praktikum fisika acara 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Fisika adalah ilmu yang mempelajari benda-benda serta fenomena dan keadaan yang terkait dengan benda-benda tersebut. Untuk menggambarkan suatu fenomena yang terjadi atau dialami suatu benda, maka didefinisikan berbagai besaran-besaran fisika. Besaran-besaran fisika ini misalnya panjang, jarak, massa, waktu, gaya, kecepatan, temperatur, intensitas cahaya, dan sebagainya. Terkadang nama dari besaran-besaran fisika tadi memiliki kesamaan dengan istilah yang dipakai dalam keseharian, tetapi perlu diperhatikan bahwa besaran-besaran fisika tersebut tidak selalu memiliki pengertian yang sama dengan istilah-istilah keseharian. Seperti misalnya istilah gaya, usaha, dan momentum, yang memiliki makna yang berbeda dalam keseharian atau dalam bahasa-bahasa sastra. Misalnya, “Anak itu bergaya di depan kaca”, “Ia berusaha keras menyelesaikan soal ujiannya”, “Momentum perubahan politik sangat tergantung pada kondisi ekonomi negara”. Besara-besaran fisika didefinisikan secara khas, sebagai suatu istilah fisika yang memiliki makna tertentu. Terkadang besaran fisika tersebut hanya dapat dimengerti dengan menggunakan bahasa matematik, terkadang dapat diuraikan dengan bahasa sederhana, tetapi selalu terkait dengan pengukuran (baik langsung maupun tidak langsung). Semua besaran fisika harus dapat diukur, atau dikuatifikasikan dalam angka-angka. Sesuatu yang tidak dapat dinyatakan dalam angka-angka bukanlah besaran fisika, dan tidak akan dapat diukur.
Mengukur adalah membandingakan antara dua hal, biasanya salah satunya adalah suatu standar yang menjadi alat ukur. Ketika kita mengukur jarak antara dua titik, kita membandingkan jarak dua titik tersebut dengan jarak suatu standar panjang, misalnya panjang tongkat meteran. Ketika kita mengukur berat suatu benda, kita membandingkan berat benda tadi dengan berat benda standar. Jadi dalam mengukur kita membutuhkan standar sebagai pembanding besar sesuatu yang akan diukur. Standar tadi kemudian biasanya dinyatakan memiliki nilai satu dan dijadian sebagai acuan satuan tertentu. Walau kita dapat sekehendak kita menentukan standar ukur, tetapi tidak ada artinya bila tidak sama di seluruh dunia, karena itu perlu diadakan suatu standar internasional. Selain itu standar tersebut haruslah praktis dan mudah diproduksi ulang di manapun di dunia ini. sistem standar internasional ini sudah ada, dan sekarang dikenal dengan Sistem Internasional (SI).
Terkait dengan SI, terdapat satuan SI. Antara besaran fisika yang satu dengan besaran fisika yang lain, mungkin terdapat hubungan. Hubungan-hubungan antara besaran fisika ini dapat dinyatakan sebagai persamaan-persamaan fisika, ketika besaran-besaran tadi dilambangkan dalam simbol-simbol fisika, untuk meringkas penampilan ersamaannya. Karena besaran-besaran fisika tersebut mungkin saling terkait, maka tentu ada sejumlah besaran yang mendasari semua besaran fisika yang ada, yaitu semua besaran-besaran fisika dapat dinyatakan dalam sejumlah tertentu besaran-besaran fisika, yang disebut sebagai besaran-besaran dasar.
Terdapat tujuh buah besaran dasar fisika (dengan satuannya masing-masing)
1. panjang (meter)
2. massa (kilogram)
3. waktu (sekon)
4. arus listrik (ampere)
5. temperatur (kelvin)
6. jumlah zat (mole)
7. intensitas cahaya (candela)
1.2 Tujuan
Pembuatan laporan Praktikum Fisika Dasar ditujukan agar mahasiswa dapat belajar untuk mengemukakan pendapat/berkomunikasi dengan tulisan Laporan Praktikum Fisika Dasar melatih mahasiswa agar dapat menganalisis hasil praktikum dan membuat perhitungan untuk menentukan besaran Fisika, mengetahui beberapa besaran dari percobaan, menganalisa kesalahan dan akhirnya membuat kesimpulan secara keseluruhan.
BAB II
ACARA I
PENGUKURAN
2.1 Waktu dan tempat
a) Waktu : 23 mei 2011
b) Tempat : Lab. Rekayasa dan pengujian bahan
2.2 Metode pratikum
Alat dan bahan
1. jangka sorong
2. micrometer sekrup
3. meteran
4. mistar/penggaris
5. phi-band
6. Neraca analitik
7. contoh kayu berbagai bentuk ukuran
8. potongan paralon
Prosedur percobaan
1. Membandingkan hasil pengukuran penggaris, kaliper dan micrometer sekrup.
a) timbang contoh uji kayu (boleh memakai kayu 2x2x2 cm atau 2x2x10 cm, atau keduanya) dengan mengunakan neraca sebanyak lima kali untuk tiap contoh uji.
b) Ukur dimensi setiap contoh uji dengan menggunakan penggaris, kaliper dan micrometer sekrup. Ulangi setiap pengukuran sebanyak lima kali.
c) Catat semua data yang didapat.
2. Mengukur diameter silinder.
a) Ukur diameter luar dan diameter dalam silinder dengan menggunakan kalipe. Lakukan pengukuran sebanyak lima kali.
b) Ulangi pengukuran diameter luar silinder dengan menggunakan meteran dan lakukan sebanyak lima kali.
c) Timbang massa silinder dengan menggunakan neraca dan lakukan sebanyak lima kali.
3. Mengukur diameter batang.
a) Ukur diameter batang yang disediakan dengan menggunakan phi-band dan meteran.
b) Ulangi pengukuran sebanyak lima kali pada titik-titik pengukuran yang berbeda.
2.3 Teori ringkas
Pengukuran besaran fisis banyak dilakukan di dalam ilmu pengetahuan dan teknologi, misalnya jarak, massa, waktu, tekanan dan sebagainya. Akurasi hasil suatu pengukuran tergantung pada alat yang digunakan dan kemampuan serta ketelitian dalam menggunakan alat.
Pengukuran yang akurat merupakan bagian yang penting dari fisika. Tetapi tidak ada pengukuran yang benar benar tepat. Setiap pengukuran selalu memiliki ketidakpastian. jika anda mengukur ketebalan sampul sebuah buku dengan menggunakan mistar biasa, hasil pengukuran hanya dapat diandalakan kebenarannya sampai pada milimeter terdekat. Misalnya hasil pengukuran anda adalah 3 mm. Pernyataan hasil pengukuran ini sebagai 3,00 adalah salah; karena keterbatasan alat ukur yang digunakan. Anda dapat mengatakan bahwa ketebalan sebenarnya adalah 3,00 mm, 2,85mm atau 3,11 mm. Tetapi jika anda mengukur ketebalan tersebut dengan menggunakan mikrometer sekrup yaitu suatu alat yang dapat mengukur dengan ketelitian hingga 0,01 mm, hasil pengukurannya adalah 2,91 mm. Perbedaan antara kedua hasil penggukuran tersebut adalah pada ketidakpastian pengukuran. Pengukuran dengan mikrometer memiliki ketidakpastian yang lebih kecil dan menghasilkan suatu pengukuran yang lebih akurat.
Ketika menyatakan hasil pengukuran, penting juga untuk manyatakan ketepatan atau perkiraan ketidakpastian pada pengukuran tersebut. Sebagai contoh, hasil pengukuran lebar papan adalah 5,2 ± 0,1 cm. Hasil ± 0,1 cm (“kurang lebih 0,1 cm”) menyatakan perkiraan ketidakpastianpada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya paling mungkin berada diantara 5,1 dan 5,3.
Jika ketidakapstian suatu nilai terukur tidak dinyatakan secara ekspilit, maka ketidakpastian dianggap satu atau dua satuan dari digit terakhir yang diberikan. Sebagai contoh, jika lebar papan dinyatakan 5,2 cm, ketidakpastian dianggap 0,1 cm (atau 0,2 cm), tetapi tidak ditulis 5,20 cm, karena ini menyatakan ketidakpastian 0,01 cm; dianggap bahwan lebar papan tersebut mungkin antara 5,19 – 5,21 cm.
Pada banyak kasus, ketidakpastian dari suatu bilangan tidak dicantumkan secara ekspilit. Sebaliknya , ketidakpastian dinyatakan dengan banyaknya angka-angka penuh arti atau angka signifikan, dalam nilai terukur. Ketebalan sampul buku sebesar 2,91 mm memiliki tiga buah angka signifikan, dalam nilai terukur. Ketebalan sampul buku sebesar 2,91 mm memiliki tiga buah angka signifika, tetapi ketidakpastiannya sekitar 1 km. Telah menjadi kelaziman bahwa nilai ketidakpastian taksiran diambil sebagai setengah dari skala terkecil alat denagn tingkat kepercayaan 100%.
Jika pengukuran dilakukan berulang, maka yang dipakai adalah nilai rataan sedangkan ketidakpastiannya adalah nilai simpangan baku. Hasil pengukuran dari semua ulangan ditulis dengan :
± Sx
Dengan adalah nilai rataan dan Sx adalah nilai simpangan baku.
Banyaknya angka yang harus dituliskan tergantung pada nilai ketidakpastiannya. Aturan pembulatan suatu angka sebagai berikut :
a) jika angka awal yang akan dihilangkan kurang dari 5, maka bilangan tersebut dibulatkan kebawah.
b) Jika angka awal yang akan dihilangkan lebih dari 5, maka bilangan tersebut dibulatkan keatas.
c) Jika angka awal yang akan dihilangkan sama dengan 5, maka usahakan agar angka sebelumnya menjadi genap.
2.4 Data hasil pengamatan
1. Perbandingan hasil pengukuran penggaris, kaliper dan mikrometer sekrup.
a) Data hasil timbang uji kayu ukuran 2x2x2 cm.
Penggulangan Berat (g)
1 3,24 g
2 3,24 g
3 3,24 g
4 3,23 g
5 3,23 g
Rata - rata 3,24 g
b) Data hasil pengukuran dimensi uji kayu 2x2x2 cm.
Pengulangan Penggaris (cm) Kaliper (mm) Mikrometer sekrup (mm)
1 2,1 cm 21,90 mm 21,33 mm
2 2,1cm 21,70 mm 21,39 mm
3 2,1 cm 21,90 mm 21,37 mm
4 2,1 cm 21,90 mm 21,35 mm
5 2,1 cm 21,90 mm 21,36 mm
Rata rata 2,1 cm 21,90 mm 21,36 mm
2. Mengukur diameter silinder.
a) Data pengukuran diameter luar dan dalam pada paralon menggunakan kaliper.
- Paralon kecil.
Pengulangan Diameter luar Diameter dalam
1 42,25 mm 37,20 mm
2 42,20 mm 37,20 mm
3 42,20 mm 37,30 mm
4 42,10 mm 37,30 mm
5 42,15 mm 37,20 mm
Rata - rata 42,20 mm 37,20 mm
- Paralon besar
Pengulangan Diameter luar Diameter dalam
1 76,70 mm 74,40 mm
2 76,85 mm 74,90 mm
3 76,86 mm 75,15 mm
4 76,40 mm 74,20 mm
5 76,80 mm 74,85 mm
Rata - rata 76,72 mm 74,70 mm
b) Data pengukuran diameter luar pada paralon menggunakan meteran.
- paralon kecil
Pengulangan Diameter luar
1 4,40 cm
2 4,50 cm
3 4,45 cm
4 4,52 cm
5 4,52 cm
Rata - rata 4,47 cm
- paralon besar
pengulangan Diameter luar
1 7,93 cm
2 7,92 cm
3 7,92 cm
4 7,92 cm
5 7,92 cm
Rata - rata 7,92 cm
c) Data hasil penimbangan massa silinder paralon.
Penggulangan Paralon kecil Paralon besar
1 45,97 g 27,97 g
2 45,95 g 27,97 g
3 45,95 g 27,99 g
4 45,95 g 27,97 g
5 45,95 g 27,97 g
Rata - rata 45,95 g 27,97 g
3. Mengukur diameter batang mengunakan meteran.
Pengulangan Kayu A Kayu B Kayu C
1 9,8 cm 11,7 cm 14,33 cm
2 9,8 cm 11,5 cm 14,40 cm
3 9,7 cm 11,5 cm 14,42 cm
4 9,6 cm 11,5 cm 14,45 cm
5 9,7 cm 11,5 cm 14,46 cm
Rata - rata 9,72 cm 11,5 cm 14,41 cm
2.5 Hasil perhitungan dan analisis data
1. a. Pehitungan massa, dimensi dan ketidakpastian.
- massa kayu
Massa rata rata kayu = = 3,24 g
- Dimensi kayu
Dimensi rata-rata kayu =
- ketidakpastian (simpangan baku)
Simpangan baku massa kayu.
± Sx = 3,24 ± 0,08
b. Perhitungan massa jenis, ketidakpastian (penggaris, kaliper, mikrometer sekrup).
Pengukuran berulang
Penggaris
- massa jenis =
-simpangan baku
Kaliper
- massa jenis
-simpangan baku
Mikrometer sekrup
- massa jenis =
-simpangan baku
Pengukuran tunggal
Penggaris
± (1/2 x nst)
0,35 ± 0,025
Kaliper
± (1/2 x nst)
0,304 ± 0,025
Mikrometer sekrup
± (1/2 x nst)
0,33 ± 0,005
Alat ukur Pengukuran tunggal Pengukuran berulang
Penggaris 0,35 ± 0,025 0,35 ± 0
Kaliper 0,304 ± 0,025 0,304 ± 0,08
Mikrometer sekrup 0,33 ± 0,005 0,33 ± 2,73
c. Perhitungan massa jenis kayu nilai rata – rata, dimensi dan ketidakpastian. (penggaris,
kaliper, mikrometer sekrup)
- massa jenis =
- dimensi rata -rata
Dimensi rata-rata kayu =
-simpangan baku
d. perbandingan akurasi
Alat ukur Massa jenis Diameter
Penggaris 0,35 ± 0 2,1 cm ± 0
Kaliper 0,304 ± 0,08 21,90 mm ± 0,08
Mikrometer sekrup 0,33 ± 2,73 21,36 mm ± 2,73
2. a. Perhitungan massa rata rata dan ketidakpastian silinder luar dan dalam.
- massa silinder kecil
Massa rata rata silinder = = 45,95g
- massa silinder besar
Massa rata rata silinder =
- ketidakpastian (simpangan baku) kaliper.
Simpangan baku diameter luar
Simpangan baku diameter dalam
- ketidakpastian (simpangan baku) meteran.
Simpangan baku diameter luar
b. Menentukan massa jenis silinder, nilai rata-rata dan ketidakpastan.
- Massa jenis silinder kecil.
Volume paralon = cm3
Massa jenis =
- Massa jenis silinder besar.
Volume paralon = cm3
Massa jenis =
- ketidakpastian (simpangan baku)
Paralon kecil
Paralon besar
Pengukuran tunggal
Kaliper
± (1/2 x nst)
0,35 ± 0,025
Meteran
± (1/2 x nst)
0,304 ± 0,025
Alat ukur Pengukuran tunggal Pengukuran berulang
Kaliper 42,25 mm ± 0,025 42,20 mm ± 0,05
Meteran 4,40 cm ± 0,025 4,47 cm ± 0,5
c. perbandingan akurasi
Alat ukur Diameter
Kaliper 42,20 mm ± 0,05
Meteran 4,47 cm ± 0,5
3. a. Menentukan Diameter batang rata-rata dan ketidakstiannya.
- Kayu A
Diameter rata rata
Diameter rata-rata=
Simpangan baku
- Kayu B
Diameter rata rata
Diameter rata-rata=
Simpangan baku
- Kayu C
Diameter rata rata
Diameter rata-rata=
Simpangan baku
Bahan ± Sx
Kayu A 9,72 cm ± 0,0866
Kayu B 11,5 cm ± 0,1
Kayu C 14,41 cm ± 0
2.6 Pembahasan
Analisis hasil perhitungan ketidakpastian alat alat ukur penggaris, kaliper, dan mikrometer sekrup.
1. Penggaris
2,1 cm ± 0 = + 2,1 cm
- 2,1 cm
Hasil pengukuran lebar menggunakan penggaris adalah 2,1 cm ± 0 cm. hasil ± 0 cm menyatakan perkiraan ketidakpastian pada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya tepat berada di 2,1 cm.
2. Kaliper
21,90 mm ± 0,08 = +21,98
- 21,82
Hasil pengukuran lebar menggunakan kaliper adalah 21,90 mm ± 0,08 mm. hasil ± 0,08 mm menyatakan perkiraan ketidakpastian pada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya paling mungkin berada di antara 21,82 dan 21,98.
3. mikrometer sekrup
21,36 mm ± 2,73 = +24,09
- 18,63
Hasil pengukuran lebar menggunakan mikrometer sekrup adalah 21,36 mm ± 2,73 mm. hasil ±2,73 mm menyatakan perkiraan ketidakpastian pada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya paling mungkin berada di antara 24,09 dan 18,63.
2.7 Kesimpulan
Dari hasil data pengukuran yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa setiap alat ukur yang di gunakan dalam percobaan di dapatkan tingkat ketelitian yg paling akurat antara penggaris kaliper, dan mikrometerskrup adalah mikrmeterskrup. Dimana nilainya berkisar antara 24,09 dan 18,63. hal ini membuktikan bahwa, tingkat ketelitiannya lebih akurat.
BAB III
ACARA II
MEKANIKA
3.1 Waktu dan tempat
c) Waktu
d) Tempat : Lab. Rekayasa dan pengujian bahan
3.2 Metode pratikum
Alat dan bahan.
1. Bidang miring dan alasnya
2. Contoh kayu dan besi
3. Busur derajat
4. Pegas berbagai ukuran
5. Beban pemberat ( batu timbangan )
6. Stopwatch
7. Mistar / Penggaris
8. Neraca analitik
Prosedur percobaan
1. Gesekan
a. Ukur besar sudut kemiringan () sebesar 30 °.
b. Ukur jarak tempuh (x) yang diingginkan.
c. Timbang massa (m) contoh uji besi.
d. Luncurkan contoh uji besi dari jarak yang telah ditentukan dan catat waktu tempuh (t) hingga contoh uji mencapai lantai. Ulangi percobaan sebanyak tiga kali.
e. Lakukan percobaan yang sama dengan menggunakan contoh uji kayu.
f. Ganti lantai luncur dengan bahan laindan ulangi percobaan yang sama.
g. Ulangi semua percobaan dengan menggunakan sudut kemiringgan sebesar 45°.
2. Pegas ( getar selaras)
a. Gantungkan pegas pada statif dan ukur panjangnya sebagai panjang awal (x˳)
b. Gantungkan beban pada pegas, kemudian ukur panjangnya (x1)
c. Tarik beban ke bawah kemudian lepaskan, maka akan terjadi getaran selaras.
d. Catat waktu yang diperlukan untuk mencapai 15 kali getaran.
e. Ulangi percobaan dengan mengganti pegas dan beabn.
3.3 Teori ringkas
1. Gesekan pada bidang miring.
Gesekan ada di antara dua permukaan benda padat karena permukaan yang paling licin pun sebenarnya sangat kasar dalam skala mikroskopis. Ketika sebuah benda bergerak sepanjang permukaan, maka gaya gesekan kinetik bekerja dengan berlawanan arah terhadap kecepatan benda. Besar gaya gesekan kinetik tergantung pada jenis kedua permukaan yang bersentuhan. Untuk suatu permukaan tertentu, eksperimen menunjukan bahwa gaya gesekan kira – kira sebanding dengan gaya normal antar kedua permukaan, yang merupakan gaya yang diberikan benda-benda tersebut satu sama lain, dan tegak lurus terhadap permukaan sentuhnya.
Jenis gesekan yang bekerja ketika sebuah benda meluncur diatas suatu permukaan disebut gaya gesekan kinetik Ffr. Besarnya gaya geseken kinetik biasanya meningkat ketika gaya normal nya meningkat. Secara matematis ditulis sebagai :
Ffr = µk FN
Dengan:
Ffr : gaya gesekan kinetik
µk : koefisien gesekan kinetik
FN : gaya normal
Sebuah benda yang diam yang terletak di atas permukaan seperti lantai atau meja, akan tetap diam jika tidak ada gaya horizontal yang diberikan (ingat hukum newton I). jika diberi gaya horizontal tetapi benda belum bergerak. Hal ini terjadi karena gaya lain yang menahan benda sehingga benda tersebut belum bergerak. Gaya yang menahan tersebut dikenal dengan gaya gesek statik. Jika benda di dorong lebih kuat, maka akhirnya benda tersebut akan bergerak dan kinetik mengambil alih. Pada saat ini, gaya yang diberikan telah melampaui gay gesek statik maksimum, yang dinyatakan dengan :
Fmaks = µs FN
Dengan µs adalah koefisien gesekan statik.
Karena gaya gesekan statik bervariasi dari 0 sampai nilai maksimum, maka :
Ffr ≤ µs FN
Koefisien gesekan beberapa benda dicantumkan pada tabel 1 yang merupakan angka perkiraan.
Permukaan Koef. Gesekan statik, µs Koef. Gesekan kinetik, µk
Kayu pada kayu 0,4 0,2
Es pada es 0,1 0,03
Logam pada logam (dilumasi) 0,15 0,07
Baja pada baja (dilumasi) 0,7 0,6
Karet pada beton kering 1,0 0,8
2. Getar selaras
Sebuah benda yang bergerak bolak balik pada lintasan yang tetap melaui sebuah titik yang disebut titik setimbang maka dikatakan benda tersebut mangalami getaran atau gerak selaras. Contohnya adalah pegas yang diberi beban pada ujungnya dan ditekan atau ditarik sehingga benda ujung pegas akan bergerak selaras.
Gerakan bolak balik ini ( dengan mengangap bahwa gesekan kecil) timbul akibat dari adanya gaya pemulih ( restoring force) F yang besarnya sebanding denagan perpindahna x, dinyatakan:
F = -kx (1)
Dengan k suatu konstanta, persamaan ( 1) disebut hukum hooke.
Jarak x massa dari titik setimbang pada setiap saat dibut simpangan. Simpangan maksimum yaitu jarak terbesar dari titik setimbang disebut amplitudo, A.
Getaran selaras pada pegas dapat dijelaskan dengan meninjau suatu bendea yang digantungkan pada pegas. Menurut hukum newton 2, percepatan a yang timbul pada gerak selaras:
a = (2)
dari persamaan (1), didapat
a = - (3)
dengan k merupakan konstanta yang dinyatakan sebagai :
k =m 2 atau = (4)
dimana m adalah massa benda dan á½ adalah kecepatan sudut.
Untuk gerak harmonik sederhana, hubungan antara periode getaran selaras T dengan kecepatan sudut á½ dinyatakan sebagai :
T=2 atau
T2 = (5)
Periode T didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus lengkap sedangkan frekuensi, f , adalah jumlah siklus lengkap per detik yang besarnya adalah :
3.4 Data hasil pengamatan
1. Gesekan
a. Sudut kemiringan () sebesar 40° dan 30°
b. Jarak tempuh (x) = 60 cm
c. Data hasil menimbang massa
No Bahan Massa (g)
1 Kayu T1 196,44 g
2 T2 127,63 g
3 Besi T3 993,21 g
4 T4 951,68 g
d. Luncuran contoh uji besi
- Kemiringan 30°
Besi T3 = 1. 01, 05 s
2. 01, 65 s
3. 03, 12 s
- kemiringan 40o
Besi T3 = 1. 01, 16 s
2. 01, 41 s
3. 01,44 s
e. Luncuran contoh uji kayu
- kemiringan 30o
Kayu T1 = 1. 0
2. 0
3. 0
- kemiringan 40o
Kayu T1 = 1. 0
2. 0
3. 0
Benda Massa (g) Waktu (s)
30o 40o
Kayu T1 1. 196, 44 g T1. 0 T2 0
Kayu T2 2. 127, 63 g 0 0
0 0
Kayu T1 1. 993, 21 g T3 01,05 s T3 01,16 s
Kayu T2 2. 951, 66 g 01,65 s 01, 41 s
03, 12 s 01, 44 s
2. Pegas ( getar selaras )
Bahan Panjang Getaran 15 kali
Xo Beban 1 kg Beban 2 kg Beban 1 kg Beban 2 kg
Pegas 7 cm 9 cm 11,5 cm 4,11 detik 6,04 detik
Pegas 3 cm 3,8 cm 5 cm 4,31 detik 5,22 detik
3.5 Hasil perhitungan dan analisis data
I. GESEKAN
1. Besi
a) kemiringan 40o
a = g x sin -k (g . cos )
= 9,8 x sin 40 – 0,4 ( 9,8 . cos 40 0
= 9,8 x 0,642782604 – 0,4 (9,8 . 0,766044443)
= 6,299318572 – 3,002844217
= 3,29
= 3,3 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,4 . 7456,26
= 2982,504 N
FN = m x g . cos
= 993,21 x 9,8 . cos 40o
= 9733,459 . 0,766044443
= 7456,26 N
b) kemiringan 30o
a = g x sin - k (g . cos )
= 9,8 x sin 30o – 0,4 (9,8 . cos 30o)
= 9,8 x 0,5 – 0,4 (9,8 . 0,866025403)
= 4,9 – 0,4 (8,487648957)
= 4,9 – 3,394819583
= 1,5 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,4 . 483,74
= 193,496 N
FN = m x g . cos
= 993,21 x 9,8 . cos 30o
= 993,21 x 9,8 . 0,866025403
= 993,21 x 8,487048957
= 483,71 N
Keterangan gambar 40o Keterangan gambar 30o
2. Kayu
a) kemiringan 40o
a = g x sin - k . (g. cos )
= 9,8 x 0,642787609 – 0,2 ( 9,8 . 0,766044443)
= 6,299318575 – 1,501447109
= 4,79 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,2 . 1474,72
= 294,94 N
FN = m x g cos
= 196,44 x 9,8 . cos 40o
= 196,44 x 9,8 x 0,766044443
= 1474,72 N
b) kemiringan 30o
a = g x sin - k (g . cos )
= 9,8 x sin 30 – 0,2 ( 9,8 . cos 30o)
= 9,8 x 0,5 – 0,2 ( 9,8 .0,866025403)
= 4,9 – 0,2 ( 8,487048949)
= 4,9 – 1,69740979
= 3,2 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,2 x 1474,72
= 294,94 N
FN = m x g . cos
= 196,44 x 9,8 . cos 30o
= 196,44 x 9,8 . 0,76604444311
= 196,44 x 7,50723554257
= 1474,72 N
Keterangan gambar 40o Keterangan gambar 30o
II. PEGAS
a. regangan
Pegas 1
- beban 1 kg
e = 0,29
- beban 2 kg
e =
Pegas 2
- beban 1 kg
e =
- beban 2 kg
e =
b. frekuensi
Pegas 1
- beban 1 kg
f =
- beban 2 kg
f =
Pegas 2
- beban 1 kg
f =
- beban 2 kg
f =
c. Konstanta
pegas 1
- beban 1 kg
k =
- beban 2 kg
k =
pegas 2
- beban 1 kg
k =
- beban 2 kg
k =
3.6 Pembahasan
Analisis perbandingan antara besar sudut berbeda, antara besi dan kayu serta antara dua permukaan lantai yang berbeda.
1. semakin besar sudut, benda semakin laju meluncur dan gaya gesek semakin rendah. Massa benda dan koefisien gesek juga mempunyai laju tidaknya benda bergerak.
2. karena massa besi lebih berat, maka saat diletakan dikemiringan apapun besi tersebut langsung meluncur. Berbeda dengan kayu yang massanya lebih ringan, saat kayu tersebut diluncurkan pada kemiringan tertentu kayu tersebut sukar untuk meluncur dikarenakan massanya lebih ringan.
3.7 Kesimpulan
A. kesimpulan gesekan
Dari data hasil pratikum yang dilakukan dapat disimpulkan:
1. semakin besar sudut kemiringan, maka benda akan semakin cepat meluncur dan gay gesek semakin rendah.
2. massa benda dan koefisien gesek benda sangat mempengaruhi besar atau kecilnya gaya gesek anatara benda dengan lantai permukaan bidang miring.
3. benda memiliki massa yang kecil akan sulit meluncur dibidang yang kemiringannya kecil.
B. kesimpulan pegas
Dari data hasil pratikum yang dilakukan dapat disimpulkan semakin besar pertambahan panjang, maka semakin kecil konstanta pegas. Begitupun dengan regangannya, semakin besar pertambahan panjang pegas maka semakin besar pula regangannya, begitu pula sebaliknya.
BAB IV
ACARA 3
MOMENTUM LINEAR
4.1. waktu dan tempat
a) Waktu
b) Tempat : Lab rekayasa dan pengujian bahan
4.2. Metode pratikum
1). Alat dan bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
a. Kelereng
b. Bola tenes, bola ping pong dan bola golf
c. Meteran
d. Stopwatch
e. Busurderajat
f. Neracaanalitik
2). Prosedur percobaan
Dalam percobaan ini, prosedur kerjanya adalah sebagai berikut:
a. Beri tanda bola/kelereng yang akan digunakan sebagai bola/kelereng pertama dan kedua.
b. Timbang bola/kelereng yang akan digunakan.
c. Tentukan titik pusat (titik 0 sumbu koordinat) tempat meletakkan bola/kelereng pertama dan tentukan jarak lempar untuk menumbuk bola/kelereng pertama. Garis antara tempat melempar dan titik pusat, anggap sebagai sumbu x.
d. Tumbuklah bola/kelereng pertama dengan cara menggelindingkan bola/kelereng kedua dan hitung waktu (dengan stopwatch) hingga kedua bola/kelereng bertumbukan.
e. Hitung waktu dari tumbukan terjadi hingga bola/kelereng pertama berhenti.
f. Ukur jarak antara titik pusat dengan tempat bola/kelereng berhenti dan ukur sudut antara garis x dengan titik akhir kedua bola/kelereng.
g. Ulangi percobaan ini dengan menggunakan dua bola jenis lain dengan jarak dan kecepatan lempar yang berbeda.
h. Ulangi percobaan dengan menggunakan dua jenis bola berbeda (boleh bola dengan kelereng atau bola-bola yang berbeda jenis).
4.3 Teori ringkas
Ketika sebuah truk peti kemas bertabrakan dengan mobil Xenia yang kecil, apakah yang menentukan kearah mana rongsokan kedua mobil itu bergerak? Atau bagaimana seseorang memutuskan untuk mengarahkan bola putih (pada bilyard) untuk menumbuk bola delapan agar masuk kedalam kantong? Untuk menjawab kedua pertanyaan tersebut, tidak dapat di terapkan Hukum Kedua Newton secara langsung. Penyelesaiannya dengan menggunakan konsep momentum dan impuls serta Hukum Kekekalan Momentum.
Momentum (p) adalah hasil kali massa m, dengan kecepatannyav.
p=mv
Karena kecepatan merupakan vector maka momentum dinyatakan dalam bentuk vector. Arah momentum adalah arah kecepatan dan besar momentum adalah p=mv. Satuan momentum adalah kgm/s.
Momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Konsep ini dikenal dengan Hukum Kekekalan Momentum.
m1v1+m2v2=m1v1’
Ketika terjadi tumbukan, gaya melonjak dari nol (saat kontak) menjadi sangat besar dalam waktu yang singkat (∆t). Gaya total yang bekerja pada benda saat tumbukan pada selang waktu ∆t disebut dengan impuls, dengan asumsi gaya total konstan.
Pada saat terjadi tumbukan, ada kemungkinan terjadi perubahan energi kinetic misalnya dihasilkan energi panas sehingga energi kinetic setelah tumbukan menjadi lebihkecil. Pada tumbukan lenting, besar energi kinetic sebelum tumbukan sama dengan besar energi kinetic setelah tumbukan. Atau dapat dinyatakan dengan:
1/2mv22_1/2mv12=1/2mv2’2_1/2mv’2
4.4 Data hasil pengamatan
1. Data hasil menimbang massa
Bahan No. bahan Massa
g kg
Bola Tenes (BT)
Kelereng (K)
Bola pingpong (BP)
Bola Golf (BG) 1
2
1
2
1
2
1
2
57,84 g
59,00 g
6,32 g
5,35 g
2,18 g
1,87 g
46,00 g
46,01 g
0,05784 kg
0,059 kg
0,00632 kg
0,00535 kg
0,00218 kg
0,00187 kg
0,046 kg
0,04601 kg
2. Data hasil percobaan tumbukan
NO Percobaan S S’ ∆t ∆t’
cm M cm m
1.
2.
3.
4.
5. BT1terhadap BT2
K1terhadap K2
BP1terhadap BP2
BG1terhadap BT2
K1 terhadap BP2 90
60
60
60
30 0,9
0,6
0,6
0,6
0,3 6
134
60
101
2 0,06
1,34
0,64
1,01
0,02 01,22 s
01,72 s
01,60 s
01,84 s
01,03 s 1,60 s
04,81 s
04,22 s
04,84 s
03,47 s 30○
21○
40○
20○
0○
BT : bola golf
BP : bola pingpong
BG : bola golf
K :kelereng
4.5 Hasil perhitungan dan analisis data
1. Besar tumbukan setiap percobaan
a. Percobaan 1: BT1 terhadap BT2
Dik : S = 90 cm→0,9 m
m = 57,84 g→0,05784 kg
v = = = 0,737704
∆t = 1, 22 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,0578 kg x 0,737704 m/s
= 0,0426kgm/s
b. Percobaan 2 : K1 terhadap K2
Dik : s = 60 cm→0,6 m
m = 6,32 g→0,00632 kg
v = = = 0,348837209 m/s
∆t = 1,22 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,00632 kg x 0,348837209 m/s
= 0,0022kgm/s
c. Percobaan 3 : BP1terhadap BP2
Dik : s = 60 cm→0,6 m
m = 2,18 g→0,00218 kg
v = = = 0,375 m/s
∆t = 1,60 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,00218 kg x 0,375 m/s
= 0,0008175kgm/s
d. Percobaan 4 : BG1terhadap BT2
Dik : s = 60 cm→0,6 m
m = 46,00 g→0,046 kg
v = = = 0,326086956 m/s
∆t = 1,84 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,046 kg x 0,326086956 m/s
= 0,015 kgm/s
e. Percobaan 5 : K1terhadap BP2
Dik : s = 30 cm→0,3 m
m = 6,32 g→0,00632 kg
v = = = 0,291262135 m/s
∆t = 1,03 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,00632 kg x 0,29162135 m/s
= 0,00184kgm/s
2. Laju benda kedua setelah tumbukan terjadi
a. Percobaan 1 : BT1terhadap BT2
Dik : s’ = 0,06 m
∆t’ = 1,60 s
cos Ó¨ = 30◦
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 30◦
= 0,0375x 0,866025403
= 0,032475952 m/s
b. Percobaan 2 : K1 terhadap K2
Dik : s’ = 1,34 m
∆t’ = 4,81
cosÓ¨ = 21○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos21
= 0,278586278 x 0,933580426
= 0,260082696 m/s
c. Percobaan 3 : BP1terhadap BP2
Dik : s’ = 0,64 m
∆t’ = 4,22 s
cos Ó¨ = 40○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 40
= 0,151658787 x 0,766044443 = 0,116177371 m/s
d. Percobaan 4 : BG1 terhadap BT2
Dik :s’ = 1,01 m
∆t’ = 9,84 s
cos Ó¨ = 20○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 20
= 0,102642276 x 0,93969262
= 0,096452189 m/s
e. Percobaan 5 : K1terhadap K2
Dik :s’ = 0,02 m
∆t’ = 3,47 s
cos Ó¨ = 0○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 0
= 0,005763688 x 1
= 0, 00576688 m/s
3. Pembuktian tumbukan lenting dengan menggunakan Hukum Kekekalan Momentum atau Hukum Kekekalan Energi
a. Percobaan 1 : BT1terhadap BT2
Dik : m1 = 0,05784
v1 = 0,7377
m2 =0,059
v1’ = 0,00578
● Hukum Kekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 =m1v1’ + m2v2’
0,05784 . 0,7377 + 0,059 . v2 = 0,05784 . 0,00578 + 0,059 . v2’
0,04266 + 0 = 0,0003343 + 0,059 . v2’
0,04266 – 0,0003343 = 0,059 v2’
0,0423257 = 0,059 v2’
v2’ =
v2’ = 0,7172
pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,04266 = 0,0003343 + 0,059 . 0,7172
0,04266 = 0,04266
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ . 0,0578 (0,7377)2 + ½ . 0,059 (0)2 = ½ 0,05784 (0,0578)2 + ½0,059v2’2
½ .0,05784 . 0,05784 . 0,053831569 + 0 = ½ . 0,05784 . 0,00083408 + ½.0,059v2’2
0,01556 = 0,000000966 + ½ 0,059 v2’2
0,01556 – 0,000000966 = 0,0295 v2’2
V2’2 =
V2’2 =
V2’ = 0,726403585
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,01556 = 0,000000966 + 0,0295 (0,726403585)2
0,01556 = 0,01556
b. Percobaan 2 : K1terhadap K2
Dik : m1 = 0,00632
v1 = 0,348837209
m2 = 0,00535
v1’ = 0,263566398
● Hukum Kekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,0632 . 0,348837209 + 0,00535 . 0 = 0,00632 . 0,263566398 + 0,00535 . v2’
0,002204651 + 0 = 0,001665739 + 0,00535 . v2’
0,002204651 – 0,001665739 = 0,00535 . v2’
0,000538912 = 0,00535 v2’
V2’ =
= 0,100731215
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00632 . 0,348837209 + 0,00535 . 0 = 0,0632 . 0,263566348 + 0,00535 . v2’
0,002204651 = 0,001665739 + 0,00535 . 0,100731215
0,002204651 = 0,002204651
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + m2v2’2
½ 0,00632 (0,348837209)2 + ½ 0,00535 (0)2 = ½ 0,00632 (0,263566398)2 + 0,00535 v2’2
½ 0,00632 . 0,121687398 + 0 = 0,000219516 + 0,00535 v2’2
0,000384532 = 0,000219516 . 0,00535 . v2’2
0,00384532 – 0,000219516 = 0,00535 v2’2
V2’2 =
=
= 0,175624918
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,00632 (0,34883709)2 + 0 = ½ 0,00632 (0,263566398)2 + 0,00535 v2’2
0,000384532 = 0,0002195 + 0,00535 (0,175624918)2
0,000384532 = 0,00034532
c. Percobaan 3 : BP1terhadap BP1
Dik :m1= 0,00218
v1 = 0,375
m2 = 0,00187
v1’ = 0,122694536
● HukumKekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00218 . 0,375 + 0,00187 . 0 = 0,0018 . 0,122694536 + 0,00187 . v2’
0,0008175 = 0,000267474 + 0,00218 v2’
0,0008175 – 0,000267474 = 0,00218 v2’
0,000550026 = 0,00218 v2’
V2’ =
= 0,252305504
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00218 . 0,375 + 0,00187 . 0 = 0,000267474 . 0,00218 + 0,252305504
0,0008175 = 0,0008175
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,00218 (0,375) + ½ 0,00187 . (0)2 = ½ 0,00218 (0,122694536)2 + ½ 0,00218 v2’2
½ 0,00218 . 0,1400250 + 0 = ½ 0,0028 . 0,015053949 + 0,00218 v2’2
0,000153281 = 0,000016408 + 0,00218 v2’2
0,000153281 – 0,000016408 = 0,00218 v2’2
0,000136873 = 0,00218 v2’2
V2’2 =
=
= 0,250570907
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22= ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,000153281= 0,000016408 + 0,00218 (0,250570907)
0,000153281 = 0,000153281
d. Percobaan 4 : BG1terhadap BT1
Dik :: m1 = 0,04601
v1 = 0,326086956
m2 = 0,059
v1’ = 0,097618605
● HukumKekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,04601 . 0,326086956 + 0,059 . 0 = 0,0601 . 0,097618605 + 0,059 v2’
0,01500326 + 0 = 0,004491432 + 0,059 v2’
0,01500326 – 0,00449191432 = 0,059 v2’
0,010511825 = 0,059 v2’
v2’ =
= 0,178166525
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,01500326 = 0,004491432 + 0,059 . 0,178166525
0,01500326 = 0,01500326
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,04601 (0,326086956)2 + ½ 0,059 (0)2 = ½ 0,0601 (0,097618605)2 + 0,059 v2’
½ 0,04601 . 0,106332702 + 0 = ½ 0,04601 . 0,009529392 +0,059v2’2
0,002446183 – 0,000219223 = 0,059 v2’2
0,00222696 = 0,059 v2’2
V2’2 =
V2’2 =
V2’ = 0,194280942
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,002446183 = 0,000219223 + 0,059 (0,194280942)2
0,002446183 = 0,002446183
e. Percobaan 5 : K1 terhadap BP2
Dik :m1 = 0,00632
v1 = 0,291262135
m2 = 0,00187
v1’ = 0,005762976
● HukumKekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00632 . 0,291262135 + 0,00187 . 0 = 0,00632 . 0,005762976 + 0,00187 v2’
0,001840776 + 0 = 0,000036422 + 0,00187 v2’
0,001840776 – 0,000036422 = 0,00187 v2’
0,00180435 = 0,00187 v2’
V2’ =
= 0,964895187
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,001840776 = 0,000036422 + 0,00187 . 0,964895187
0,001840776 = 0,001840776
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,00632 (0,291262135)2 + ½ 0,00187 (0)2 = ½ 0,00632 (0,005762976)2 + ½ 0,00187 v2’25
½ 0,00632 . 0,084833631 + 0 = ½ 0,0063 . 0,000033211 + 0,000093 v2’2
0,0000268074 – 0,000000104 = 0,0000935 v2’2
0,00026797 = 0,0000935
V2’2 =
V2’2 =
V2’= 1,692923302
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,0000268074= 0,000000104 + 0,0000935 (1,692923302)2
0,0000268074 = 0,0000268074
4.6 Pembahasan
Massa benda berbanding lurus dengan kecepatan benda, sehingga semakin besar massa suatu benda, maka semakin besar momentum/tumbukan yang dihasilkannya.
Gaya yang diberikan pada benda saat akan menumbuk suatu benda yang dalam keadaan diam akan sangat mempengaruhi seberapa jauh bola akan melenting. Selain itu permukaan benda yang dipakai dalam percobaan juga menjadi salah satu factor yang mempengaruhi sejauh mana benda akan menggelinding setelah tumbukan.
Jika permukaan benda tidak rata maka kelajuan benda setelah tumbukan kemungkinan akan bertambah cepat benda tersebut melenting, jika permukaannya sedikit menurun dan juga sebaliknya benda bisa bergerak agak lambat atau berhenti bila permukaannya naik atau menanjak.
4.7 Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa massa benda berbanding lurus dengan kecepatan benda, sehingga semakin besar massa suatu benda, maka semakin besar momentum/tumbukan yang dihasilkannya.
Gaya yang diberikan pada benda saat akan menumbuk benda yang dalam keadaan diam akan sangat beprengaruh terhadap kelajuan benda tersebut, seberapa jauh bola akan melenting. Selain itu permukaan benda yang dipakai dalam percobaan juga menjadi salah satu factor yang mempengaruhi sejauh mana benda akan menggelinding setelah tumbukan. Jika permukaan benda rata maka kelajuan benda setelah tumbukan kemungkinan akan bertambah cepat menggelinding, sebaliknya jika permukaan benda tidak rata maka benda tersebut bergerak/bergulir agak lambat.
Momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Ini dapat dibuktikan dengan rumus :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
Pengaruh massa dan jenis bola/kelereng terhadap besar tumbukan dan laju setelah tumbukan. Dapat dilihat dari rumus :
p = mv
BAB V
ACARA IV
FLUIDA
5.1 Waktu dan Tempat
a. Waktu :
b. Tempat: Lab.rekayasa dan pengujian bahan
5.2 Metode pratikum
a. Alat
- Gelas ukur
- Gelas piala
- Neraca analitik
- Pipet kecil dan besar
b. Bahan
- Contoh uji kayu ukuran 1 x 1 x 10 cm
- Bola golf
- Kelereng
- Air bersih
Prosedur pratikum
A. Massa jenis relative
a. Ambil contoh uji kayu berukuran 1 x 1 x 10 cm.
b. Masukkan ke dalam gelas piala yang telah di isi air setengahnya.
c. Amati berapa bagian kayu yang mengapung.
B. Prinsip Archimedes
a. Isi gellas ukur dengan air hingga setengah volemenya (tepat di skala gelas).
b. Masukkan satu gelas kelereng dan amati air dalam gelas ukur.
c. Tambahkan satu per satu kelereng hingga berjumlah 10 butir dan catat perubahan ketinggian air dalam gelas ukur setiap penambahan satu kelereng.
d. Ulangi percobaan yang sama dengan menggunakan bola golf.
e. Tambahkan satu persatu bola golf hingga berjumlah 3 buah dan catat perubahan ketinggian air dalam gelas ukur setiap penambahan satu bola golf.
5.3 Teori ringkas
a. Keterapungan (buoyancy)
Keterapungan adalah sebuah fenomena umum : yaitu sebuah benda yang dicelupkan ke dalam air Nampak memiliki berat yang lebih ringan daripada saat berada di udara. Ketika benda memiliki kerapatan yang lebih kecil dari kerapatan air, maka benda tersebut akan terapung di dalam air. Tubuh manusia umumnya terapung di dalam air dab balon berisi gas helium terapung di udara.
Prinsip Archimides menyatakan : ketika senuah benda seluruhnya atau sebagian dimasukkan ke dalam zat, cairan akan memberikan gaya ke atas pada benda setara dengan berat cairan yang dipindahkan benda.
Seluruh fluida berada dalam kesetimbangan, sehingga jumlah semua komponen –y dan gaya pada bagian fluida ini adalah nol. Karena itu jumlah komponen –y gaya permukaan yaitu gaya ke atas harus sama dengan besar gaya berat mg fluida di bawah permukaan. Gaya ke atas ini disebut dengan gaya apung (buoyant force).
Benda yang mempunyai kerapatan rata-ratanya lenih kecil dari kerapatan cairan, dapat terapung dengan sebagian tenggelam dibwah permukaan cairan. Semakin besar kerapaatan cairan maka semkain sedikit bagian benda yang tenggelam , sebaliknya semakin besar kerapatan cairan maka semakin besar bagian benda yang tenggelam. Prinsip archimides ini dapat digunakan untuk menduga kerapatan kayu yang ada didalam air dan juga diguanakan untuk memutuskan apakah log-log yang ada di hulu sungai akan dibawa ke hilir dengan menggunakan pontoon atau rakit.
Prinsip Archimedis ini juga dapat digunakan untuk mengukur volume benda yang bentuknya tidak beraturan sehingga tidak dapat ditentukan dengan menggunakan alat ukur dimensi. Volume benda yang diukur sebanding dengan berat air yang berpindah. Karena kerapatan air adalah 1g/cm3, maka volume benda sebanding dengan volume air yang berpindah.
5.4 Data hasil Pengamatan
1. Tabel Data
a. Hasil Pengamatan Uji Kayu
No. Massa
(gr) Panjang kayu terendam
(cm) Panjang awal (cm) Volume air awal (ml) Volume air sesudah (ml) Selisih
(ml)
1. 3,53 2,9 10 100 110 10
2. 3,81 3,5 10 110 120 10
3. 3,31 3,3 10 120 125 5
4. 3,73 3,4 10 125 130 5
Jumlah 30ml
b. Hasil Pengamatan Bola Golf
No. Massa
(gr) Volume air awal (ml) Volume air sesudah (ml) Selisih
(ml)
1. 45,92 250 290 40
2. 45,84 290 330 40
3. 45,88 330 370 40
Jumlah 120
c. Hasil Pengamatan Kelereng
No. Massa
(gr) Volume air awal (ml) Volume air sesudah (ml) Selisih (ml)
1. 5,70 50 53 3
2. 5,46 53 55 2
3. 5,33 55 57 2
4. 5,63 57 59 2
5. 5,37 59 61 2
6. 5,80 61 64 3
7. 5,64 64 66 2
8. 5,19 66 68 2
9. 5,71 68 70 2
10. 5,37 70 72 2
Jumlah 22
5.5 Hasil perhitungan dan analisis data
1. Tentukan massa jenis relative kayu dan ketidakpastiannya !
A. Perhitungan pada kayu
Rumus :
Massa jenis relative kayu
Ketidakpastian =
a. Kayu 1
Massa jenis relative kayu
= 2,9 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 29
b. Kayu 2
Massa jenis relative kayu
= 3,5 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 34 = 0, 35
1
c. Kayu 3
Massa jenis relative kayu
= 3,3 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 33
d. Kayu 4
Massa jenis relative kayu
= 3,4 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 34 = 0, 34
1
b. Ketidakpastian =
c. Analisis :
Berdasarkan percobaab dari uji kayu yang dilakukan, didapat suatu hasil dan dapat dipastikan bahwa percobaan ini sesuai dengan prinsip Archimedes. Hal ini dilihat dari volume air yang semakin meningkat pada saat dimasukkan kayu dan hasil yang telah ada.
Sedangkan perhitungan ketidakpastian pada kayu hasilnya 0 , yang berarti valid.
B. Perhitungan Bola Golf
a. Volume Bola Golf
No. Massa (gr) Volume (ml)
1. 42,92 40
2. 45,84 40
3. 45,88 40
Jumlah 120
Rumus :
Volume semua bola golf = volume akhir - volume awal
= 370 ml - 250 ml
= 120 ml
b. Ketidakpastian =
=
=
= S kayu
= Skayu
= Skayu = 0
Analisis :
Pada percobaan yang telah dilakukan, dapat dipastikan kalau percobaan pada bola golf ini merupakan prinsip Archimedes, hal ini dilihat dari volume air yang bertambah setelah dimasukkan bola golf. Dan setelah dihitung kepastiannya hasilnya adalah 0, yang berarti valid.
C. Perhitungan kelereng
volume kelereng
No. Massa (gr) Volume (ml)
1. 5,70 3
2. 5,46 2
3. 5,33 2
4. 5,63 2
5. 5,37 2
6. 5,86 3
7. 5,64 2
8. 5,19 2
9. 5,71 2
10. 5,37 2
Jumlah 22
Volume semua kelereng = volume akhir - volume awal
= 72 ml - 50 ml
= 22 ml
a. Ketidakpastian =
=
=
=S kayu
= Skayu
= Skayu = 0,42
b. Analisis :
Pada percobaan yang telah dilakukan, dapat dipastikan kalau percobaan pada bola golf ini merupakan prinsip Archimedes, hal ini dilihat dari volume air yang bertambah setelah dimasukkan bola golf. Dan setelah dihitung kepastiannya hasilnya adalah 0, yang berarti valid.
5.6 Pembahasan
Pada percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat dan disesuaikan, bahwa semua percobaan dari pengamatan uji kayu, dan percobaan memasukkan kelereng dan bola golf ke dalam gelas ukur yang berisi air atau fluida, dapat dinyatakan bahwa percobaan ini sesuai dengan prinsip Archimedes, yaitu jika benda dimasukkan ke dalam zat cair , maka benda tersebut akan memindahkan volumenya kepada zat cair tersebut.
Ketidakpastian pada tiap – tiap percobaan dan hasil yang dicapai dan analisis percobaan:
Kayu : dari hasil perhitungan massa jenis relative kayu dapat di lihat bahwa nilai massa jenis relatif kayu lebih kecil dari pad kerapatan air yang menyebabkan banyak bagian kayu yang terapung. Dari perhitungan ketidak pastiannya di dapatkan 2,886. ini kemungkinan tingkat ketelitian pengukuran kurang akurat.
Bola golf :Pada percobaan yang dilakukan dengan menggunakan bola golf memiliki hasil dari ketidakpastian yaitu 0, yang berarti valid , hal ini menunjukkan kalau data ini benar atau sesuai dengan pengamatan yang telah dilakukan.
Dan pada percobaan ini, bola yang dimasukkan ke dalam air tenggelam, hal ini disebabkan oleh kerapatan air yang lebih besar daripada kerapatan benda.
Kelereng :Pada percobaan yang dilakukan dengan menggunakan kelereng didapat hasil dari ketidakpastian, yaitu 0,42 , yang berarti tidak valid, hal ini dikarenakan adanya data yang kami amati tidak sesuai dengan hasil pengamatan yang kami amati, atau terjadi selisih angka dalam menentukan volumenya.
Dan pada percobaan ini telah kami amati kalau kelereng yang dimasukkan ke dalam air, tenggelam , hal ini dikarenakan kerapatan air lebih kecil daripada kerapatan benda.
5.7 Kesimpulan
Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam suatu zat cair, maka zat cair tersebut akan memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, dimana besarnnya gaya yang naik ke atas sama dengan berat zat cair yang dipindahkan benda.
Kejadian ini sesuai dengan prinsip Archimedes
Volume air yang naik, sama dengan volume benda yang dimasukkan ke dalam air tersebut, tetapi benda yang tercelup sebgaian, maka volume yang tumpah sama dengan volume dari bagian benda yang tercelup ke dalam air.
BAB VI
KESIMPULAN UMUM DAN SARAN
6.1 Kesimpulan umum
Mahasiswa dapat mampu melakukan pengukuran dengan benar terhadap berbagai bentuk contoh uji dengan menggunakan alat ukur, menentukan ketidakpastian serta menganalisis dan menuliskan hasil pengukuran dengan benar.
Mahasiswa mampu menentukan gaya gesek kinetic pada berbagai bidang gesek dan gerak harmonis sederhana serta memahami konsep-konsep dasar Mekanika (Hukum-hukum Newton )
Mahasiswa mampu menentukan besar momentum linier berbagai benda dan membuktikan hukum Kekekalan Momentum/Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
Mahasiswa mampu mengukur massa jenis relative suatu benda, menerapkan prinsip Archimedes dan kapilaritas.
6.2 saran
- Sebaiknya setiap asisten partikum menguasai materi pratikum yang disampaikan.
- Sebaiknya asisten selalu mendampingi peserta selama pratikum berjalan.
BAB VII
DAFTAR PUSTAKA
Fisika jilid 1 Edisi kelima. Giancoli, DC. 2001. Penerbit Elangga, Jakarta.
Fisika Universitas. Jilid 1, Edisi kesepuluh. Young, HD dan RA. Freedman. 2002 Penerbit Erlangga, Jakarta.
Wardhani, I.Yuniar. (2011). Penuntun Pratikum fisika. Lab. Rekayasa dan pengujian bahan. Fakultas Kehutanan Universitas Mulawarman. Samarinda
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Fisika adalah ilmu yang mempelajari benda-benda serta fenomena dan keadaan yang terkait dengan benda-benda tersebut. Untuk menggambarkan suatu fenomena yang terjadi atau dialami suatu benda, maka didefinisikan berbagai besaran-besaran fisika. Besaran-besaran fisika ini misalnya panjang, jarak, massa, waktu, gaya, kecepatan, temperatur, intensitas cahaya, dan sebagainya. Terkadang nama dari besaran-besaran fisika tadi memiliki kesamaan dengan istilah yang dipakai dalam keseharian, tetapi perlu diperhatikan bahwa besaran-besaran fisika tersebut tidak selalu memiliki pengertian yang sama dengan istilah-istilah keseharian. Seperti misalnya istilah gaya, usaha, dan momentum, yang memiliki makna yang berbeda dalam keseharian atau dalam bahasa-bahasa sastra. Misalnya, “Anak itu bergaya di depan kaca”, “Ia berusaha keras menyelesaikan soal ujiannya”, “Momentum perubahan politik sangat tergantung pada kondisi ekonomi negara”. Besara-besaran fisika didefinisikan secara khas, sebagai suatu istilah fisika yang memiliki makna tertentu. Terkadang besaran fisika tersebut hanya dapat dimengerti dengan menggunakan bahasa matematik, terkadang dapat diuraikan dengan bahasa sederhana, tetapi selalu terkait dengan pengukuran (baik langsung maupun tidak langsung). Semua besaran fisika harus dapat diukur, atau dikuatifikasikan dalam angka-angka. Sesuatu yang tidak dapat dinyatakan dalam angka-angka bukanlah besaran fisika, dan tidak akan dapat diukur.
Mengukur adalah membandingakan antara dua hal, biasanya salah satunya adalah suatu standar yang menjadi alat ukur. Ketika kita mengukur jarak antara dua titik, kita membandingkan jarak dua titik tersebut dengan jarak suatu standar panjang, misalnya panjang tongkat meteran. Ketika kita mengukur berat suatu benda, kita membandingkan berat benda tadi dengan berat benda standar. Jadi dalam mengukur kita membutuhkan standar sebagai pembanding besar sesuatu yang akan diukur. Standar tadi kemudian biasanya dinyatakan memiliki nilai satu dan dijadian sebagai acuan satuan tertentu. Walau kita dapat sekehendak kita menentukan standar ukur, tetapi tidak ada artinya bila tidak sama di seluruh dunia, karena itu perlu diadakan suatu standar internasional. Selain itu standar tersebut haruslah praktis dan mudah diproduksi ulang di manapun di dunia ini. sistem standar internasional ini sudah ada, dan sekarang dikenal dengan Sistem Internasional (SI).
Terkait dengan SI, terdapat satuan SI. Antara besaran fisika yang satu dengan besaran fisika yang lain, mungkin terdapat hubungan. Hubungan-hubungan antara besaran fisika ini dapat dinyatakan sebagai persamaan-persamaan fisika, ketika besaran-besaran tadi dilambangkan dalam simbol-simbol fisika, untuk meringkas penampilan ersamaannya. Karena besaran-besaran fisika tersebut mungkin saling terkait, maka tentu ada sejumlah besaran yang mendasari semua besaran fisika yang ada, yaitu semua besaran-besaran fisika dapat dinyatakan dalam sejumlah tertentu besaran-besaran fisika, yang disebut sebagai besaran-besaran dasar.
Terdapat tujuh buah besaran dasar fisika (dengan satuannya masing-masing)
1. panjang (meter)
2. massa (kilogram)
3. waktu (sekon)
4. arus listrik (ampere)
5. temperatur (kelvin)
6. jumlah zat (mole)
7. intensitas cahaya (candela)
1.2 Tujuan
Pembuatan laporan Praktikum Fisika Dasar ditujukan agar mahasiswa dapat belajar untuk mengemukakan pendapat/berkomunikasi dengan tulisan Laporan Praktikum Fisika Dasar melatih mahasiswa agar dapat menganalisis hasil praktikum dan membuat perhitungan untuk menentukan besaran Fisika, mengetahui beberapa besaran dari percobaan, menganalisa kesalahan dan akhirnya membuat kesimpulan secara keseluruhan.
BAB II
ACARA I
PENGUKURAN
2.1 Waktu dan tempat
a) Waktu : 23 mei 2011
b) Tempat : Lab. Rekayasa dan pengujian bahan
2.2 Metode pratikum
Alat dan bahan
1. jangka sorong
2. micrometer sekrup
3. meteran
4. mistar/penggaris
5. phi-band
6. Neraca analitik
7. contoh kayu berbagai bentuk ukuran
8. potongan paralon
Prosedur percobaan
1. Membandingkan hasil pengukuran penggaris, kaliper dan micrometer sekrup.
a) timbang contoh uji kayu (boleh memakai kayu 2x2x2 cm atau 2x2x10 cm, atau keduanya) dengan mengunakan neraca sebanyak lima kali untuk tiap contoh uji.
b) Ukur dimensi setiap contoh uji dengan menggunakan penggaris, kaliper dan micrometer sekrup. Ulangi setiap pengukuran sebanyak lima kali.
c) Catat semua data yang didapat.
2. Mengukur diameter silinder.
a) Ukur diameter luar dan diameter dalam silinder dengan menggunakan kalipe. Lakukan pengukuran sebanyak lima kali.
b) Ulangi pengukuran diameter luar silinder dengan menggunakan meteran dan lakukan sebanyak lima kali.
c) Timbang massa silinder dengan menggunakan neraca dan lakukan sebanyak lima kali.
3. Mengukur diameter batang.
a) Ukur diameter batang yang disediakan dengan menggunakan phi-band dan meteran.
b) Ulangi pengukuran sebanyak lima kali pada titik-titik pengukuran yang berbeda.
2.3 Teori ringkas
Pengukuran besaran fisis banyak dilakukan di dalam ilmu pengetahuan dan teknologi, misalnya jarak, massa, waktu, tekanan dan sebagainya. Akurasi hasil suatu pengukuran tergantung pada alat yang digunakan dan kemampuan serta ketelitian dalam menggunakan alat.
Pengukuran yang akurat merupakan bagian yang penting dari fisika. Tetapi tidak ada pengukuran yang benar benar tepat. Setiap pengukuran selalu memiliki ketidakpastian. jika anda mengukur ketebalan sampul sebuah buku dengan menggunakan mistar biasa, hasil pengukuran hanya dapat diandalakan kebenarannya sampai pada milimeter terdekat. Misalnya hasil pengukuran anda adalah 3 mm. Pernyataan hasil pengukuran ini sebagai 3,00 adalah salah; karena keterbatasan alat ukur yang digunakan. Anda dapat mengatakan bahwa ketebalan sebenarnya adalah 3,00 mm, 2,85mm atau 3,11 mm. Tetapi jika anda mengukur ketebalan tersebut dengan menggunakan mikrometer sekrup yaitu suatu alat yang dapat mengukur dengan ketelitian hingga 0,01 mm, hasil pengukurannya adalah 2,91 mm. Perbedaan antara kedua hasil penggukuran tersebut adalah pada ketidakpastian pengukuran. Pengukuran dengan mikrometer memiliki ketidakpastian yang lebih kecil dan menghasilkan suatu pengukuran yang lebih akurat.
Ketika menyatakan hasil pengukuran, penting juga untuk manyatakan ketepatan atau perkiraan ketidakpastian pada pengukuran tersebut. Sebagai contoh, hasil pengukuran lebar papan adalah 5,2 ± 0,1 cm. Hasil ± 0,1 cm (“kurang lebih 0,1 cm”) menyatakan perkiraan ketidakpastianpada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya paling mungkin berada diantara 5,1 dan 5,3.
Jika ketidakapstian suatu nilai terukur tidak dinyatakan secara ekspilit, maka ketidakpastian dianggap satu atau dua satuan dari digit terakhir yang diberikan. Sebagai contoh, jika lebar papan dinyatakan 5,2 cm, ketidakpastian dianggap 0,1 cm (atau 0,2 cm), tetapi tidak ditulis 5,20 cm, karena ini menyatakan ketidakpastian 0,01 cm; dianggap bahwan lebar papan tersebut mungkin antara 5,19 – 5,21 cm.
Pada banyak kasus, ketidakpastian dari suatu bilangan tidak dicantumkan secara ekspilit. Sebaliknya , ketidakpastian dinyatakan dengan banyaknya angka-angka penuh arti atau angka signifikan, dalam nilai terukur. Ketebalan sampul buku sebesar 2,91 mm memiliki tiga buah angka signifikan, dalam nilai terukur. Ketebalan sampul buku sebesar 2,91 mm memiliki tiga buah angka signifika, tetapi ketidakpastiannya sekitar 1 km. Telah menjadi kelaziman bahwa nilai ketidakpastian taksiran diambil sebagai setengah dari skala terkecil alat denagn tingkat kepercayaan 100%.
Jika pengukuran dilakukan berulang, maka yang dipakai adalah nilai rataan sedangkan ketidakpastiannya adalah nilai simpangan baku. Hasil pengukuran dari semua ulangan ditulis dengan :
± Sx
Dengan adalah nilai rataan dan Sx adalah nilai simpangan baku.
Banyaknya angka yang harus dituliskan tergantung pada nilai ketidakpastiannya. Aturan pembulatan suatu angka sebagai berikut :
a) jika angka awal yang akan dihilangkan kurang dari 5, maka bilangan tersebut dibulatkan kebawah.
b) Jika angka awal yang akan dihilangkan lebih dari 5, maka bilangan tersebut dibulatkan keatas.
c) Jika angka awal yang akan dihilangkan sama dengan 5, maka usahakan agar angka sebelumnya menjadi genap.
2.4 Data hasil pengamatan
1. Perbandingan hasil pengukuran penggaris, kaliper dan mikrometer sekrup.
a) Data hasil timbang uji kayu ukuran 2x2x2 cm.
Penggulangan Berat (g)
1 3,24 g
2 3,24 g
3 3,24 g
4 3,23 g
5 3,23 g
Rata - rata 3,24 g
b) Data hasil pengukuran dimensi uji kayu 2x2x2 cm.
Pengulangan Penggaris (cm) Kaliper (mm) Mikrometer sekrup (mm)
1 2,1 cm 21,90 mm 21,33 mm
2 2,1cm 21,70 mm 21,39 mm
3 2,1 cm 21,90 mm 21,37 mm
4 2,1 cm 21,90 mm 21,35 mm
5 2,1 cm 21,90 mm 21,36 mm
Rata rata 2,1 cm 21,90 mm 21,36 mm
2. Mengukur diameter silinder.
a) Data pengukuran diameter luar dan dalam pada paralon menggunakan kaliper.
- Paralon kecil.
Pengulangan Diameter luar Diameter dalam
1 42,25 mm 37,20 mm
2 42,20 mm 37,20 mm
3 42,20 mm 37,30 mm
4 42,10 mm 37,30 mm
5 42,15 mm 37,20 mm
Rata - rata 42,20 mm 37,20 mm
- Paralon besar
Pengulangan Diameter luar Diameter dalam
1 76,70 mm 74,40 mm
2 76,85 mm 74,90 mm
3 76,86 mm 75,15 mm
4 76,40 mm 74,20 mm
5 76,80 mm 74,85 mm
Rata - rata 76,72 mm 74,70 mm
b) Data pengukuran diameter luar pada paralon menggunakan meteran.
- paralon kecil
Pengulangan Diameter luar
1 4,40 cm
2 4,50 cm
3 4,45 cm
4 4,52 cm
5 4,52 cm
Rata - rata 4,47 cm
- paralon besar
pengulangan Diameter luar
1 7,93 cm
2 7,92 cm
3 7,92 cm
4 7,92 cm
5 7,92 cm
Rata - rata 7,92 cm
c) Data hasil penimbangan massa silinder paralon.
Penggulangan Paralon kecil Paralon besar
1 45,97 g 27,97 g
2 45,95 g 27,97 g
3 45,95 g 27,99 g
4 45,95 g 27,97 g
5 45,95 g 27,97 g
Rata - rata 45,95 g 27,97 g
3. Mengukur diameter batang mengunakan meteran.
Pengulangan Kayu A Kayu B Kayu C
1 9,8 cm 11,7 cm 14,33 cm
2 9,8 cm 11,5 cm 14,40 cm
3 9,7 cm 11,5 cm 14,42 cm
4 9,6 cm 11,5 cm 14,45 cm
5 9,7 cm 11,5 cm 14,46 cm
Rata - rata 9,72 cm 11,5 cm 14,41 cm
2.5 Hasil perhitungan dan analisis data
1. a. Pehitungan massa, dimensi dan ketidakpastian.
- massa kayu
Massa rata rata kayu = = 3,24 g
- Dimensi kayu
Dimensi rata-rata kayu =
- ketidakpastian (simpangan baku)
Simpangan baku massa kayu.
± Sx = 3,24 ± 0,08
b. Perhitungan massa jenis, ketidakpastian (penggaris, kaliper, mikrometer sekrup).
Pengukuran berulang
Penggaris
- massa jenis =
-simpangan baku
Kaliper
- massa jenis
-simpangan baku
Mikrometer sekrup
- massa jenis =
-simpangan baku
Pengukuran tunggal
Penggaris
± (1/2 x nst)
0,35 ± 0,025
Kaliper
± (1/2 x nst)
0,304 ± 0,025
Mikrometer sekrup
± (1/2 x nst)
0,33 ± 0,005
Alat ukur Pengukuran tunggal Pengukuran berulang
Penggaris 0,35 ± 0,025 0,35 ± 0
Kaliper 0,304 ± 0,025 0,304 ± 0,08
Mikrometer sekrup 0,33 ± 0,005 0,33 ± 2,73
c. Perhitungan massa jenis kayu nilai rata – rata, dimensi dan ketidakpastian. (penggaris,
kaliper, mikrometer sekrup)
- massa jenis =
- dimensi rata -rata
Dimensi rata-rata kayu =
-simpangan baku
d. perbandingan akurasi
Alat ukur Massa jenis Diameter
Penggaris 0,35 ± 0 2,1 cm ± 0
Kaliper 0,304 ± 0,08 21,90 mm ± 0,08
Mikrometer sekrup 0,33 ± 2,73 21,36 mm ± 2,73
2. a. Perhitungan massa rata rata dan ketidakpastian silinder luar dan dalam.
- massa silinder kecil
Massa rata rata silinder = = 45,95g
- massa silinder besar
Massa rata rata silinder =
- ketidakpastian (simpangan baku) kaliper.
Simpangan baku diameter luar
Simpangan baku diameter dalam
- ketidakpastian (simpangan baku) meteran.
Simpangan baku diameter luar
b. Menentukan massa jenis silinder, nilai rata-rata dan ketidakpastan.
- Massa jenis silinder kecil.
Volume paralon = cm3
Massa jenis =
- Massa jenis silinder besar.
Volume paralon = cm3
Massa jenis =
- ketidakpastian (simpangan baku)
Paralon kecil
Paralon besar
Pengukuran tunggal
Kaliper
± (1/2 x nst)
0,35 ± 0,025
Meteran
± (1/2 x nst)
0,304 ± 0,025
Alat ukur Pengukuran tunggal Pengukuran berulang
Kaliper 42,25 mm ± 0,025 42,20 mm ± 0,05
Meteran 4,40 cm ± 0,025 4,47 cm ± 0,5
c. perbandingan akurasi
Alat ukur Diameter
Kaliper 42,20 mm ± 0,05
Meteran 4,47 cm ± 0,5
3. a. Menentukan Diameter batang rata-rata dan ketidakstiannya.
- Kayu A
Diameter rata rata
Diameter rata-rata=
Simpangan baku
- Kayu B
Diameter rata rata
Diameter rata-rata=
Simpangan baku
- Kayu C
Diameter rata rata
Diameter rata-rata=
Simpangan baku
Bahan ± Sx
Kayu A 9,72 cm ± 0,0866
Kayu B 11,5 cm ± 0,1
Kayu C 14,41 cm ± 0
2.6 Pembahasan
Analisis hasil perhitungan ketidakpastian alat alat ukur penggaris, kaliper, dan mikrometer sekrup.
1. Penggaris
2,1 cm ± 0 = + 2,1 cm
- 2,1 cm
Hasil pengukuran lebar menggunakan penggaris adalah 2,1 cm ± 0 cm. hasil ± 0 cm menyatakan perkiraan ketidakpastian pada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya tepat berada di 2,1 cm.
2. Kaliper
21,90 mm ± 0,08 = +21,98
- 21,82
Hasil pengukuran lebar menggunakan kaliper adalah 21,90 mm ± 0,08 mm. hasil ± 0,08 mm menyatakan perkiraan ketidakpastian pada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya paling mungkin berada di antara 21,82 dan 21,98.
3. mikrometer sekrup
21,36 mm ± 2,73 = +24,09
- 18,63
Hasil pengukuran lebar menggunakan mikrometer sekrup adalah 21,36 mm ± 2,73 mm. hasil ±2,73 mm menyatakan perkiraan ketidakpastian pada pengukuran ini, sehingga lebar sebenarnya paling mungkin berada di antara 24,09 dan 18,63.
2.7 Kesimpulan
Dari hasil data pengukuran yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa setiap alat ukur yang di gunakan dalam percobaan di dapatkan tingkat ketelitian yg paling akurat antara penggaris kaliper, dan mikrometerskrup adalah mikrmeterskrup. Dimana nilainya berkisar antara 24,09 dan 18,63. hal ini membuktikan bahwa, tingkat ketelitiannya lebih akurat.
BAB III
ACARA II
MEKANIKA
3.1 Waktu dan tempat
c) Waktu
d) Tempat : Lab. Rekayasa dan pengujian bahan
3.2 Metode pratikum
Alat dan bahan.
1. Bidang miring dan alasnya
2. Contoh kayu dan besi
3. Busur derajat
4. Pegas berbagai ukuran
5. Beban pemberat ( batu timbangan )
6. Stopwatch
7. Mistar / Penggaris
8. Neraca analitik
Prosedur percobaan
1. Gesekan
a. Ukur besar sudut kemiringan () sebesar 30 °.
b. Ukur jarak tempuh (x) yang diingginkan.
c. Timbang massa (m) contoh uji besi.
d. Luncurkan contoh uji besi dari jarak yang telah ditentukan dan catat waktu tempuh (t) hingga contoh uji mencapai lantai. Ulangi percobaan sebanyak tiga kali.
e. Lakukan percobaan yang sama dengan menggunakan contoh uji kayu.
f. Ganti lantai luncur dengan bahan laindan ulangi percobaan yang sama.
g. Ulangi semua percobaan dengan menggunakan sudut kemiringgan sebesar 45°.
2. Pegas ( getar selaras)
a. Gantungkan pegas pada statif dan ukur panjangnya sebagai panjang awal (x˳)
b. Gantungkan beban pada pegas, kemudian ukur panjangnya (x1)
c. Tarik beban ke bawah kemudian lepaskan, maka akan terjadi getaran selaras.
d. Catat waktu yang diperlukan untuk mencapai 15 kali getaran.
e. Ulangi percobaan dengan mengganti pegas dan beabn.
3.3 Teori ringkas
1. Gesekan pada bidang miring.
Gesekan ada di antara dua permukaan benda padat karena permukaan yang paling licin pun sebenarnya sangat kasar dalam skala mikroskopis. Ketika sebuah benda bergerak sepanjang permukaan, maka gaya gesekan kinetik bekerja dengan berlawanan arah terhadap kecepatan benda. Besar gaya gesekan kinetik tergantung pada jenis kedua permukaan yang bersentuhan. Untuk suatu permukaan tertentu, eksperimen menunjukan bahwa gaya gesekan kira – kira sebanding dengan gaya normal antar kedua permukaan, yang merupakan gaya yang diberikan benda-benda tersebut satu sama lain, dan tegak lurus terhadap permukaan sentuhnya.
Jenis gesekan yang bekerja ketika sebuah benda meluncur diatas suatu permukaan disebut gaya gesekan kinetik Ffr. Besarnya gaya geseken kinetik biasanya meningkat ketika gaya normal nya meningkat. Secara matematis ditulis sebagai :
Ffr = µk FN
Dengan:
Ffr : gaya gesekan kinetik
µk : koefisien gesekan kinetik
FN : gaya normal
Sebuah benda yang diam yang terletak di atas permukaan seperti lantai atau meja, akan tetap diam jika tidak ada gaya horizontal yang diberikan (ingat hukum newton I). jika diberi gaya horizontal tetapi benda belum bergerak. Hal ini terjadi karena gaya lain yang menahan benda sehingga benda tersebut belum bergerak. Gaya yang menahan tersebut dikenal dengan gaya gesek statik. Jika benda di dorong lebih kuat, maka akhirnya benda tersebut akan bergerak dan kinetik mengambil alih. Pada saat ini, gaya yang diberikan telah melampaui gay gesek statik maksimum, yang dinyatakan dengan :
Fmaks = µs FN
Dengan µs adalah koefisien gesekan statik.
Karena gaya gesekan statik bervariasi dari 0 sampai nilai maksimum, maka :
Ffr ≤ µs FN
Koefisien gesekan beberapa benda dicantumkan pada tabel 1 yang merupakan angka perkiraan.
Permukaan Koef. Gesekan statik, µs Koef. Gesekan kinetik, µk
Kayu pada kayu 0,4 0,2
Es pada es 0,1 0,03
Logam pada logam (dilumasi) 0,15 0,07
Baja pada baja (dilumasi) 0,7 0,6
Karet pada beton kering 1,0 0,8
2. Getar selaras
Sebuah benda yang bergerak bolak balik pada lintasan yang tetap melaui sebuah titik yang disebut titik setimbang maka dikatakan benda tersebut mangalami getaran atau gerak selaras. Contohnya adalah pegas yang diberi beban pada ujungnya dan ditekan atau ditarik sehingga benda ujung pegas akan bergerak selaras.
Gerakan bolak balik ini ( dengan mengangap bahwa gesekan kecil) timbul akibat dari adanya gaya pemulih ( restoring force) F yang besarnya sebanding denagan perpindahna x, dinyatakan:
F = -kx (1)
Dengan k suatu konstanta, persamaan ( 1) disebut hukum hooke.
Jarak x massa dari titik setimbang pada setiap saat dibut simpangan. Simpangan maksimum yaitu jarak terbesar dari titik setimbang disebut amplitudo, A.
Getaran selaras pada pegas dapat dijelaskan dengan meninjau suatu bendea yang digantungkan pada pegas. Menurut hukum newton 2, percepatan a yang timbul pada gerak selaras:
a = (2)
dari persamaan (1), didapat
a = - (3)
dengan k merupakan konstanta yang dinyatakan sebagai :
k =m 2 atau = (4)
dimana m adalah massa benda dan á½ adalah kecepatan sudut.
Untuk gerak harmonik sederhana, hubungan antara periode getaran selaras T dengan kecepatan sudut á½ dinyatakan sebagai :
T=2 atau
T2 = (5)
Periode T didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus lengkap sedangkan frekuensi, f , adalah jumlah siklus lengkap per detik yang besarnya adalah :
3.4 Data hasil pengamatan
1. Gesekan
a. Sudut kemiringan () sebesar 40° dan 30°
b. Jarak tempuh (x) = 60 cm
c. Data hasil menimbang massa
No Bahan Massa (g)
1 Kayu T1 196,44 g
2 T2 127,63 g
3 Besi T3 993,21 g
4 T4 951,68 g
d. Luncuran contoh uji besi
- Kemiringan 30°
Besi T3 = 1. 01, 05 s
2. 01, 65 s
3. 03, 12 s
- kemiringan 40o
Besi T3 = 1. 01, 16 s
2. 01, 41 s
3. 01,44 s
e. Luncuran contoh uji kayu
- kemiringan 30o
Kayu T1 = 1. 0
2. 0
3. 0
- kemiringan 40o
Kayu T1 = 1. 0
2. 0
3. 0
Benda Massa (g) Waktu (s)
30o 40o
Kayu T1 1. 196, 44 g T1. 0 T2 0
Kayu T2 2. 127, 63 g 0 0
0 0
Kayu T1 1. 993, 21 g T3 01,05 s T3 01,16 s
Kayu T2 2. 951, 66 g 01,65 s 01, 41 s
03, 12 s 01, 44 s
2. Pegas ( getar selaras )
Bahan Panjang Getaran 15 kali
Xo Beban 1 kg Beban 2 kg Beban 1 kg Beban 2 kg
Pegas 7 cm 9 cm 11,5 cm 4,11 detik 6,04 detik
Pegas 3 cm 3,8 cm 5 cm 4,31 detik 5,22 detik
3.5 Hasil perhitungan dan analisis data
I. GESEKAN
1. Besi
a) kemiringan 40o
a = g x sin -k (g . cos )
= 9,8 x sin 40 – 0,4 ( 9,8 . cos 40 0
= 9,8 x 0,642782604 – 0,4 (9,8 . 0,766044443)
= 6,299318572 – 3,002844217
= 3,29
= 3,3 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,4 . 7456,26
= 2982,504 N
FN = m x g . cos
= 993,21 x 9,8 . cos 40o
= 9733,459 . 0,766044443
= 7456,26 N
b) kemiringan 30o
a = g x sin - k (g . cos )
= 9,8 x sin 30o – 0,4 (9,8 . cos 30o)
= 9,8 x 0,5 – 0,4 (9,8 . 0,866025403)
= 4,9 – 0,4 (8,487648957)
= 4,9 – 3,394819583
= 1,5 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,4 . 483,74
= 193,496 N
FN = m x g . cos
= 993,21 x 9,8 . cos 30o
= 993,21 x 9,8 . 0,866025403
= 993,21 x 8,487048957
= 483,71 N
Keterangan gambar 40o Keterangan gambar 30o
2. Kayu
a) kemiringan 40o
a = g x sin - k . (g. cos )
= 9,8 x 0,642787609 – 0,2 ( 9,8 . 0,766044443)
= 6,299318575 – 1,501447109
= 4,79 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,2 . 1474,72
= 294,94 N
FN = m x g cos
= 196,44 x 9,8 . cos 40o
= 196,44 x 9,8 x 0,766044443
= 1474,72 N
b) kemiringan 30o
a = g x sin - k (g . cos )
= 9,8 x sin 30 – 0,2 ( 9,8 . cos 30o)
= 9,8 x 0,5 – 0,2 ( 9,8 .0,866025403)
= 4,9 – 0,2 ( 8,487048949)
= 4,9 – 1,69740979
= 3,2 m/s2
Ffr = k . FN
= 0,2 x 1474,72
= 294,94 N
FN = m x g . cos
= 196,44 x 9,8 . cos 30o
= 196,44 x 9,8 . 0,76604444311
= 196,44 x 7,50723554257
= 1474,72 N
Keterangan gambar 40o Keterangan gambar 30o
II. PEGAS
a. regangan
Pegas 1
- beban 1 kg
e = 0,29
- beban 2 kg
e =
Pegas 2
- beban 1 kg
e =
- beban 2 kg
e =
b. frekuensi
Pegas 1
- beban 1 kg
f =
- beban 2 kg
f =
Pegas 2
- beban 1 kg
f =
- beban 2 kg
f =
c. Konstanta
pegas 1
- beban 1 kg
k =
- beban 2 kg
k =
pegas 2
- beban 1 kg
k =
- beban 2 kg
k =
3.6 Pembahasan
Analisis perbandingan antara besar sudut berbeda, antara besi dan kayu serta antara dua permukaan lantai yang berbeda.
1. semakin besar sudut, benda semakin laju meluncur dan gaya gesek semakin rendah. Massa benda dan koefisien gesek juga mempunyai laju tidaknya benda bergerak.
2. karena massa besi lebih berat, maka saat diletakan dikemiringan apapun besi tersebut langsung meluncur. Berbeda dengan kayu yang massanya lebih ringan, saat kayu tersebut diluncurkan pada kemiringan tertentu kayu tersebut sukar untuk meluncur dikarenakan massanya lebih ringan.
3.7 Kesimpulan
A. kesimpulan gesekan
Dari data hasil pratikum yang dilakukan dapat disimpulkan:
1. semakin besar sudut kemiringan, maka benda akan semakin cepat meluncur dan gay gesek semakin rendah.
2. massa benda dan koefisien gesek benda sangat mempengaruhi besar atau kecilnya gaya gesek anatara benda dengan lantai permukaan bidang miring.
3. benda memiliki massa yang kecil akan sulit meluncur dibidang yang kemiringannya kecil.
B. kesimpulan pegas
Dari data hasil pratikum yang dilakukan dapat disimpulkan semakin besar pertambahan panjang, maka semakin kecil konstanta pegas. Begitupun dengan regangannya, semakin besar pertambahan panjang pegas maka semakin besar pula regangannya, begitu pula sebaliknya.
BAB IV
ACARA 3
MOMENTUM LINEAR
4.1. waktu dan tempat
a) Waktu
b) Tempat : Lab rekayasa dan pengujian bahan
4.2. Metode pratikum
1). Alat dan bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:
a. Kelereng
b. Bola tenes, bola ping pong dan bola golf
c. Meteran
d. Stopwatch
e. Busurderajat
f. Neracaanalitik
2). Prosedur percobaan
Dalam percobaan ini, prosedur kerjanya adalah sebagai berikut:
a. Beri tanda bola/kelereng yang akan digunakan sebagai bola/kelereng pertama dan kedua.
b. Timbang bola/kelereng yang akan digunakan.
c. Tentukan titik pusat (titik 0 sumbu koordinat) tempat meletakkan bola/kelereng pertama dan tentukan jarak lempar untuk menumbuk bola/kelereng pertama. Garis antara tempat melempar dan titik pusat, anggap sebagai sumbu x.
d. Tumbuklah bola/kelereng pertama dengan cara menggelindingkan bola/kelereng kedua dan hitung waktu (dengan stopwatch) hingga kedua bola/kelereng bertumbukan.
e. Hitung waktu dari tumbukan terjadi hingga bola/kelereng pertama berhenti.
f. Ukur jarak antara titik pusat dengan tempat bola/kelereng berhenti dan ukur sudut antara garis x dengan titik akhir kedua bola/kelereng.
g. Ulangi percobaan ini dengan menggunakan dua bola jenis lain dengan jarak dan kecepatan lempar yang berbeda.
h. Ulangi percobaan dengan menggunakan dua jenis bola berbeda (boleh bola dengan kelereng atau bola-bola yang berbeda jenis).
4.3 Teori ringkas
Ketika sebuah truk peti kemas bertabrakan dengan mobil Xenia yang kecil, apakah yang menentukan kearah mana rongsokan kedua mobil itu bergerak? Atau bagaimana seseorang memutuskan untuk mengarahkan bola putih (pada bilyard) untuk menumbuk bola delapan agar masuk kedalam kantong? Untuk menjawab kedua pertanyaan tersebut, tidak dapat di terapkan Hukum Kedua Newton secara langsung. Penyelesaiannya dengan menggunakan konsep momentum dan impuls serta Hukum Kekekalan Momentum.
Momentum (p) adalah hasil kali massa m, dengan kecepatannyav.
p=mv
Karena kecepatan merupakan vector maka momentum dinyatakan dalam bentuk vector. Arah momentum adalah arah kecepatan dan besar momentum adalah p=mv. Satuan momentum adalah kgm/s.
Momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Konsep ini dikenal dengan Hukum Kekekalan Momentum.
m1v1+m2v2=m1v1’
Ketika terjadi tumbukan, gaya melonjak dari nol (saat kontak) menjadi sangat besar dalam waktu yang singkat (∆t). Gaya total yang bekerja pada benda saat tumbukan pada selang waktu ∆t disebut dengan impuls, dengan asumsi gaya total konstan.
Pada saat terjadi tumbukan, ada kemungkinan terjadi perubahan energi kinetic misalnya dihasilkan energi panas sehingga energi kinetic setelah tumbukan menjadi lebihkecil. Pada tumbukan lenting, besar energi kinetic sebelum tumbukan sama dengan besar energi kinetic setelah tumbukan. Atau dapat dinyatakan dengan:
1/2mv22_1/2mv12=1/2mv2’2_1/2mv’2
4.4 Data hasil pengamatan
1. Data hasil menimbang massa
Bahan No. bahan Massa
g kg
Bola Tenes (BT)
Kelereng (K)
Bola pingpong (BP)
Bola Golf (BG) 1
2
1
2
1
2
1
2
57,84 g
59,00 g
6,32 g
5,35 g
2,18 g
1,87 g
46,00 g
46,01 g
0,05784 kg
0,059 kg
0,00632 kg
0,00535 kg
0,00218 kg
0,00187 kg
0,046 kg
0,04601 kg
2. Data hasil percobaan tumbukan
NO Percobaan S S’ ∆t ∆t’
cm M cm m
1.
2.
3.
4.
5. BT1terhadap BT2
K1terhadap K2
BP1terhadap BP2
BG1terhadap BT2
K1 terhadap BP2 90
60
60
60
30 0,9
0,6
0,6
0,6
0,3 6
134
60
101
2 0,06
1,34
0,64
1,01
0,02 01,22 s
01,72 s
01,60 s
01,84 s
01,03 s 1,60 s
04,81 s
04,22 s
04,84 s
03,47 s 30○
21○
40○
20○
0○
BT : bola golf
BP : bola pingpong
BG : bola golf
K :kelereng
4.5 Hasil perhitungan dan analisis data
1. Besar tumbukan setiap percobaan
a. Percobaan 1: BT1 terhadap BT2
Dik : S = 90 cm→0,9 m
m = 57,84 g→0,05784 kg
v = = = 0,737704
∆t = 1, 22 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,0578 kg x 0,737704 m/s
= 0,0426kgm/s
b. Percobaan 2 : K1 terhadap K2
Dik : s = 60 cm→0,6 m
m = 6,32 g→0,00632 kg
v = = = 0,348837209 m/s
∆t = 1,22 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,00632 kg x 0,348837209 m/s
= 0,0022kgm/s
c. Percobaan 3 : BP1terhadap BP2
Dik : s = 60 cm→0,6 m
m = 2,18 g→0,00218 kg
v = = = 0,375 m/s
∆t = 1,60 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,00218 kg x 0,375 m/s
= 0,0008175kgm/s
d. Percobaan 4 : BG1terhadap BT2
Dik : s = 60 cm→0,6 m
m = 46,00 g→0,046 kg
v = = = 0,326086956 m/s
∆t = 1,84 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,046 kg x 0,326086956 m/s
= 0,015 kgm/s
e. Percobaan 5 : K1terhadap BP2
Dik : s = 30 cm→0,3 m
m = 6,32 g→0,00632 kg
v = = = 0,291262135 m/s
∆t = 1,03 s
Dit : p…?
Jawab : p = mv
= 0,00632 kg x 0,29162135 m/s
= 0,00184kgm/s
2. Laju benda kedua setelah tumbukan terjadi
a. Percobaan 1 : BT1terhadap BT2
Dik : s’ = 0,06 m
∆t’ = 1,60 s
cos Ó¨ = 30◦
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 30◦
= 0,0375x 0,866025403
= 0,032475952 m/s
b. Percobaan 2 : K1 terhadap K2
Dik : s’ = 1,34 m
∆t’ = 4,81
cosÓ¨ = 21○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos21
= 0,278586278 x 0,933580426
= 0,260082696 m/s
c. Percobaan 3 : BP1terhadap BP2
Dik : s’ = 0,64 m
∆t’ = 4,22 s
cos Ó¨ = 40○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 40
= 0,151658787 x 0,766044443 = 0,116177371 m/s
d. Percobaan 4 : BG1 terhadap BT2
Dik :s’ = 1,01 m
∆t’ = 9,84 s
cos Ó¨ = 20○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 20
= 0,102642276 x 0,93969262
= 0,096452189 m/s
e. Percobaan 5 : K1terhadap K2
Dik :s’ = 0,02 m
∆t’ = 3,47 s
cos Ó¨ = 0○
dit : V1’…?
Jawab : V1’ = x cos Ó¨
= x cos 0
= 0,005763688 x 1
= 0, 00576688 m/s
3. Pembuktian tumbukan lenting dengan menggunakan Hukum Kekekalan Momentum atau Hukum Kekekalan Energi
a. Percobaan 1 : BT1terhadap BT2
Dik : m1 = 0,05784
v1 = 0,7377
m2 =0,059
v1’ = 0,00578
● Hukum Kekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 =m1v1’ + m2v2’
0,05784 . 0,7377 + 0,059 . v2 = 0,05784 . 0,00578 + 0,059 . v2’
0,04266 + 0 = 0,0003343 + 0,059 . v2’
0,04266 – 0,0003343 = 0,059 v2’
0,0423257 = 0,059 v2’
v2’ =
v2’ = 0,7172
pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,04266 = 0,0003343 + 0,059 . 0,7172
0,04266 = 0,04266
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ . 0,0578 (0,7377)2 + ½ . 0,059 (0)2 = ½ 0,05784 (0,0578)2 + ½0,059v2’2
½ .0,05784 . 0,05784 . 0,053831569 + 0 = ½ . 0,05784 . 0,00083408 + ½.0,059v2’2
0,01556 = 0,000000966 + ½ 0,059 v2’2
0,01556 – 0,000000966 = 0,0295 v2’2
V2’2 =
V2’2 =
V2’ = 0,726403585
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,01556 = 0,000000966 + 0,0295 (0,726403585)2
0,01556 = 0,01556
b. Percobaan 2 : K1terhadap K2
Dik : m1 = 0,00632
v1 = 0,348837209
m2 = 0,00535
v1’ = 0,263566398
● Hukum Kekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,0632 . 0,348837209 + 0,00535 . 0 = 0,00632 . 0,263566398 + 0,00535 . v2’
0,002204651 + 0 = 0,001665739 + 0,00535 . v2’
0,002204651 – 0,001665739 = 0,00535 . v2’
0,000538912 = 0,00535 v2’
V2’ =
= 0,100731215
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00632 . 0,348837209 + 0,00535 . 0 = 0,0632 . 0,263566348 + 0,00535 . v2’
0,002204651 = 0,001665739 + 0,00535 . 0,100731215
0,002204651 = 0,002204651
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + m2v2’2
½ 0,00632 (0,348837209)2 + ½ 0,00535 (0)2 = ½ 0,00632 (0,263566398)2 + 0,00535 v2’2
½ 0,00632 . 0,121687398 + 0 = 0,000219516 + 0,00535 v2’2
0,000384532 = 0,000219516 . 0,00535 . v2’2
0,00384532 – 0,000219516 = 0,00535 v2’2
V2’2 =
=
= 0,175624918
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,00632 (0,34883709)2 + 0 = ½ 0,00632 (0,263566398)2 + 0,00535 v2’2
0,000384532 = 0,0002195 + 0,00535 (0,175624918)2
0,000384532 = 0,00034532
c. Percobaan 3 : BP1terhadap BP1
Dik :m1= 0,00218
v1 = 0,375
m2 = 0,00187
v1’ = 0,122694536
● HukumKekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00218 . 0,375 + 0,00187 . 0 = 0,0018 . 0,122694536 + 0,00187 . v2’
0,0008175 = 0,000267474 + 0,00218 v2’
0,0008175 – 0,000267474 = 0,00218 v2’
0,000550026 = 0,00218 v2’
V2’ =
= 0,252305504
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00218 . 0,375 + 0,00187 . 0 = 0,000267474 . 0,00218 + 0,252305504
0,0008175 = 0,0008175
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,00218 (0,375) + ½ 0,00187 . (0)2 = ½ 0,00218 (0,122694536)2 + ½ 0,00218 v2’2
½ 0,00218 . 0,1400250 + 0 = ½ 0,0028 . 0,015053949 + 0,00218 v2’2
0,000153281 = 0,000016408 + 0,00218 v2’2
0,000153281 – 0,000016408 = 0,00218 v2’2
0,000136873 = 0,00218 v2’2
V2’2 =
=
= 0,250570907
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22= ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,000153281= 0,000016408 + 0,00218 (0,250570907)
0,000153281 = 0,000153281
d. Percobaan 4 : BG1terhadap BT1
Dik :: m1 = 0,04601
v1 = 0,326086956
m2 = 0,059
v1’ = 0,097618605
● HukumKekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,04601 . 0,326086956 + 0,059 . 0 = 0,0601 . 0,097618605 + 0,059 v2’
0,01500326 + 0 = 0,004491432 + 0,059 v2’
0,01500326 – 0,00449191432 = 0,059 v2’
0,010511825 = 0,059 v2’
v2’ =
= 0,178166525
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,01500326 = 0,004491432 + 0,059 . 0,178166525
0,01500326 = 0,01500326
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,04601 (0,326086956)2 + ½ 0,059 (0)2 = ½ 0,0601 (0,097618605)2 + 0,059 v2’
½ 0,04601 . 0,106332702 + 0 = ½ 0,04601 . 0,009529392 +0,059v2’2
0,002446183 – 0,000219223 = 0,059 v2’2
0,00222696 = 0,059 v2’2
V2’2 =
V2’2 =
V2’ = 0,194280942
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,002446183 = 0,000219223 + 0,059 (0,194280942)2
0,002446183 = 0,002446183
e. Percobaan 5 : K1 terhadap BP2
Dik :m1 = 0,00632
v1 = 0,291262135
m2 = 0,00187
v1’ = 0,005762976
● HukumKekekalan Momentum
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,00632 . 0,291262135 + 0,00187 . 0 = 0,00632 . 0,005762976 + 0,00187 v2’
0,001840776 + 0 = 0,000036422 + 0,00187 v2’
0,001840776 – 0,000036422 = 0,00187 v2’
0,00180435 = 0,00187 v2’
V2’ =
= 0,964895187
Pembuktian :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
0,001840776 = 0,000036422 + 0,00187 . 0,964895187
0,001840776 = 0,001840776
● HukumKekekalanEnergi
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
½ 0,00632 (0,291262135)2 + ½ 0,00187 (0)2 = ½ 0,00632 (0,005762976)2 + ½ 0,00187 v2’25
½ 0,00632 . 0,084833631 + 0 = ½ 0,0063 . 0,000033211 + 0,000093 v2’2
0,0000268074 – 0,000000104 = 0,0000935 v2’2
0,00026797 = 0,0000935
V2’2 =
V2’2 =
V2’= 1,692923302
Pembuktian :
½ m1v12 + ½ m2v22 = ½ m1v1’2 + ½ m2v2’2
0,0000268074= 0,000000104 + 0,0000935 (1,692923302)2
0,0000268074 = 0,0000268074
4.6 Pembahasan
Massa benda berbanding lurus dengan kecepatan benda, sehingga semakin besar massa suatu benda, maka semakin besar momentum/tumbukan yang dihasilkannya.
Gaya yang diberikan pada benda saat akan menumbuk suatu benda yang dalam keadaan diam akan sangat mempengaruhi seberapa jauh bola akan melenting. Selain itu permukaan benda yang dipakai dalam percobaan juga menjadi salah satu factor yang mempengaruhi sejauh mana benda akan menggelinding setelah tumbukan.
Jika permukaan benda tidak rata maka kelajuan benda setelah tumbukan kemungkinan akan bertambah cepat benda tersebut melenting, jika permukaannya sedikit menurun dan juga sebaliknya benda bisa bergerak agak lambat atau berhenti bila permukaannya naik atau menanjak.
4.7 Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa massa benda berbanding lurus dengan kecepatan benda, sehingga semakin besar massa suatu benda, maka semakin besar momentum/tumbukan yang dihasilkannya.
Gaya yang diberikan pada benda saat akan menumbuk benda yang dalam keadaan diam akan sangat beprengaruh terhadap kelajuan benda tersebut, seberapa jauh bola akan melenting. Selain itu permukaan benda yang dipakai dalam percobaan juga menjadi salah satu factor yang mempengaruhi sejauh mana benda akan menggelinding setelah tumbukan. Jika permukaan benda rata maka kelajuan benda setelah tumbukan kemungkinan akan bertambah cepat menggelinding, sebaliknya jika permukaan benda tidak rata maka benda tersebut bergerak/bergulir agak lambat.
Momentum benda sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. Ini dapat dibuktikan dengan rumus :
m1v1 + m2v2 = m1v1’ + m2v2’
Pengaruh massa dan jenis bola/kelereng terhadap besar tumbukan dan laju setelah tumbukan. Dapat dilihat dari rumus :
p = mv
BAB V
ACARA IV
FLUIDA
5.1 Waktu dan Tempat
a. Waktu :
b. Tempat: Lab.rekayasa dan pengujian bahan
5.2 Metode pratikum
a. Alat
- Gelas ukur
- Gelas piala
- Neraca analitik
- Pipet kecil dan besar
b. Bahan
- Contoh uji kayu ukuran 1 x 1 x 10 cm
- Bola golf
- Kelereng
- Air bersih
Prosedur pratikum
A. Massa jenis relative
a. Ambil contoh uji kayu berukuran 1 x 1 x 10 cm.
b. Masukkan ke dalam gelas piala yang telah di isi air setengahnya.
c. Amati berapa bagian kayu yang mengapung.
B. Prinsip Archimedes
a. Isi gellas ukur dengan air hingga setengah volemenya (tepat di skala gelas).
b. Masukkan satu gelas kelereng dan amati air dalam gelas ukur.
c. Tambahkan satu per satu kelereng hingga berjumlah 10 butir dan catat perubahan ketinggian air dalam gelas ukur setiap penambahan satu kelereng.
d. Ulangi percobaan yang sama dengan menggunakan bola golf.
e. Tambahkan satu persatu bola golf hingga berjumlah 3 buah dan catat perubahan ketinggian air dalam gelas ukur setiap penambahan satu bola golf.
5.3 Teori ringkas
a. Keterapungan (buoyancy)
Keterapungan adalah sebuah fenomena umum : yaitu sebuah benda yang dicelupkan ke dalam air Nampak memiliki berat yang lebih ringan daripada saat berada di udara. Ketika benda memiliki kerapatan yang lebih kecil dari kerapatan air, maka benda tersebut akan terapung di dalam air. Tubuh manusia umumnya terapung di dalam air dab balon berisi gas helium terapung di udara.
Prinsip Archimides menyatakan : ketika senuah benda seluruhnya atau sebagian dimasukkan ke dalam zat, cairan akan memberikan gaya ke atas pada benda setara dengan berat cairan yang dipindahkan benda.
Seluruh fluida berada dalam kesetimbangan, sehingga jumlah semua komponen –y dan gaya pada bagian fluida ini adalah nol. Karena itu jumlah komponen –y gaya permukaan yaitu gaya ke atas harus sama dengan besar gaya berat mg fluida di bawah permukaan. Gaya ke atas ini disebut dengan gaya apung (buoyant force).
Benda yang mempunyai kerapatan rata-ratanya lenih kecil dari kerapatan cairan, dapat terapung dengan sebagian tenggelam dibwah permukaan cairan. Semakin besar kerapaatan cairan maka semkain sedikit bagian benda yang tenggelam , sebaliknya semakin besar kerapatan cairan maka semakin besar bagian benda yang tenggelam. Prinsip archimides ini dapat digunakan untuk menduga kerapatan kayu yang ada didalam air dan juga diguanakan untuk memutuskan apakah log-log yang ada di hulu sungai akan dibawa ke hilir dengan menggunakan pontoon atau rakit.
Prinsip Archimedis ini juga dapat digunakan untuk mengukur volume benda yang bentuknya tidak beraturan sehingga tidak dapat ditentukan dengan menggunakan alat ukur dimensi. Volume benda yang diukur sebanding dengan berat air yang berpindah. Karena kerapatan air adalah 1g/cm3, maka volume benda sebanding dengan volume air yang berpindah.
5.4 Data hasil Pengamatan
1. Tabel Data
a. Hasil Pengamatan Uji Kayu
No. Massa
(gr) Panjang kayu terendam
(cm) Panjang awal (cm) Volume air awal (ml) Volume air sesudah (ml) Selisih
(ml)
1. 3,53 2,9 10 100 110 10
2. 3,81 3,5 10 110 120 10
3. 3,31 3,3 10 120 125 5
4. 3,73 3,4 10 125 130 5
Jumlah 30ml
b. Hasil Pengamatan Bola Golf
No. Massa
(gr) Volume air awal (ml) Volume air sesudah (ml) Selisih
(ml)
1. 45,92 250 290 40
2. 45,84 290 330 40
3. 45,88 330 370 40
Jumlah 120
c. Hasil Pengamatan Kelereng
No. Massa
(gr) Volume air awal (ml) Volume air sesudah (ml) Selisih (ml)
1. 5,70 50 53 3
2. 5,46 53 55 2
3. 5,33 55 57 2
4. 5,63 57 59 2
5. 5,37 59 61 2
6. 5,80 61 64 3
7. 5,64 64 66 2
8. 5,19 66 68 2
9. 5,71 68 70 2
10. 5,37 70 72 2
Jumlah 22
5.5 Hasil perhitungan dan analisis data
1. Tentukan massa jenis relative kayu dan ketidakpastiannya !
A. Perhitungan pada kayu
Rumus :
Massa jenis relative kayu
Ketidakpastian =
a. Kayu 1
Massa jenis relative kayu
= 2,9 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 29
b. Kayu 2
Massa jenis relative kayu
= 3,5 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 34 = 0, 35
1
c. Kayu 3
Massa jenis relative kayu
= 3,3 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 33
d. Kayu 4
Massa jenis relative kayu
= 3,4 cm : 10 cm
1 gr/cm3
= 0, 34 = 0, 34
1
b. Ketidakpastian =
c. Analisis :
Berdasarkan percobaab dari uji kayu yang dilakukan, didapat suatu hasil dan dapat dipastikan bahwa percobaan ini sesuai dengan prinsip Archimedes. Hal ini dilihat dari volume air yang semakin meningkat pada saat dimasukkan kayu dan hasil yang telah ada.
Sedangkan perhitungan ketidakpastian pada kayu hasilnya 0 , yang berarti valid.
B. Perhitungan Bola Golf
a. Volume Bola Golf
No. Massa (gr) Volume (ml)
1. 42,92 40
2. 45,84 40
3. 45,88 40
Jumlah 120
Rumus :
Volume semua bola golf = volume akhir - volume awal
= 370 ml - 250 ml
= 120 ml
b. Ketidakpastian =
=
=
= S kayu
= Skayu
= Skayu = 0
Analisis :
Pada percobaan yang telah dilakukan, dapat dipastikan kalau percobaan pada bola golf ini merupakan prinsip Archimedes, hal ini dilihat dari volume air yang bertambah setelah dimasukkan bola golf. Dan setelah dihitung kepastiannya hasilnya adalah 0, yang berarti valid.
C. Perhitungan kelereng
volume kelereng
No. Massa (gr) Volume (ml)
1. 5,70 3
2. 5,46 2
3. 5,33 2
4. 5,63 2
5. 5,37 2
6. 5,86 3
7. 5,64 2
8. 5,19 2
9. 5,71 2
10. 5,37 2
Jumlah 22
Volume semua kelereng = volume akhir - volume awal
= 72 ml - 50 ml
= 22 ml
a. Ketidakpastian =
=
=
=S kayu
= Skayu
= Skayu = 0,42
b. Analisis :
Pada percobaan yang telah dilakukan, dapat dipastikan kalau percobaan pada bola golf ini merupakan prinsip Archimedes, hal ini dilihat dari volume air yang bertambah setelah dimasukkan bola golf. Dan setelah dihitung kepastiannya hasilnya adalah 0, yang berarti valid.
5.6 Pembahasan
Pada percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat dan disesuaikan, bahwa semua percobaan dari pengamatan uji kayu, dan percobaan memasukkan kelereng dan bola golf ke dalam gelas ukur yang berisi air atau fluida, dapat dinyatakan bahwa percobaan ini sesuai dengan prinsip Archimedes, yaitu jika benda dimasukkan ke dalam zat cair , maka benda tersebut akan memindahkan volumenya kepada zat cair tersebut.
Ketidakpastian pada tiap – tiap percobaan dan hasil yang dicapai dan analisis percobaan:
Kayu : dari hasil perhitungan massa jenis relative kayu dapat di lihat bahwa nilai massa jenis relatif kayu lebih kecil dari pad kerapatan air yang menyebabkan banyak bagian kayu yang terapung. Dari perhitungan ketidak pastiannya di dapatkan 2,886. ini kemungkinan tingkat ketelitian pengukuran kurang akurat.
Bola golf :Pada percobaan yang dilakukan dengan menggunakan bola golf memiliki hasil dari ketidakpastian yaitu 0, yang berarti valid , hal ini menunjukkan kalau data ini benar atau sesuai dengan pengamatan yang telah dilakukan.
Dan pada percobaan ini, bola yang dimasukkan ke dalam air tenggelam, hal ini disebabkan oleh kerapatan air yang lebih besar daripada kerapatan benda.
Kelereng :Pada percobaan yang dilakukan dengan menggunakan kelereng didapat hasil dari ketidakpastian, yaitu 0,42 , yang berarti tidak valid, hal ini dikarenakan adanya data yang kami amati tidak sesuai dengan hasil pengamatan yang kami amati, atau terjadi selisih angka dalam menentukan volumenya.
Dan pada percobaan ini telah kami amati kalau kelereng yang dimasukkan ke dalam air, tenggelam , hal ini dikarenakan kerapatan air lebih kecil daripada kerapatan benda.
5.7 Kesimpulan
Suatu benda yang dicelupkan seluruhnya atau sebagian ke dalam suatu zat cair, maka zat cair tersebut akan memberikan gaya ke atas (gaya apung) pada benda, dimana besarnnya gaya yang naik ke atas sama dengan berat zat cair yang dipindahkan benda.
Kejadian ini sesuai dengan prinsip Archimedes
Volume air yang naik, sama dengan volume benda yang dimasukkan ke dalam air tersebut, tetapi benda yang tercelup sebgaian, maka volume yang tumpah sama dengan volume dari bagian benda yang tercelup ke dalam air.
BAB VI
KESIMPULAN UMUM DAN SARAN
6.1 Kesimpulan umum
Mahasiswa dapat mampu melakukan pengukuran dengan benar terhadap berbagai bentuk contoh uji dengan menggunakan alat ukur, menentukan ketidakpastian serta menganalisis dan menuliskan hasil pengukuran dengan benar.
Mahasiswa mampu menentukan gaya gesek kinetic pada berbagai bidang gesek dan gerak harmonis sederhana serta memahami konsep-konsep dasar Mekanika (Hukum-hukum Newton )
Mahasiswa mampu menentukan besar momentum linier berbagai benda dan membuktikan hukum Kekekalan Momentum/Hukum Kekekalan Energi Kinetik.
Mahasiswa mampu mengukur massa jenis relative suatu benda, menerapkan prinsip Archimedes dan kapilaritas.
6.2 saran
- Sebaiknya setiap asisten partikum menguasai materi pratikum yang disampaikan.
- Sebaiknya asisten selalu mendampingi peserta selama pratikum berjalan.
BAB VII
DAFTAR PUSTAKA
Fisika jilid 1 Edisi kelima. Giancoli, DC. 2001. Penerbit Elangga, Jakarta.
Fisika Universitas. Jilid 1, Edisi kesepuluh. Young, HD dan RA. Freedman. 2002 Penerbit Erlangga, Jakarta.
Wardhani, I.Yuniar. (2011). Penuntun Pratikum fisika. Lab. Rekayasa dan pengujian bahan. Fakultas Kehutanan Universitas Mulawarman. Samarinda
Komentar
Posting Komentar