Sains notesnota, unit 10

Mesin

TextbookBuku teks Sains Tahun 4 SK, Buku Teks (KSSR Semakan 2017), pageshalaman 169-184

What this chapter coversMatlamat bab ini

Saya boleh mengenal pasti beban, fulkrum dan daya pada tuas dalam alat harian (10.1.1)
Saya boleh menerangkan bahawa kedudukan beban, fulkrum dan daya tidak sama pada semua tuas (10.1.2)
Saya boleh menyatakan hubungan antara jarak beban dari fulkrum dengan daya yang diperlukan untuk mengangkat beban (10.1.3)
Saya boleh menamakan tujuh jenis mesin ringkas dan menyatakan kegunaan setiap satu (10.2.1)
Saya boleh memilih mesin ringkas untuk menyelesaikan masalah dan menerangkan sebabnya (10.2.2)
Saya boleh menerangkan maksud mesin kompleks dan menamakan mesin ringkas pada sesuatu mesin kompleks (10.2.3)
Saya boleh menyatakan ciri mesin yang lestari (10.2.4)

Mesin membantu kita melakukan kerja dengan lebih mudah dan cepat. Dalam unit ini kamu akan belajar tentang tuas, kemudian tujuh jenis mesin ringkas dan mesin kompleks yang terdiri daripada gabungan mesin ringkas.

10.1Tuas

Siva ingin membuka tin cat dengan pemutar skru. Pemutar skru yang digunakan oleh Siva berfungsi sebagai tuas.

Tuas digunakan untuk mengangkat atau mengumpil sesuatu objek. Tuas terdiri daripada tiga bahagian, iaitu beban, fulkrum dan daya.

Bahagian	Maksud (Nota guru, ms. 170)	Membuka tin cat dengan pemutar skru
Beban	Berat sesuatu jasad	Penutup tin
Fulkrum	Suatu titik pada palang atau objek yang berfungsi sebagai pengimbang atau penyokong	Hujung pemutar skru yang menyentuh penutup tin
Daya	Tolakan dan tarikan ke atas sesuatu objek yang memberikan kesan	Tangan yang menolak pemutar skru ke bawah

Tangan menolak pemutar skru ke bawah untuk mengumpil penutup tin cat; penutup tin, hujung pemutar skru dan tangan dilabelkan — Pemutar skru ialah tuas. Penutup tin ialah beban, hujung pemutar skru ialah fulkrum dan tangan memberi daya.

Tiga tuas dengan beban, fulkrum dan daya dilabelkan: menyapu sampah, mencabut paku dan menyepit ais — Lebih banyak tuas: menyapu sampah, mencabut paku dan menyepit ais.

Buku teks Sains Tahun 4 SK, ms. 170.

Kedudukan beban, fulkrum dan daya tidak sama pada semua tuas. Pada penyapu, fulkrum ada di hujung atas. Pada penyepit ais, fulkrum ada di hujung penyepit yang dipegang. Lihat di mana rod bertumpu (fulkrum), apa yang digerakkan (beban) dan di mana kita menolak atau menarik (daya). (Aktiviti Ria ms. 171 bertanya soalan yang sama.)

Hubung kait beban, fulkrum dan daya

Dua orang pemuda cuba mengalihkan seketul batu besar dengan sebatang kayu. Apabila mereka mendekatkan batu kecil (fulkrum) dengan batu besar (beban), kerja mengalihkan batu besar menjadi semakin mudah.

Dua keadaan mengumpil batu besar dengan kayu: fulkrum jauh dari beban dan fulkrum dekat dengan beban; anak panah kuning menunjukkan jarak — Kiri: fulkrum jauh dari beban. Kanan: fulkrum didekatkan dengan beban (anak panah kuning lebih pendek).

Buku teks Sains Tahun 4 SK, ms. 172.

Semakin dekat jarak beban dari fulkrum, semakin sedikit daya yang diperlukan untuk mengangkat beban.

Mari uji: hubungan antara jarak beban dari fulkrum dengan daya (ms. 173)

Alat dan bahan: pembaris 50 cm, blok kayu (5 cm × 5 cm × 5 cm) dan segi tiga fulkrum. Letakkan blok kayu di hujung pembaris dan segi tiga fulkrum pada kedudukan 25 cm, kemudian 20 cm dan 15 cm dari blok kayu. Tekan hujung pembaris yang satu lagi untuk mengangkat blok kayu dan bandingkan daya yang diperlukan.

Pemboleh ubah	Dalam penyiasatan ini (tambahan, tiada dalam buku)
Dimanipulasi (diubah)	Jarak segi tiga fulkrum dari blok kayu (25, 20, 15 cm)
Bergerak balas (diperhatikan)	Daya yang diperlukan untuk mengangkat blok kayu
Malar (dikekalkan)	Blok kayu, pembaris dan cara menekan pembaris

Buku tidak memberi jawapan bagi soalan penyiasatan ini. Berdasarkan hubungan di ms. 172, blok kayu paling sukar diangkat pada 25 cm (fulkrum paling jauh) dan paling mudah pada 15 cm (fulkrum paling dekat). (Kesimpulan ini dibuat daripada hubungan dalam buku; bukan jawapan rasmi buku.)

Ingat: dekat dengan fulkrum, daya sedikit.

Seorang tukang kebun menolak pemegang kereta sorong ke atas. Beban dalam kereta sorong dialihkan lebih dekat dengan roda. Adakah beban menjadi lebih mudah atau lebih sukar diangkat? Mengapa?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Lebih mudah, kerana beban lebih dekat dengan fulkrum (roda), jadi daya yang diperlukan lebih sedikit. (Kereta sorong sebagai tuas dengan roda sebagai fulkrum ditunjukkan di ms. 180.)

Soalan KBAT ms. 176: bolehkah getah pemadam digunakan untuk mengangkat buku teks dengan kaedah tuas? Jelaskan.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Boleh, dengan menggunakan rod yang panjang dan meletakkan buku teks pada satu hujung yang paling dekat dengan fulkrum dan getah pemadam pada hujung yang satu lagi (cadangan jawapan buku, ms. 186).

10.2Mesin ringkas dan mesin kompleks

Mesin ringkas ialah alat yang membantu kita melakukan kerja dengan lebih mudah dan cepat. Setiap mesin ringkas mempunyai kegunaannya yang khusus.

Mesin ringkas	Maksud (buku teks)	Contoh
Roda dan gandar	Alat yang terdiri daripada roda yang dipasang pada sebatang rod yang dinamakan gandar	Tombol pintu
Tuas	Alat yang terdiri daripada sebatang rod yang diletakkan di atas fulkrum untuk mengangkat atau mengumpil sesuatu beban objek	Penyapu
Skru	Alat yang berbentuk silinder beralur yang dapat dimasukkan ke dalam sesuatu ruang dengan memutarkannya untuk menyatukan atau mengetatkan dua bahagian objek	Botol dan penutupnya
Gear	Alat yang terdiri daripada bahagian roda yang bergerigi	Jam
Takal	Alat yang terdiri daripada satu roda beralur yang membolehkan tali melaluinya untuk mengangkat atau menurunkan sesuatu beban	Bidai
Satah condong	Satu permukaan rata yang disendengkan dengan satu bahagian yang hujungnya diletakkan pada ketinggian yang berbeza	Tangga
Baji	Alat yang runcing pada satu hujungnya dan digunakan untuk memotong serta memegang dan memberhentikan sesuatu objek	Pisau dan penyendal pintu

Tiga gambar bulat: roda dan gandar, tuas pada penyapu dan skru pada penutup botol

Empat gambar bulat: gear, takal, satah condong pada tangga dan baji — Tujuh mesin ringkas di sekolah (gambar bulat daripada buku teks).

Buku teks Sains Tahun 4 SK, ms. 174-175.

Namakan mesin ringkas pada (a) tombol pintu, (b) tangga, (c) penyendal pintu.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

(a) Roda dan gandar (b) Satah condong (c) Baji

Mesin ringkas menyelesaikan masalah

Teruni dan ayahnya menghadapi masalah untuk memindahkan barang yang berat ke dalam lori. Sekeping papan yang disendengkan diletakkan pada lori, dan kemudian sebuah troli digunakan supaya kerja lebih cepat.

Seorang lelaki memindahkan kotak ke dalam lori: mula-mula menolak kotak di atas papan condong, kemudian menggunakan troli di atas papan itu — Atas: papan yang disendengkan. Bawah: troli di atas papan itu.

Buku teks Sains Tahun 4 SK, ms. 177.

Papan yang disendengkan ialah satah condong. Troli ialah roda dan gandar. Lebih banyak mesin ringkas yang digunakan, lebih mudah dan cepat kerja dapat dilakukan.

Ms. 178 menunjukkan taman dengan gunting, kereta sorong, penyapu, penyodok sampah dan tangga. Buku bertanya alat yang sesuai untuk memotong rumput yang panjang, memindahkan batu bata dan mengumpulkan daun kering, serta meminta kamu mencadangkan dua atau lebih mesin ringkas untuk mengecat dinding rumah pada bahagian yang tinggi. Buku tidak memberi jawapan bagi soalan ini.

Contoh memilih mesin (tambahan, tiada dalam buku)

Masalah: mengecat dinding yang tinggi. Cadangan: tangga (satah condong) untuk mencapai tempat tinggi dan takal dengan tali untuk menaikkan tin cat. Masalah: memindahkan batu bata. Cadangan: kereta sorong (roda dan gandar).

Mesin kompleks

Alat yang terdiri daripada gabungan lebih daripada satu mesin ringkas ialah mesin kompleks.

Mesin kompleks	Mesin ringkas padanya	Rujukan
Gunting kebun	Skru, baji	ms. 180
Kereta sorong	Tuas, skru, roda dan gandar	ms. 180
Tangga lipat	Satah condong	ms. 180 (buku hanya menunjukkan satah condong)
Basikal	Gear, skru, roda dan gandar	ms. 181
Pengasah pensel mekanikal	Baji, skru, roda dan gandar	Jawapan Uji Minda, ms. 186

Tiga gambar bulat: skru pada gunting kebun, baji pada mata gunting dan satah condong pada tangga

Tiga gambar bulat: tuas pada kereta sorong, skru dan roda dan gandar — Gunting kebun (skru dan baji), tangga (satah condong) dan kereta sorong (tuas, skru, roda dan gandar).

Buku teks Sains Tahun 4 SK, ms. 180.

Tiga gambar bulat bahagian basikal: skru, gear dan roda dan gandar — Basikal: skru, gear, roda dan gandar.

Buku teks Sains Tahun 4 SK, ms. 181.

Mesin kompleks mempunyai dua atau lebih jenis mesin ringkas. Pemutar skru sahaja ialah satu tuas.

Mesin lestari

Mesin kompleks yang lebih baik ialah mesin yang mempunyai ciri lestari, iaitu mesin yang tahan lama, tidak mudah rosak, menguntungkan, tidak memberikan kesan buruk pada alam sekitar, mudah dan selamat digunakan.

Contohnya ialah basikal, kerana basikal mudah digunakan dan tidak memerlukan bahan api fosil untuk menggerakkannya. Oleh sebab itu, basikal tidak akan mencemarkan alam sekitar.

Mengapakah basikal ialah mesin yang lestari?

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Basikal mudah digunakan dan tidak memerlukan bahan api fosil untuk menggerakkannya, jadi basikal tidak mencemarkan alam sekitar.

Apakah maksud mesin kompleks? (Uji Minda, soalan 4)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mesin kompleks ialah gabungan lebih daripada satu mesin ringkas.