LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

MODUL 2 – KECEPATAN DAN PERCEPATAN

Nama : Anastasia Virginia

NIM : 1401010030

Kawan Kerja : 1. Amelia Adinda

2. Angelina Rianti

Program Studi : Nutrition and Food Technology

Tanggal Praktek : 16 September 2014

Surya University

2014

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Membuktikan ketepatan hukum pertama Newton dimana sebuah benda yang

bergerak pada permukaan yang datar akan tetap lurus dengan percepatan yang

konstan, lalu mencari V relatif terhadap V2.

2. Membuktikan bahwa percepatan gravitasi bumi adalah 9.8 m/s2

dan menghitung

besar percepatan kereta

3. Mengetahui massa kereta berdasarkan hukum kedua Newton

II. ALAT – BAHAN & PRINSIP PENGUKURAN

1. Alat – bahan

Air Track (rangka peluncur) Pudak Scientific PMK 140

Blower

Time Counter (pencacah waktu)

Jangka sorong

Neraca 4 lengan

2. Prinsip pengukuran

Hukum pertama Newton menyatakan bahwa benda yang bergerak pada

permukaan datar dan lurus tanpa bergesekan, akan selalu memiliki percepatan yang

konstan. Untuk membuktikan kebenaran hukum pertama Newton ini, praktikan

mengamati kecepatan kereta pada rangka peluncur atau air track. Langkah pertama

yang dilakukan adalah memastikan bahwa air track, blower, dan time counter sudah

terpasang dengan benar. Selanjutnya, kereta yang telah dipasang penghalang 2 jari

diletakkan di atas rangka peluncur. Penghalang 2 jari berfungsi sebagai sensor

penghitung waktu ketika kereta melewati 2 gerbang cahaya. 1 hal yang tidak

dilupakan praktikan adalah mengukur panjang penghalang 2 jari tersebut untuk

mendapatkan kecepatan kereta (v=s/t). Kereta lalu didorong dan waktu yang

muncul dicatat. Pastikan time counter sudah menyala dengan mode Acceleration.

Langkah ini diulang sebanyak 10 kali, untuk membandingkan hasil V1 dan V2 dari

t1 dan t2 yang tercatat pada time counter, dimana apabila hukum pertama Newton

terbukti, nilai persentase V relatif 1 terhadap V relatif 2 tidak begitu besar. (V

relatif : |V1-V2|/V2).

Percobaan kedua dilakukan untuk membuktikan bahwa percepatan gravitasi

bumi adalah 9,8 m/s2 dan menghitung besar percepatan kereta sesuai dengan

hukum kedua Newton : benda akan mengalami percepatan ketika diberikan sebuah

gaya, dimana besar percepatan tersebut akan berbanding lurus dengan gaya yang

diberikan. Sama seperti percobaan yang sebelumnya yaitu mendorong kereta yang

telah dipasang penghalang 2 jari pada rangka peluncur, namun perbedaannya adalah

rangka peluncur diberikan tumit sehingga tinggi sisi rangka yang satu lebih tinggi

dari sisi lainnya. Percobaan ini dilakukan selama 5 kali, dengan tinggi tumit yang

berbeda-beda pada setiap percobaan, dan setiap waktu untuk setiap percobaan akan

dicatat. Untuk mencari percepatan gravitasi, yang diperlukan adalah mengukur

kecepatan (V1 dan V2), percepatan (|V2-V1|/t3), dimana t3 adalah waktu yang

dibutuhkan untuk melewati kedua gerbang cahaya, lalu mencari sin α (y/d) dimana

y adalh tinggi tumit dan d adalah panjang lintasan, dan yang terakhir mencari

percepatan gravitasi (a/sinα). Setelah percepatan gravitas didapatkan, praktikan

menghitung kesalahan literatur untuk mengetahui perbedaan antara percepatan

gravitasi secara teori, yaitu 9,80665 m/s2 yang mengikuti pedoman hukum kedua

Newton.

Percobaan terakhir dilakukan untuk mengetahui massa kereta berdasarkan

hukum kedua Newton, yang berarti menggunakan katrol untuk menghubungkan

kereta dengan beban. Pertama-tama benang dililitkan pada penghalang 2 jari yang

ada pada kereta, dan massa kereta tersebut diukur untuk dijadikan referensi.

Selanjutnya, massa beban diukur dengan menggunakan neraca 4 lengan. Setelah

massa beban telah diukur, benang yang sudah dililitkan pada kereta, dikaitkan pada

katrol beserta dengan beban tersebut barulah kereta kembali didorong dan diukur

waktunya. Dari waktu yang tercatat, akan didapatkan kecepatan (V=s/t), percepatan

(|V2-V1|/t3), massa kereta (massa beban x (g/a – 1)), dan kesalahan relatif massa

kereta tersebut.

3. Data Pengukuran

Kecepatan konstan (dengan Time Counter - Fungsi Acceleration)

No Waktu (s) s (±

0,000025

m)

Kecepatan (m/s) v1 relatif terhadap

v2

t1 t2 v1 v2 Vrel (%)

1 0.03259 0.03384 0.00950 0.29150046 0.280732861 3.835532372

2 0.03522 0.03631 0.00950 0.269733106 0.261635913 3.094832482

3 0.04132 0.04290 0.00950 0.229912875 0.221445221 3.823814134

4 0.02377 0.02446 0.00950 0.399663441 0.388389207 2.902818679

5 0.03034 0.03142 0.00950 0.313117996 0.302355188 3.559657218

6 0.02226 0.02265 0.00950 0.426774483 0.419426049 1.752021563

7 0.02611 0.02682 0.00950 0.36384527 0.354213274 2.71926465

8 0.02347 0.02410 0.00950 0.404772049 0.394190871 2.684277801

9 0.02832 0.02922 0.00950 0.335451977 0.325119781 3.177966102

10 0.02887 0.02963 0.00950 0.329061309 0.320620992 2.632490475

Gerak dipercepat (dengan Fungsi Acceleration)

Percepatan gravitasi menurut teori = 9,80665 m/s2

Panjang lintasan kereta = 0,860 m

No

Elevasi

lintasan

(m)

Sin α Waktu (s) Kecepatan (m/s)

t1 t2 t3 v1 v2

1 0.00970 0.011279 0.04612 0.02253 2.134 0.205984389 0.421660009

2 0.01970 0.022907 0.03279 0.01588 1.513 0.289722476 0.598236776

3 0.02990 0.034767 0.02627 0.01292 1.223 0.361629235 0.735294118

4 0.03870 0.045 0.02312 0.01114 1.066 0.410899654 0.852782765

5 0.04930 0.057326 0.02081 0.01004 0.9567 0.456511293 0.946215139

Percepatan

(m/s2) Percepatan

gravitasi

(m/s2)

Kesalahan

Literatur (%) a

0.101066364 8.96052298 8.628094455

0.203908988 8.90161066 9.228832871

0.305531384 8.78785921 10.38877487

0.414524494 9.21165543 6.067256127

0.511867719 8.92913262 8.948186955

Massa kereta (dengan Fungsi Acceleration)

Massa kereta (sebagai referensi) = 0,134850 kg

No

Massa

beban

(kg)

Waktu (s)

t1 t2 t3 (antar gerbang)

1 0.005200 0.03065 0.01715 0.6918

2 0.010150 0.02672 0.01320 0.5551

3 0.015100 0.02611 0.01151 0.4977

4 0.019900 0.02153 0.01003 0.4268

5 0.024800 0.01922 0.009088 0.3851

Kecepatan (m/s) Percepatan

(m/s2) Massa kereta (kg)

v1 v2 a Mk

0.30995106 0.55393586 0.352681121 0.139391181

0.355538922 0.71969697 0.656022424 0.141578804

0.36384527 0.825369244 0.927313591 0.144587528

0.441244775 0.947158524 1.185364924 0.144734815

0.494276795 1.045334507 1.430947058 0.145160809

4. Analisis Data

Pada percobaan pertama didapatkan V1 dan V2 yang mendekati, meskipun

disertai dengan V relatif yang terhitung berbeda-beda. Hal ini disebabkan oleh kuat

dorongan yang berbeda-beda saat mendorong kereta di rangka peluncur. Meskipun

kesalahan relatif yang terjadi tergolong kecil, berkisar dibawah 10% bahkan 5%, hal

ini membuktikan bahwa kesalahan acak yang tidak disadari oleh praktikan sekecil

apapun itu akan mempengaruhi hasil akhir penghitungan.

Percobaan kedua adalah menghitung kecepatan gravitasi bumi dengan

menggunakan prinsip kedua hukum Newton. Percobaan dilakukan dengan

menggunakan bidang miring, dimana sudah pasti akan mempengaruhi percepatan

benda. Semakin curam bidang miring, maka benda bergerak lebih cepat dan

percepatannya akan menjadi bertambah. Hal ini dibuktikan saat lintasan elevasi

diperbesar, nilai sinus alpha bertambah sehingga percepatan kereta bertambah

sebagaimana kereta bergerak dengan lebih cepat. Jika dilihat dari kesalahan literatur

yang ada, diantara 5 percobaan tidak ada kesalahan literatur yang benar-benar sama

dan mendekati. Hal ini disebabkan karena pada setiap percobaan, tidak ada hasil

penghitungan yang benar-benar mutlak disebabkan oleh kesalahan acak kecil yang

dilakukan praktikan. Dari hasil data, praktikan dapat mengetahui bahwa percepatan

gravitasi nilainya mendekati 9,80665 m/s2. Dan setelah didapatkan percepatan

gravitasi, diperoleh standar deviasi sebesar 0,16.

Percobaan terakhir dilakukan untuk mengetahui massa kereta, dengan

menggunakan beban katrol yang berbeda-beda. Percepatan kereta akan dipengaruhi

oleh gaya disekitarnya, oleh karena itu katrol dan beban disambungkan pada kereta.

Menurut hukum kedua Newton, gaya berbanding lurus dengan percepatan. Maka,

semakin besar massa yang digunakan kereta akan berjalan semakin cepat lalu

percepatannya bertambah. Kesalahan relatif rata-rata adalah 6,1% dimana masih

dibawah 10% dan masih tergolong akurat. Kesalahan relatif itu bisa terjadi karena

dorongan atau gaya yang diberikan berbeda-beda pada setiap percobaan yang

dilakukan secara berulang, atau karena lintasan yang tanpa disadari miring. Namun

dari percobaan terakhir ini, terbukti bahwa hukum kedua Newton benar dalam

membuktikan hubungan antara massa, gaya, dan percepatan kereta. Dari massa

kereta yang telah dihitung dalam percobaan ini, didapatkan standar deviasi sebesar

0,0025.

5. Kesimpulan

Benda yang bergerak pada suatu bidang datar atau garis lurus, lalu tidak

menerima gaya apapun termasuk gaya gesek, kecepatannya akan selalu

konstan. (V1 mendekati V2 dengan V relatif berkisar antara 1-3%)

Besar percepatan kereta dipengaruhi oleh sudut lintasan. Semakin miring

lintasan, maka kereta akan bergerak semakin cepat dan percepatannya pun

bertambah.

Gaya yang bekerja pada suatu sistem (beban yang dikaitkan pada benang

dan katrol) akan mempengaruhi percepatan benda tersebut. (Hukum kedua

Newton)

6. Saran

Praktikan menyarankan agar dalam menggunakan air track, pastikan lintasan

sudah lurus dan tidak lebih miring ke kiri atau kanan karena kesalahan tersebut

akan berpengaruh pada waktu yang akan di dapat. Setelah itu dalam

menggunakan time counter, pastikan mode yang digunakan sudah tepat dan

lebih teliti dalam melihat perhitungan waktu (baik dalam melihat nominal

angkanya dan satuannya).

7. Referensi

Modul 2 Praktikum Fisika Dasar