Laporan Amali PPIK 21 Kerja dan Mesin
Praktikal melibatkan Pengetahuan Pedagogi Isi Kandungan (PPIK)
Kurikulum Sains Sekolah Rendah.
PPIK 1: Kerja dan Mesin
______________________________________________________________
Objektif
: Untuk membina satu mesin ringkas dan mesin bergabung.
Pembelajaran
Bahan dan
: Satah condong, beban muatan, takal dan bongkah kayu.
Radas
Aktiviti 1
: Membina satu mesin ringkas dan mesin bergabung.
Penyataan
: Bagaimana
Masalah
Hipotesis
satah
condong
berfungsi
dalam
mengurangkan daya kerja?
: Semakin panjang satah condong, maka semakin mudah
dan sedikit daya diperlukan untuk menolak beban muatan.
Prosedur
:
1. Satah-satah condong telah didirikan seperti yang ditunjukkan di bawah.
Bongkah
kayu
Rajah 1: Penyediaan satah condong 0.5 m dan 1.0 m secara teori
2. Satu beban muatan diletakkan pada satah condong dan ditolak ke
atas. Keputusan dicatatkan.
Keputusan (Aktiviti 1)
:
Daripada aktiviti, 1, didapati bahawa beban muatan adalah lebih mudah
ditolak pada satah condong yang berpanjang 1.0 m.
Rajah 2: Satah condong 0.5 m
dalam makmal
Perbincangan (Aktiviti 1)
Rajah 3: Satah condong 1.0 m
dalam makmal
:
1. Satah condong ialah sejenis mesin ringkas yang mempunyai
permukaan rata yang lebih tinggi pada satu bahagian. Satah condong
membantu kita menaikkan dan menurunkan sesuatu objek. Satah
condong tidak mempunyai bahagian yang bergerak. Kelebihan utama
menggunakan satah condong ialah ia hanya memerlukan daya yang
sedikit untuk menolak objek melalui satah condong daripada ia
diangkat secara menegak. Ia akan mengurangkan daya yang
diperlukan untuk menggerakkan objek dari satu ketinggian ke
ketinggian yang lain.
2. Beban didapati lebih senang untuk ditolak pada satah condong yang
berpanjang 1.0 m. Berbanding dengan satah condong yang pendek,
satah condong yang lebih panjang membenarkan kerja dilakukan
dengan daya yang lebih kecil. Keadaan ini adalah berdasarkan W= F x
s, di mana W mewakili, F mewakili daya, dan s mewakili jarak.
Oleh sebab W (kerja) adalah tetap kekal sama pada kedua-dua satah
condong, maka semakin panjang jarak satah condong, semakin sedikit
daya yang diperlukan untuk menggerakkan beban muatan.
3. Kelebihan mekanikal pada satah condong dapat ditakrifkan sebagai
nisbah panjang satah condong kepada ketinggian bongkah kayu.
Dengan menggunakan definisi di atas, maka
Kelebihan mekanikal, MA = Panjang satah condong / ketinggian.
Oleh itu
Untuk landasan condong 0.5 m, MA = 0.5/0.1 = 5
Untuk landasan condong 1.0 m, MA = 1.0/0.1 = 10
∴ Apabila satah condong dipanjangkan sebanyak dua kali ganda
panjang, didapati bahawa kelebihan mekanikal juga akan berganda
dua.
4. Antara langkah-langkah berjaga dalam aktiviti ini termasuklah:
I.
Pastikan beban muatan ditolak oleh orang yang sama bagi
satah condong 0.5 m dan 1.0 m bagi meningkatkan kejituan dan
ketepatan keputusan yang diperoleh.
II.
Pastikan permukaan satah condong yang digunakan dalam
aktiviti ini adalah sama demi mendapatkan keputusan yang lebih
jitu.
III.
Pastikan beban muatan yang digunakan adalah sama dalam
kedua-dua prosedur demi mendapatkan keputusan yang lebih
jitu.
IV.
Ketinggian bongkah kayu haruslah sama demi mendapatkan
keputusan yang lebih jitu.
Kesimpulan (Aktiviti 1)
:
Hipotesis diterima. Satah condong merupakan salah satu jenis mesin ringkas
yang digunakan dalam pengangkatan muatan. Semakin panjang satah
condong tersebut, maka semakin sedikit daya yang diperlukan untuk
menggerakkan beban muatan.
Aktiviti 2
: Membina pelbagai jenis set takal untuk mengangkat
muatan.
Penyataan
: Jenis dan kombinasi set takal yang bagaimanakah dapat
Masalah
Hipotesis
mengangkat berat muatan dengan daya yang paling sedikit?
: Sesuatu muatan dapat diangkat dengan daya yang kecil
berdasarkan kombinasi takalnya.
Prosedur
:
1. 4 set takal yang berlainan tetapi dengan pemberat yang sama dibina
seperti yang telah dilampirkan di bawah.
Rajah 4: Penyediaan 4 set takal yang berlainan kombinasi secara teori
2. Pemberat diangkat dengan menarik hujung tali. Keputusan dicatatkan.
Keputusan (Aktiviti 2)
:
Daripada aktiviti, 2, didapati bahawa kombinasi takal set D memerlukan daya
yang paling sedikit untuk mengangkat pemberatnya.
Rajah 5: Takal Set A dalam makmal
Rajah 6: Takal Set B dalam makmal
Rajah 7: Kombinasi takal Set C
dalam makmal
Perbincangan (Aktiviti 2)
Rajah 8: Kombinasi takal Set D
dalam makmal
:
1. Takal ialah sejenis mesin ringkas yang terdiri daripada satu roda yang
berputar pada gandar. Tali akan melilit mengelilingi roda. Tali
digunakan untuk menyambungkan beban dengan daya. Takal dapat
mengubah arah daya, membuatkan ia lebih mudah untuk mengangkat
objek ke paras yang lebih tinggi.
2. Setiap rajah di atas menunjukkan kombinasi takal yang berbeza.
Kelebihan mekanikal dalam setiap set kombinasi takal adalah berbeza.
Set Takal A menunjukkan satu takal yang berikat dengan
muatan pada hujung talinya. Hujung lain dipegang oleh orang yang
memberikan daya untuk mencapai keseimbangan daya. Terdapat satu
tenaga (ketegangan) pada tali tersebut yang sama dengan berat
muatan itu. Daya ketegangan ini adalah sama pada tali tersebut. Untuk
mencapai keseimbangan antara takal dan muatan tersebut, orang
yang memegang hujung tali mestilah tarik ke bawah dengan daya yang
sama dengan ketegangan yang terdapat pada tali tersebut. Dalam
sistem takal ini, daya yang digunakan adalah sama dengan berat
muatannya. Kelebihan mekanikal (mechanical advantage) ialah 1.
Set takal B adalah fleksibel dan boleh bergerak. Semasa tali
ditarik ke atas, takal tersebut juga akan bergerak ke atas. Berat
muatan adalah bergantung kepada takal yang bergerak. Jadi, berat
muatan adalah disokong dengan tali dan juga hujung tali yang
dipegang. Setiap sisi menyokong berat muatan. Dengan kata lain,
setiap sisi memegang ½ daripada berat muatan. Oleh itu, daya yang
diperlukan untuk mengangkat takal adalah ½ daripada berat muatan.
Set takal C mempunyai 3 bahagian yang penting pada tali. Daya
yang diberi adalah menuju arah ke bawah. Jadi, daya yang diperlu
untuk mengangkat muatan tersebut adalah ½ daripada beratnya.
Set takal D mempunyai dua takal yang sama, tetapi arah
dayanya berbeza daripada rajah C. Arah dayanya adalah ke atas.
Dengan ini, daya yang diperlukan untuk mengangkat muatan adalah ⅓
daripada beratnya. Oleh itu, set takal dalam rajah D memerlukan daya
yang paling sedikit untuk mengangkat muatan.
3. Antara langkah-langkah berjaga dalam aktiviti ini termasuklah:
I.
Pastikan pemberat muatan ditarik orang orang yang sama bagi
keempat-empat jenis kombinasi set takal dalam aktiviti ini bagi
meningkatkan kejituan dan ketepatan keputusan yang diperoleh.
II.
Pemberat muatan yang ditarik haruslah sama bagi keempatempat set takal demi mendapatkan keputusan yang lebih jitu.
III.
Jenis takal yang digunakan haruslah sama bagi keempat-empat
set takal demi mendapatkan keputusan yang lebih jitu.
V.
Jenis tali yang digunakan untuk mengangkat pemberat muatan
haruslah
sama
bagi
keempat-empat
set
takal
demi
mendapatkan keputusan yang lebih jitu.
Kesimpulan (Aktiviti 2)
:
Hipotesis diterima. Takal boleh digunakan untuk mengurangkan daya kita
semasa mengangkat sesuatu pemberat muatan.
Aktiviti 3
: Membina model daripada mesin ringkas dan bergabung.
Penyataan
: Bagaimana kita dapat memetik buah-buahan dari pokok-
Masalah
Hipotesis
pokok tinggi?
: Satu model memetik buah-buahan dapat dicipta dengan
menggunakan mesin ringkas dan mesin bergabung.
Prosedur
:
1. Sebatang buluh yang panjang dicari dari persekitaran kita.
2. Bahagian hadapan buluh dibilah dua pada tengah-tengah dengan
menggunakan sebilah pisau.
3. Satu baji yang diperbuat daripada kayu dimasukkan ke dalam tengahtengah buluh supaya wujud satu celah di tengah.
4. Sebilah pisau yang tajam dipasang di atas baji untuk memudahkan
buah-buahan dipetik. Buluh dipusing dan ditarik kuat semasa hendak
memetik buah-buahan.
5. Sebuah bakul yang besar dipasang di atas buluh tersebut untuk
menyambut buah-buahan yang jatuh.
Rajah 9: Penciptaan model memetik buah-buahan secara teori
Keputusan (Aktiviti 3)
:
Satu model yang bertujuan untuk memetik buah-buahan dapat dicipta, tetapi
masih mempunyai beberapa kekurangan yang memerlukan penambahbaikan.
Perbincangan (Aktiviti 3)
:
1. Mesin ringkas yang digunakan dalam model memetik buah-buahan
kami ialah baji. Baji merupakan sejenis mesin ringkas yang berbentuk
seperti satah condong. Ia digunakan untuk memisahkan dua objek,
atau membahagikan objek, dengan mengenakan daya ke atasnya.
Dengan menggunakan daya yang kecil, ia akan dikenakan pada
bahagian yang lebih lebar pada baji dan menolak bahagian tajam ke
dalam sesuatu, lantas menghasilkan daya yang kuat untuk menolak
bahagian tersebut mengarah ke luar. Dalam model ini, baji digunakan
untuk memisahkan antara tengah-tengah batang buluh agar satu celah
dapat diperoleh untuk memetik buah-buahan.
2. Semasa menggunakan model memetik buah-buahan tersebut untuk
memetik buah-buahan, didapati bahawa buah-buahan akan tergoyanggoyang dan tidak terlekat. Ini telah menambah kesusahan kami untuk
memetiknya. Untuk memperbaiki kelebihan mekanikal dan kecekapan
model kami, kami telah memasang satu lagi bilah yang berfungsi
sebagai penutup dan pengukuh kedudukan di bahagian atas celah
model memetik buah-buahan tersebut. Malah, satu butang suis akan
dipasang di bawah model dan terus berhubung dengan bilah penutup
tersebut untuk mengawal pembukaan dan penutupan bilah. Jadi,
apabila model tersebut tersentuh buah-buahan, butang suis boleh
ditekan untuk menutup bilah penutup tersebut. Selepas itu, kami boleh
memusing atau menarik kuat-kuat model tersebut, lantas dapat
memetik buah-buahan dengan lebih mudah.
3. Antara mesin ringkas yang digunakan semasa mencipta bilah penutup
tersebut ialah penggunaan gear. Gear merupakan mesin ringkas yang
terdiri daripada roda yang mempunyai gigi atau bergerigi. Gear
berfungsi secara berkumpulan. Dua gear yang menjalankan fungsi
bersama dikenali sebagai gear gabungan. Gear yang mana dikenakan
daya ke atasnya dikenali sebagai ‘gear pemutar’. Gear yang terakhir
dalam aturan kumpulan dikenali sebagai ‘gear pengikut’. Apabila satu
gear berputar mengikut arah jam, gear yang satu lagi berputar pada
arah yang melawan arah putaran jam.
Rajah 10: Model memetik buah-buahan selepas penambahbaikan secara teori
4. Antara langkah-langkah berjaga dalam aktiviti ini termasuklah:
I.
Bilah yang dipasang mestilah tajam agar buah-buahan dapat
dipetik dengan lebih mudah.
II.
Buluh yang digunakan haruslah cukup panjang.
III.
Butang suis yang dipasang untuk mengawal kebukaan dan
ketutupan mestilah sentiasa diperiksa dan pastikan bahawa ia
sentiasa berfungsi.
Kesimpulan (Aktiviti 3)
:
Hipotesis diterima. Model memetik buah-buahan yang kami cipta dengan
menggunakan mesin ringkas seperti baji dan gear dapat memetik buahbuahan dari pokok-pokok tinggi.
Soalan Penguasaan Pengetahuan dan Kemahiran
:
A. Apakah yang telah anda belajar melalui aktiviti-aktiviti ini?
(10 markah)
Daripada aktiviti pertama, kami sedar bahawa satah condong
adalah amat berguna terhadap kami pada kehidupan seharian. Ia
merupakan mesin ringkas yang boleh digunakan dalam pengangkatan
muatan.
Kami
boleh
menggunakan
daya
yang
kurang
untuk
mengangkat muatan dengan kewujudan satah condong. Satah
condong yang lebih panjang membenarkan kerja dilakukan dengan
daya yang lebih kecil.
Daripada aktiviti kedua yang berkenaan dengan sistem takal,
kami sedar bahawa sistem takal mempunyai kelebihan mekanikal yang
sama dengan satah condong. Kedua-duanya boleh mengurangkan
daya dalam pengakatan muatan yang berat. Berdasarkan aktiviti yang
telah kami jalankan, didapati bahawa sistem takal kombinasi boleh
mengurangkan daya sehingga ⅓ daripada pemberat muatan tersebut.
Daripada aktiviti ketiga yang telah kami menjalankan, kami
sedar bahawa rupa-rupanya sesuatu model boleh diperbuat daripada
beberapa jenis mesin ringkas. Dengan mengambil contoh model
memetik buah-buahan ini, antara mesin ringkas yang digunakan
termasuklah baji dan gear. Model memetik buah-buahan yang telah
kami mencipta juga mempunyai kekurangan pada mulanya dan tidak
begitu berfungsi dengan baik. Ia hanya dapat berfungsi dengan lebih
baik
setelah
beberapa
pengubahsuaian
dan
penambahbaikan
dilakukan. Daripada itu, kami sedar bahawa sesuatu kerja haruslah
sentiasa dipantau, diuji, dan sentiasa menjalankan penambahbaikan
agar kerja yang kami hasilkan itu adalah benar-benar berkualiti tinggi.
Dengan menjalankan aktiviti-aktiviti ini, kami juga sedar bahawa
rupa-rupanya mesin ringkas sememangnya amat berguna dalam
kehidupan seharian kita. Adalah mustahil bagi kami untuk terus hidup
tanpa menggunakan kemudahan dan teknologi mesin-mesin ringkas
dan kompleks. Hal ini demikian kerana mesin-mesin ringkas dan
kompleks ini membantu melaksana kerja dengan lebih senang,
menyelesaikan
kerja
dengan
lebih
cepat,
menjimatkan
masa,
membantu menyelesaikan masalah, membantu mengangkat objek
yang sangat berat, membolehkan kita pergi ke suatu tempat ke tempat
yang lain, dan banyak lagi. Mesin-mesin ringkas dan kompleks ini
sesungguhnya telah membawa banyak kemudahan dalam kehidupan
kita. Ini telah menyebabkan kami lebih menghargai sumbangan sains
dan teknologi terhadap kehidupan seharian.
Dari segi melakukan aktiviti pula, kami sedar bahawa kami perlu
mengetahui langkah-langkah yang betul untuk menjalankan aktivitiaktiviti tersebut dan harus mempunyai pengetahuan asas tentang
mesin-mesin ringkas dan bergabung. Langkah-langkah berjaga juga
perlu diambil agar hasil rekod keputusan yang diperoleh adalah lebih
dipercayai, jitu, dan memuaskan.
B. Bahagian manakah dalam kurikulum Sains sekolah rendah yang
melibatkan topik ini?
(2 markah)
Sukatan KBSR Tahun 6, Topik Mesin (memahami mesin ringkas,
analisis mesin kompleks, dan menghargai ciptaan mesin) di bawah
tema Menyiasat Dunia Teknologi.
C. Bincangkan bagaimana anda boleh menggunakan aktiviti ini dalam
pembelajaran dan pengajaran anda?
(10 markah)
Umumnya, guru boleh menggunakan aktiviti-aktiviti ini sebagai
satu set induksi yang menarik untuk menarik perhatian murid
sebelum aktiviti P&P dijalankan.
Guru boleh membenarkan murid-murid melihat, merasa setiap
jenis mesin ringkas dan menjalankan aktiviti-aktiviti tersebut sendiri
semasa menjalankan P&P di dalam kelas untuk menjadikan proses
P&P lebih ceria dan seronok.
Guru juga boleh menggunakan aktiviti-aktiviti ini sebagai satu
pertunjukkan demonstrasi dengan membawa pelbagai jenis bahan
maujud, seperti contoh-contoh aplikasi bagi setiap jenis mesin ringkas
ke dalam kelas untuk meningkatkan penglibatkan maksima murid di
dalam kelas.
Guru boleh menggunakan aktiviti 3, iaitu mencipta model
dengan menggunakan mesin ringkas sebagai satu pertandingan
untuk membantu murid lebih memahami tentang bagaimana mereka
berfungsi, dan meningkatkan tahap kreativiti dan inovasi dalam
kalangan murid.
Bukan itu sahaja, guru juga menjadikan aktiviti-aktiviti ini
sebagai satu pameran kelas. Setiap aktiviti disertakan dengan
penjelasan yang jelas, pendek dan padat untuk tatapan semua murid.
Malah, guru turut boleh menjadikan aktiviti-aktiviti ini sebagai
salah satu kerja rumah tambahan secara individu atau berkumpulan
untuk
murid
mencuba
sendiri
dan
menulis
laporan
lengkap
kemudiannya sebagai pengukuhan kefahaman mereka dan kriteria
untuk mendapatkan markah tambahan.
D. Apakah peranan guru dalam aktiviti-aktiviti ini?
(3 markah)
Guru berperanan sebagai penanya atau pengemuka masalah
sepanjang aktiviti-aktiviti ini. Guru boleh menanyakan soalan yang luar
biasa dan mencabar pemikiran murid semasa set induksi supaya murid
dapat berfikir, berasa inkuiri dan meningkatkan minat mereka dalam
aktiviti P&P ini.
Selain itu, guru juga berperanan sebagai penyampai. Guru
perlulah mempunyai pengetahuan asas tentang apa yang diajar dan
tahu bagaimana penyampaikan konteks pembelajaran melalui pelbagai
cara, seperti menunjuk cara, menjelaskan, menyediakan contoh, dan
menyediakan aktiviti-aktiviti untuk murid dalam aktiviti P&P ini.
Di samping itu, guru juga berfungsi sebagai penyusun
pesekitaran. Guru haruslah dapat menguruskan waktu pembelajaran
dengan cermat dan jelas tentang apa yang perlu dilakukan oleh beliau
dan murid, serta memberikan kebebasan kepada murid menanyakan
soalan dan mengajar berdasarkan perspektif murid-murid.
Seterusnya,
perhubungan
guru
turut
berperanan
sebagai
penyelaras
awam. Guru perlulah menggalakkan kerjasama,
toleransi, kesabaran dalam kalangan murid, agar murid dapat bergaul
dengan harmonis dan memastikan kelancaran aktiviti P&P ini.
Malah, guru bertanggungjawab sebagai seorang perkaitan
teori. Guru perlulah dapat membantu murid-murid membentuk
perkaitan antara dan semasa idea-idea, dan membina pola yang
bermakna untuk mewakili pengetahuan yang dibina.
Keseluruhannya, guru berperanan sebagai fasilitator dalam
aktiviti-aktiviti ini. Guru sepatutlah menjaga keselamatan murid-murid
semasa mereka menjalankan aktviti. Malah, guru bertanggungjawab
untuk memberi arahan yang ringkas dan jelas kepada mereka supaya
mereka dapat menjalankan aktiviti dengan lancar serta dapat
menggunakan alat-alat dengan cara yang betul.
Rujukan
:
Chang, S. L., Chia, S. C., Koay, K. C. & Yew, K. L.(2003). Fokus Ungu
Masteri SPM Fizik. Selangor: Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
Chang, S. L., Chia, S. C., Hasnah Binti Abu Bakar, Koay, K. C., & Yew, K. L.
(2001). Fizik Tingkatan 4. Johor: Gunung Cipta Enterprise.
Cikgu Nort. (Jun 25, 2011). Mesin Ringkas. Didapatkan pada 6 Februari,
2012, daripada http://cikgumdnoor.blogspot.com/2011/06/mesinringkas.html
Leong, Y. P. & Loo, W. Y. (2008). The Complete Text & Guide Physics 1.
Selangor Darul Ehsan: Arah Pendidikan Sdn. Bhd.
Naimoiman. (April 29, 2010). Mesin Ringkas (Simple Machines). Didapatkan
pada 6 Februari, 2012, daripada
http://imzaroncikgusains.blogspot.com/2010/04/mesin-ringkas-simplemachines.html
Poh, L. Y. (2003). STPM Physics Volume 1. Selangor Darul Ehsan:
Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
Wikipedia. (Februari 6, 2012). Simple Machine. Didapatkan pada 6 Februari,
2012, daripada http://en.wikipedia.org/wiki/Simple_machine
Kurikulum Sains Sekolah Rendah.
PPIK 1: Kerja dan Mesin
______________________________________________________________
Objektif
: Untuk membina satu mesin ringkas dan mesin bergabung.
Pembelajaran
Bahan dan
: Satah condong, beban muatan, takal dan bongkah kayu.
Radas
Aktiviti 1
: Membina satu mesin ringkas dan mesin bergabung.
Penyataan
: Bagaimana
Masalah
Hipotesis
satah
condong
berfungsi
dalam
mengurangkan daya kerja?
: Semakin panjang satah condong, maka semakin mudah
dan sedikit daya diperlukan untuk menolak beban muatan.
Prosedur
:
1. Satah-satah condong telah didirikan seperti yang ditunjukkan di bawah.
Bongkah
kayu
Rajah 1: Penyediaan satah condong 0.5 m dan 1.0 m secara teori
2. Satu beban muatan diletakkan pada satah condong dan ditolak ke
atas. Keputusan dicatatkan.
Keputusan (Aktiviti 1)
:
Daripada aktiviti, 1, didapati bahawa beban muatan adalah lebih mudah
ditolak pada satah condong yang berpanjang 1.0 m.
Rajah 2: Satah condong 0.5 m
dalam makmal
Perbincangan (Aktiviti 1)
Rajah 3: Satah condong 1.0 m
dalam makmal
:
1. Satah condong ialah sejenis mesin ringkas yang mempunyai
permukaan rata yang lebih tinggi pada satu bahagian. Satah condong
membantu kita menaikkan dan menurunkan sesuatu objek. Satah
condong tidak mempunyai bahagian yang bergerak. Kelebihan utama
menggunakan satah condong ialah ia hanya memerlukan daya yang
sedikit untuk menolak objek melalui satah condong daripada ia
diangkat secara menegak. Ia akan mengurangkan daya yang
diperlukan untuk menggerakkan objek dari satu ketinggian ke
ketinggian yang lain.
2. Beban didapati lebih senang untuk ditolak pada satah condong yang
berpanjang 1.0 m. Berbanding dengan satah condong yang pendek,
satah condong yang lebih panjang membenarkan kerja dilakukan
dengan daya yang lebih kecil. Keadaan ini adalah berdasarkan W= F x
s, di mana W mewakili, F mewakili daya, dan s mewakili jarak.
Oleh sebab W (kerja) adalah tetap kekal sama pada kedua-dua satah
condong, maka semakin panjang jarak satah condong, semakin sedikit
daya yang diperlukan untuk menggerakkan beban muatan.
3. Kelebihan mekanikal pada satah condong dapat ditakrifkan sebagai
nisbah panjang satah condong kepada ketinggian bongkah kayu.
Dengan menggunakan definisi di atas, maka
Kelebihan mekanikal, MA = Panjang satah condong / ketinggian.
Oleh itu
Untuk landasan condong 0.5 m, MA = 0.5/0.1 = 5
Untuk landasan condong 1.0 m, MA = 1.0/0.1 = 10
∴ Apabila satah condong dipanjangkan sebanyak dua kali ganda
panjang, didapati bahawa kelebihan mekanikal juga akan berganda
dua.
4. Antara langkah-langkah berjaga dalam aktiviti ini termasuklah:
I.
Pastikan beban muatan ditolak oleh orang yang sama bagi
satah condong 0.5 m dan 1.0 m bagi meningkatkan kejituan dan
ketepatan keputusan yang diperoleh.
II.
Pastikan permukaan satah condong yang digunakan dalam
aktiviti ini adalah sama demi mendapatkan keputusan yang lebih
jitu.
III.
Pastikan beban muatan yang digunakan adalah sama dalam
kedua-dua prosedur demi mendapatkan keputusan yang lebih
jitu.
IV.
Ketinggian bongkah kayu haruslah sama demi mendapatkan
keputusan yang lebih jitu.
Kesimpulan (Aktiviti 1)
:
Hipotesis diterima. Satah condong merupakan salah satu jenis mesin ringkas
yang digunakan dalam pengangkatan muatan. Semakin panjang satah
condong tersebut, maka semakin sedikit daya yang diperlukan untuk
menggerakkan beban muatan.
Aktiviti 2
: Membina pelbagai jenis set takal untuk mengangkat
muatan.
Penyataan
: Jenis dan kombinasi set takal yang bagaimanakah dapat
Masalah
Hipotesis
mengangkat berat muatan dengan daya yang paling sedikit?
: Sesuatu muatan dapat diangkat dengan daya yang kecil
berdasarkan kombinasi takalnya.
Prosedur
:
1. 4 set takal yang berlainan tetapi dengan pemberat yang sama dibina
seperti yang telah dilampirkan di bawah.
Rajah 4: Penyediaan 4 set takal yang berlainan kombinasi secara teori
2. Pemberat diangkat dengan menarik hujung tali. Keputusan dicatatkan.
Keputusan (Aktiviti 2)
:
Daripada aktiviti, 2, didapati bahawa kombinasi takal set D memerlukan daya
yang paling sedikit untuk mengangkat pemberatnya.
Rajah 5: Takal Set A dalam makmal
Rajah 6: Takal Set B dalam makmal
Rajah 7: Kombinasi takal Set C
dalam makmal
Perbincangan (Aktiviti 2)
Rajah 8: Kombinasi takal Set D
dalam makmal
:
1. Takal ialah sejenis mesin ringkas yang terdiri daripada satu roda yang
berputar pada gandar. Tali akan melilit mengelilingi roda. Tali
digunakan untuk menyambungkan beban dengan daya. Takal dapat
mengubah arah daya, membuatkan ia lebih mudah untuk mengangkat
objek ke paras yang lebih tinggi.
2. Setiap rajah di atas menunjukkan kombinasi takal yang berbeza.
Kelebihan mekanikal dalam setiap set kombinasi takal adalah berbeza.
Set Takal A menunjukkan satu takal yang berikat dengan
muatan pada hujung talinya. Hujung lain dipegang oleh orang yang
memberikan daya untuk mencapai keseimbangan daya. Terdapat satu
tenaga (ketegangan) pada tali tersebut yang sama dengan berat
muatan itu. Daya ketegangan ini adalah sama pada tali tersebut. Untuk
mencapai keseimbangan antara takal dan muatan tersebut, orang
yang memegang hujung tali mestilah tarik ke bawah dengan daya yang
sama dengan ketegangan yang terdapat pada tali tersebut. Dalam
sistem takal ini, daya yang digunakan adalah sama dengan berat
muatannya. Kelebihan mekanikal (mechanical advantage) ialah 1.
Set takal B adalah fleksibel dan boleh bergerak. Semasa tali
ditarik ke atas, takal tersebut juga akan bergerak ke atas. Berat
muatan adalah bergantung kepada takal yang bergerak. Jadi, berat
muatan adalah disokong dengan tali dan juga hujung tali yang
dipegang. Setiap sisi menyokong berat muatan. Dengan kata lain,
setiap sisi memegang ½ daripada berat muatan. Oleh itu, daya yang
diperlukan untuk mengangkat takal adalah ½ daripada berat muatan.
Set takal C mempunyai 3 bahagian yang penting pada tali. Daya
yang diberi adalah menuju arah ke bawah. Jadi, daya yang diperlu
untuk mengangkat muatan tersebut adalah ½ daripada beratnya.
Set takal D mempunyai dua takal yang sama, tetapi arah
dayanya berbeza daripada rajah C. Arah dayanya adalah ke atas.
Dengan ini, daya yang diperlukan untuk mengangkat muatan adalah ⅓
daripada beratnya. Oleh itu, set takal dalam rajah D memerlukan daya
yang paling sedikit untuk mengangkat muatan.
3. Antara langkah-langkah berjaga dalam aktiviti ini termasuklah:
I.
Pastikan pemberat muatan ditarik orang orang yang sama bagi
keempat-empat jenis kombinasi set takal dalam aktiviti ini bagi
meningkatkan kejituan dan ketepatan keputusan yang diperoleh.
II.
Pemberat muatan yang ditarik haruslah sama bagi keempatempat set takal demi mendapatkan keputusan yang lebih jitu.
III.
Jenis takal yang digunakan haruslah sama bagi keempat-empat
set takal demi mendapatkan keputusan yang lebih jitu.
V.
Jenis tali yang digunakan untuk mengangkat pemberat muatan
haruslah
sama
bagi
keempat-empat
set
takal
demi
mendapatkan keputusan yang lebih jitu.
Kesimpulan (Aktiviti 2)
:
Hipotesis diterima. Takal boleh digunakan untuk mengurangkan daya kita
semasa mengangkat sesuatu pemberat muatan.
Aktiviti 3
: Membina model daripada mesin ringkas dan bergabung.
Penyataan
: Bagaimana kita dapat memetik buah-buahan dari pokok-
Masalah
Hipotesis
pokok tinggi?
: Satu model memetik buah-buahan dapat dicipta dengan
menggunakan mesin ringkas dan mesin bergabung.
Prosedur
:
1. Sebatang buluh yang panjang dicari dari persekitaran kita.
2. Bahagian hadapan buluh dibilah dua pada tengah-tengah dengan
menggunakan sebilah pisau.
3. Satu baji yang diperbuat daripada kayu dimasukkan ke dalam tengahtengah buluh supaya wujud satu celah di tengah.
4. Sebilah pisau yang tajam dipasang di atas baji untuk memudahkan
buah-buahan dipetik. Buluh dipusing dan ditarik kuat semasa hendak
memetik buah-buahan.
5. Sebuah bakul yang besar dipasang di atas buluh tersebut untuk
menyambut buah-buahan yang jatuh.
Rajah 9: Penciptaan model memetik buah-buahan secara teori
Keputusan (Aktiviti 3)
:
Satu model yang bertujuan untuk memetik buah-buahan dapat dicipta, tetapi
masih mempunyai beberapa kekurangan yang memerlukan penambahbaikan.
Perbincangan (Aktiviti 3)
:
1. Mesin ringkas yang digunakan dalam model memetik buah-buahan
kami ialah baji. Baji merupakan sejenis mesin ringkas yang berbentuk
seperti satah condong. Ia digunakan untuk memisahkan dua objek,
atau membahagikan objek, dengan mengenakan daya ke atasnya.
Dengan menggunakan daya yang kecil, ia akan dikenakan pada
bahagian yang lebih lebar pada baji dan menolak bahagian tajam ke
dalam sesuatu, lantas menghasilkan daya yang kuat untuk menolak
bahagian tersebut mengarah ke luar. Dalam model ini, baji digunakan
untuk memisahkan antara tengah-tengah batang buluh agar satu celah
dapat diperoleh untuk memetik buah-buahan.
2. Semasa menggunakan model memetik buah-buahan tersebut untuk
memetik buah-buahan, didapati bahawa buah-buahan akan tergoyanggoyang dan tidak terlekat. Ini telah menambah kesusahan kami untuk
memetiknya. Untuk memperbaiki kelebihan mekanikal dan kecekapan
model kami, kami telah memasang satu lagi bilah yang berfungsi
sebagai penutup dan pengukuh kedudukan di bahagian atas celah
model memetik buah-buahan tersebut. Malah, satu butang suis akan
dipasang di bawah model dan terus berhubung dengan bilah penutup
tersebut untuk mengawal pembukaan dan penutupan bilah. Jadi,
apabila model tersebut tersentuh buah-buahan, butang suis boleh
ditekan untuk menutup bilah penutup tersebut. Selepas itu, kami boleh
memusing atau menarik kuat-kuat model tersebut, lantas dapat
memetik buah-buahan dengan lebih mudah.
3. Antara mesin ringkas yang digunakan semasa mencipta bilah penutup
tersebut ialah penggunaan gear. Gear merupakan mesin ringkas yang
terdiri daripada roda yang mempunyai gigi atau bergerigi. Gear
berfungsi secara berkumpulan. Dua gear yang menjalankan fungsi
bersama dikenali sebagai gear gabungan. Gear yang mana dikenakan
daya ke atasnya dikenali sebagai ‘gear pemutar’. Gear yang terakhir
dalam aturan kumpulan dikenali sebagai ‘gear pengikut’. Apabila satu
gear berputar mengikut arah jam, gear yang satu lagi berputar pada
arah yang melawan arah putaran jam.
Rajah 10: Model memetik buah-buahan selepas penambahbaikan secara teori
4. Antara langkah-langkah berjaga dalam aktiviti ini termasuklah:
I.
Bilah yang dipasang mestilah tajam agar buah-buahan dapat
dipetik dengan lebih mudah.
II.
Buluh yang digunakan haruslah cukup panjang.
III.
Butang suis yang dipasang untuk mengawal kebukaan dan
ketutupan mestilah sentiasa diperiksa dan pastikan bahawa ia
sentiasa berfungsi.
Kesimpulan (Aktiviti 3)
:
Hipotesis diterima. Model memetik buah-buahan yang kami cipta dengan
menggunakan mesin ringkas seperti baji dan gear dapat memetik buahbuahan dari pokok-pokok tinggi.
Soalan Penguasaan Pengetahuan dan Kemahiran
:
A. Apakah yang telah anda belajar melalui aktiviti-aktiviti ini?
(10 markah)
Daripada aktiviti pertama, kami sedar bahawa satah condong
adalah amat berguna terhadap kami pada kehidupan seharian. Ia
merupakan mesin ringkas yang boleh digunakan dalam pengangkatan
muatan.
Kami
boleh
menggunakan
daya
yang
kurang
untuk
mengangkat muatan dengan kewujudan satah condong. Satah
condong yang lebih panjang membenarkan kerja dilakukan dengan
daya yang lebih kecil.
Daripada aktiviti kedua yang berkenaan dengan sistem takal,
kami sedar bahawa sistem takal mempunyai kelebihan mekanikal yang
sama dengan satah condong. Kedua-duanya boleh mengurangkan
daya dalam pengakatan muatan yang berat. Berdasarkan aktiviti yang
telah kami jalankan, didapati bahawa sistem takal kombinasi boleh
mengurangkan daya sehingga ⅓ daripada pemberat muatan tersebut.
Daripada aktiviti ketiga yang telah kami menjalankan, kami
sedar bahawa rupa-rupanya sesuatu model boleh diperbuat daripada
beberapa jenis mesin ringkas. Dengan mengambil contoh model
memetik buah-buahan ini, antara mesin ringkas yang digunakan
termasuklah baji dan gear. Model memetik buah-buahan yang telah
kami mencipta juga mempunyai kekurangan pada mulanya dan tidak
begitu berfungsi dengan baik. Ia hanya dapat berfungsi dengan lebih
baik
setelah
beberapa
pengubahsuaian
dan
penambahbaikan
dilakukan. Daripada itu, kami sedar bahawa sesuatu kerja haruslah
sentiasa dipantau, diuji, dan sentiasa menjalankan penambahbaikan
agar kerja yang kami hasilkan itu adalah benar-benar berkualiti tinggi.
Dengan menjalankan aktiviti-aktiviti ini, kami juga sedar bahawa
rupa-rupanya mesin ringkas sememangnya amat berguna dalam
kehidupan seharian kita. Adalah mustahil bagi kami untuk terus hidup
tanpa menggunakan kemudahan dan teknologi mesin-mesin ringkas
dan kompleks. Hal ini demikian kerana mesin-mesin ringkas dan
kompleks ini membantu melaksana kerja dengan lebih senang,
menyelesaikan
kerja
dengan
lebih
cepat,
menjimatkan
masa,
membantu menyelesaikan masalah, membantu mengangkat objek
yang sangat berat, membolehkan kita pergi ke suatu tempat ke tempat
yang lain, dan banyak lagi. Mesin-mesin ringkas dan kompleks ini
sesungguhnya telah membawa banyak kemudahan dalam kehidupan
kita. Ini telah menyebabkan kami lebih menghargai sumbangan sains
dan teknologi terhadap kehidupan seharian.
Dari segi melakukan aktiviti pula, kami sedar bahawa kami perlu
mengetahui langkah-langkah yang betul untuk menjalankan aktivitiaktiviti tersebut dan harus mempunyai pengetahuan asas tentang
mesin-mesin ringkas dan bergabung. Langkah-langkah berjaga juga
perlu diambil agar hasil rekod keputusan yang diperoleh adalah lebih
dipercayai, jitu, dan memuaskan.
B. Bahagian manakah dalam kurikulum Sains sekolah rendah yang
melibatkan topik ini?
(2 markah)
Sukatan KBSR Tahun 6, Topik Mesin (memahami mesin ringkas,
analisis mesin kompleks, dan menghargai ciptaan mesin) di bawah
tema Menyiasat Dunia Teknologi.
C. Bincangkan bagaimana anda boleh menggunakan aktiviti ini dalam
pembelajaran dan pengajaran anda?
(10 markah)
Umumnya, guru boleh menggunakan aktiviti-aktiviti ini sebagai
satu set induksi yang menarik untuk menarik perhatian murid
sebelum aktiviti P&P dijalankan.
Guru boleh membenarkan murid-murid melihat, merasa setiap
jenis mesin ringkas dan menjalankan aktiviti-aktiviti tersebut sendiri
semasa menjalankan P&P di dalam kelas untuk menjadikan proses
P&P lebih ceria dan seronok.
Guru juga boleh menggunakan aktiviti-aktiviti ini sebagai satu
pertunjukkan demonstrasi dengan membawa pelbagai jenis bahan
maujud, seperti contoh-contoh aplikasi bagi setiap jenis mesin ringkas
ke dalam kelas untuk meningkatkan penglibatkan maksima murid di
dalam kelas.
Guru boleh menggunakan aktiviti 3, iaitu mencipta model
dengan menggunakan mesin ringkas sebagai satu pertandingan
untuk membantu murid lebih memahami tentang bagaimana mereka
berfungsi, dan meningkatkan tahap kreativiti dan inovasi dalam
kalangan murid.
Bukan itu sahaja, guru juga menjadikan aktiviti-aktiviti ini
sebagai satu pameran kelas. Setiap aktiviti disertakan dengan
penjelasan yang jelas, pendek dan padat untuk tatapan semua murid.
Malah, guru turut boleh menjadikan aktiviti-aktiviti ini sebagai
salah satu kerja rumah tambahan secara individu atau berkumpulan
untuk
murid
mencuba
sendiri
dan
menulis
laporan
lengkap
kemudiannya sebagai pengukuhan kefahaman mereka dan kriteria
untuk mendapatkan markah tambahan.
D. Apakah peranan guru dalam aktiviti-aktiviti ini?
(3 markah)
Guru berperanan sebagai penanya atau pengemuka masalah
sepanjang aktiviti-aktiviti ini. Guru boleh menanyakan soalan yang luar
biasa dan mencabar pemikiran murid semasa set induksi supaya murid
dapat berfikir, berasa inkuiri dan meningkatkan minat mereka dalam
aktiviti P&P ini.
Selain itu, guru juga berperanan sebagai penyampai. Guru
perlulah mempunyai pengetahuan asas tentang apa yang diajar dan
tahu bagaimana penyampaikan konteks pembelajaran melalui pelbagai
cara, seperti menunjuk cara, menjelaskan, menyediakan contoh, dan
menyediakan aktiviti-aktiviti untuk murid dalam aktiviti P&P ini.
Di samping itu, guru juga berfungsi sebagai penyusun
pesekitaran. Guru haruslah dapat menguruskan waktu pembelajaran
dengan cermat dan jelas tentang apa yang perlu dilakukan oleh beliau
dan murid, serta memberikan kebebasan kepada murid menanyakan
soalan dan mengajar berdasarkan perspektif murid-murid.
Seterusnya,
perhubungan
guru
turut
berperanan
sebagai
penyelaras
awam. Guru perlulah menggalakkan kerjasama,
toleransi, kesabaran dalam kalangan murid, agar murid dapat bergaul
dengan harmonis dan memastikan kelancaran aktiviti P&P ini.
Malah, guru bertanggungjawab sebagai seorang perkaitan
teori. Guru perlulah dapat membantu murid-murid membentuk
perkaitan antara dan semasa idea-idea, dan membina pola yang
bermakna untuk mewakili pengetahuan yang dibina.
Keseluruhannya, guru berperanan sebagai fasilitator dalam
aktiviti-aktiviti ini. Guru sepatutlah menjaga keselamatan murid-murid
semasa mereka menjalankan aktviti. Malah, guru bertanggungjawab
untuk memberi arahan yang ringkas dan jelas kepada mereka supaya
mereka dapat menjalankan aktiviti dengan lancar serta dapat
menggunakan alat-alat dengan cara yang betul.
Rujukan
:
Chang, S. L., Chia, S. C., Koay, K. C. & Yew, K. L.(2003). Fokus Ungu
Masteri SPM Fizik. Selangor: Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
Chang, S. L., Chia, S. C., Hasnah Binti Abu Bakar, Koay, K. C., & Yew, K. L.
(2001). Fizik Tingkatan 4. Johor: Gunung Cipta Enterprise.
Cikgu Nort. (Jun 25, 2011). Mesin Ringkas. Didapatkan pada 6 Februari,
2012, daripada http://cikgumdnoor.blogspot.com/2011/06/mesinringkas.html
Leong, Y. P. & Loo, W. Y. (2008). The Complete Text & Guide Physics 1.
Selangor Darul Ehsan: Arah Pendidikan Sdn. Bhd.
Naimoiman. (April 29, 2010). Mesin Ringkas (Simple Machines). Didapatkan
pada 6 Februari, 2012, daripada
http://imzaroncikgusains.blogspot.com/2010/04/mesin-ringkas-simplemachines.html
Poh, L. Y. (2003). STPM Physics Volume 1. Selangor Darul Ehsan:
Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
Wikipedia. (Februari 6, 2012). Simple Machine. Didapatkan pada 6 Februari,
2012, daripada http://en.wikipedia.org/wiki/Simple_machine