B. Panjang total tuas yang digunakan

C. Variasi letak relatif antara titik tumpu, titik beban, dan titik kuasa

D. Nilai keuntungan mekanis yang harus selalu bernilai genap

4. Peralatan di bawah ini yang seluruhnya bekerja menggunakan prinsip Tuas Jenis Pertama adalah...

A. Gunting seng, linggis pencabut batu, dan tang penjepit

B. Pembuka botol kecap, gerobak dorong satu roda, dan pemotong kertas

C. Pinset laboratorium, sekop pasir, dan sumpit makan

D. Koper troli dorong, stepler kertas, dan gunting kuku bagian penekan

5. Pada tuas jenis kedua, posisi beban berada di antara titik tumpu dan titik kuasa. Akibat susunan anatomis alat ini, nilai keuntungan mekanisnya selalu...

A. Selalu kurang dari 1, karena lengan kuasa lebih pendek dari lengan beban

B. Selalu sama dengan 1, karena lengan kuasa sama dengan lengan beban

C. Selalu lebih besar dari 1, karena lengan kuasa selalu lebih panjang dari lengan beban

D. Berubah-ubah tergantung massa jenis benda yang diangkat

6. Seorang teknisi menggunakan pinset bedah untuk mengambil komponen elektronik kecil. Pinset dan joran pancing digolongkan ke dalam Tuas Jenis Ketiga karena...

A. Titik tumpu terletak di tengah di antara beban dan kuasa

B. Posisi gaya kuasa tangan berada di tengah antara titik tumpu dan beban

C. Titik beban berada di tengah sehingga gaya kuasa berlipat ganda

D. Tidak memerlukan gaya kuasa dari otot tangan manusia

7. Perhatikan gambar skema tuas di bawah ini!
Sebuah batu dengan berat W = 400 N hendak diungkit dengan linggis. Jarak titik tumpu ke batu (lb) adalah 30 cm, dan jarak titik tumpu ke tangan (lk) adalah 120 cm. Besar gaya kuasa F yang harus dikerjakan tangan agar batu terangkat seimbang adalah...

A. 80 N

B. 100 N

C. 120 N

D. 160 N

8. Sebuah batang pengungkit memiliki panjang total 150 cm. Titik tumpu diletakkan berjarak 30 cm dari sebuah peti seberat 800 N. Berapakah gaya kuasa minimal yang harus diberikan pada ujung pengungkit lainnya?

A. 150 N

B. 200 N

C. 250 N

D. 300 N

9. Pada sebuah tuas jenis pertama, beban seberat 600 N dapat diangkat secara seimbang hanya dengan gaya kuasa sebesar 150 N. Nilai keuntungan mekanis (KM) dari tuas tersebut adalah...

A. 2

B. 3

C. 4

D. 5

10. [Cambridge IGCSE Style] A mechanic uses a heavy steel lever to lift a machine of weight 900 N. The effort force applied by the mechanic is 300 N. Calculate the mechanical advantage (MA) of the lever system!

A. 2

B. 3

C. 4

D. 6

11. Keuntungan mekanis pada bidang miring dirumuskan dengan perbandingan lintasan miring terhadap ketinggian (KM = s/h). Upaya yang paling tepat untuk memperbesar nilai keuntungan mekanis bidang miring adalah...

A. Memperpendek papan miring dan memperbesar ketinggian

B. Memperpanjang papan miring dengan ketinggian yang tetap

C. Melicinkan permukaan dengan minyak agar tinggi bidang bertambah

D. Mengurangi panjang lintasan papan miring menjadi setengahnya

12. Alat pertukangan seperti pisau, kapak pembelah kayu, dan pahat bekerja dengan prinsip baji (wedge). Baji pada hakikatnya merupakan modifikasi mekanik dari...

A. Katrol majemuk yang dipadatkan

B. Dua buah bidang miring yang disatukan secara simetris

C. Tuas jenis ketiga yang berputar pada porosnya

D. Katrol bebas yang kehilangan talinya

13. Perhatikan diagram bidang miring di bawah ini!
Sebuah kotak berat W = 600 N didorong menaiki papan miring sepanjang s = 6 meter menuju bak truk dengan ketinggian h = 2 meter. Bila bidang miring licin sempurna, besar gaya dorong F yang diperlukan adalah...

A. 150 N

B. 200 N

C. 300 N

D. 400 N

14. Sebuah peti seberat 800 N dinaikkan ke panggung setinggi 1 meter menggunakan papan bidang miring sepanjang 4 meter. Berapakah keuntungan mekanis bidang miring dan besar gaya dorong yang dibutuhkan?

A. KM = 2 dan F = 400 N

B. KM = 3 dan F = 300 N

C. KM = 4 dan F = 200 N

D. KM = 5 dan F = 160 N

15. Tangga rumah dan jalan pegunungan yang meliuk-liuk menaiki lereng bukit dirancang berdasarkan prinsip bidang miring dengan tujuan utama...

A. Memperpendek jarak tempuh kendaraan dari kaki bukit ke puncak

B. Mengurangi gaya dorong mesin yang diperlukan agar kendaraan kuat menanjak

C. Memperbesar gaya berat gravitasi yang dialami kendaraan

D. Mengurangi usaha mekanik total hingga menjadi nol joule

16. Sebuah sekrup kayu memiliki ulir melingkar sepanjang 16 cm dengan jarak antarulir (pitch) sebesar 2 cm. Keuntungan mekanis dari ulir sekrup tersebut adalah...

A. 4

B. 6

C. 8

D. 10

17. Pernyataan yang BENAR mengenai sistem katrol tetap tunggal yang digunakan pada timba sumur air adalah...

A. Memiliki nilai keuntungan mekanis sebesar 2 kali lipat

B. Gaya kuasa tarikan tangan selalu sama besar dengan berat beban ember (F = W)

C. Gaya kuasa tarikan tangan menjadi setengah dari berat beban ember

D. Poros katrol bergerak bebas naik-turun bersama ember air

18. [Cambridge IGCSE Style] A single movable pulley (katrol bebas tunggal) is used on a construction site to lift a heavy concrete block of weight 500 N. Ignoring the mass of the pulley and friction, calculate the minimum effort force needed to lift the block!

A. 125 N

B. 250 N

C. 500 N

D. 1000 N

19. Sebuah beban seberat 600 N diangkat menggunakan katrol bebas tunggal. Jika gesekan tali diabaikan, keuntungan mekanis dan besar gaya yang dikerjakan tali adalah...

A. KM = 1 dan F = 600 N

B. KM = 2 dan F = 300 N

C. KM = 3 dan F = 200 N

D. KM = 4 dan F = 150 N

20. Perhatikan gambar sistem katrol majemuk (takal) di bawah ini!
Beban seberat W = 800 N ditopang oleh sistem takal dengan 4 utas tali aktif penyangga katrol bergerak. Besar gaya tarik F yang harus dikerjakan pada ujung tali adalah...

A. 100 N

B. 200 N

C. 300 N

D. 400 N

21. Seorang pekerja gudang hanya mampu mengerahkan gaya tarik tali sebesar 200 N. Ia harus mengangkat mesin genset seberat 1000 N. Jumlah minimal tali penyangga (keuntungan mekanis) katrol majemuk yang harus dirangkai adalah...

A. 3 tali

B. 4 tali

C. 5 tali

D. 6 tali

22. Perhatikan gambar alat-alat berikut:
(1) Pembuka tutup botol sirup
(2) Stepler kertas kantor
(3) Gerobak semen roda satu
(4) Sumpit mie ayam
Alat yang prinsip kerjanya TERGOLONG ke dalam Tuas Jenis Kedua ditunjukkan oleh nomor...

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (4)

D. (3) dan (4)

23. [Cambridge IGCSE Style] A worker pulls a crate of weight 600 N up an inclined ramp into a storage room. The ramp has a length of 5 m and reaches a vertical height of 1 m. Calculate the effort force (F) applied parallel to the ramp, assuming zero friction!

A. 100 N

B. 120 N

C. 150 N

D. 300 N

24. Saat seseorang menengadahkan kepalanya ke atas untuk melihat burung terbang di langit, gerakan ini menerapkan prinsip kerja tuas di dalam tubuh manusia, yaitu...

A. Tuas jenis pertama, dengan persendian leher sebagai titik tumpu di antara otot leher dan wajah

B. Tuas jenis kedua, dengan berat kepala berada di antara sendi leher dan dagu

C. Tuas jenis ketiga, dengan otot leher berada di antara sendi dan tengkorak

D. Bidang miring, karena tulang tengkorak memiliki permukaan yang melengkung

25. Ketika seorang atlet senam melakukan gerakan berjinjit dengan bertumpu pada ujung jari-jari kakinya, sistem otot rangka kakinya bekerja berdasarkan prinsip...

A. Tuas jenis pertama, karena titik tumpu berada tepat di tengah telapak kaki

B. Tuas jenis kedua, karena beban berat badan berada di antara ujung jari kaki dan tarikan otot betis

C. Tuas jenis ketiga, karena otot betis berada di antara ujung jari dan tumit kaki

D. Katrol bebas, karena sendi pergelangan kaki dapat berputar bebas

26. Gerakan tangan menekuk di siku saat mengangkat tas sekolah menerapkan prinsip Tuas Jenis Ketiga. Alasan yang tepat adalah...

A. Sendi siku berada di antara otot bisep dan telapak tangan

B. Beban tas berada tepat di antara sendi siku dan otot lengan atas

C. Gaya kuasa kontraksi otot bisep bekerja di antara sendi siku (tumpu) dan telapak tangan (beban)

D. Keuntungan mekanis lengan manusia selalu lebih dari 10

27. Sebuah linggis sepanjang 200 cm digunakan untuk mencungkil batu 600 N. Jika titik tumpu diletakkan 50 cm dari batu, berapakah gaya kuasa minimal dan nilai keuntungan mekanis linggis tersebut?

A. F = 150 N dan KM = 4

B. F = 200 N dan KM = 3

C. F = 300 N dan KM = 2

D. F = 100 N dan KM = 6

28. [Cambridge IGCSE Style] Which row correctly matches the type of simple machine with its primary practical function in daily life?

A. Inclined plane → Increases the total work done on the load

B. Fixed pulley → Changes the direction of the applied effort force without multiplying the force

C. Third class lever → Always provides a mechanical advantage greater than 1

D. Movable pulley → Eliminates the need for pulling distance

29. Sebuah balok bermassa 40 kg (berat W = 400 N) dinaikkan setinggi 2 meter menggunakan sistem katrol majemuk yang memiliki keuntungan mekanis KM = 4. Berapakah panjang tali yang harus ditarik oleh pekerja gudang tersebut?

A. 2 meter

B. 4 meter

C. 6 meter

D. 8 meter

30. Perhatikan aktivitas manusia berikut:
(1) Mengayunkan sekop pasir dengan satu tangan di ujung gagang dan satu tangan di tengah batang.
(2) Mengayunkan raket bulutangkis saat melakukan smash.
(3) Mencabut paku berkarat dengan cakar palu besi.
(4) Mengangkat koper beroda dua di bandara.
Aktivitas yang menerapkan prinsip Tuas Jenis Ketiga adalah...

A. (1) dan (2)

B. (1) dan (3)

C. (2) dan (4)

D. (3) dan (4)