laboratorium dan pusat pengembangan ilmu...
TRANSCRIPT
MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR
LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN
ILMU TEKNIK DASAR
Disusun Oleh :
Tim Laboratorium Dan Pusat Pengembangan Ilmu Teknik Dasar
LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN
ILMU TEKNIK DASAR FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2016
2
DAFTAR ISI
PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR ................................ 3
SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR ................................................. 5
BAHAN EVALUASI .......................................................................................................... 6
ANALISA RALAT PENGUKURAN ................................................................................. 7
PERCOBAAN KE – 1 PENGUKURAN .......................................................................... 16
PERCOBAAN KE – 2 BIDANG MIRING ....................................................................... 23
PERCOBAAN KE – 3 PANAS LEBUR DAN PANAS PENGUAPAN .......................... 29
PERCOBAAN KE – 4 PELENGKUNGAN BATANG.................................................... 36
PERCOBAAN KE – 5 VISKOSITAS STOKE ................................................................. 41
PERCOBAAN KE – 6 BANDUL MATEMATIS ............................................................ 49
3
PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR
1. Bentuk kelompok terdiri dari (3 – 5) mahasiswa yang solid, serta mampu
bekerjasama. Beri nama kelompok, sebagai identitas serta agar mudah dalam
pengenalan (hindarkan penamaan kelompok dengan hanya menggunakan angka).
Nama kelompok harus simple, bermakna dan mudah diingat.
Catatan: Sangat penting bagi masing-masing individu dalam kelompok mengetahui
tanggung jawab masing-masing, aturan dalam kelompok, pembagian tugas serta
koordinasi yang baik, sehingga kelompok memiliki kemampuan atau performansi
yang bagus.
Dokumentasikan setiap proses perancangan, sehingga terlihat kuatnya teamwork
dan kemampuan berkomunikasi yang bagus dalam kelompok. Cari angle yang
bagus, sehingga terlihat kekompakan dalam kelompok dan progress
perancangan yang sudah dicapai.
2. Susunlah aktivitas kelompok untuk menyelesaikan portofolio dan laporan praktikum,
sehingga dapat diketahui tanggung jawab dari masing-masing personal dalam
kelompok.
3. Sebelum pelaksanaan praktikum, seluruh praktikan harus mengikuti sosialisasi materi
secara keseluruhan. Alokasi waktu satu jam.
4. Sebelum memulai praktikum, masing-masing kelompok diminta mengumpulkan
tugas pendahuluan project (tugas pendahuluan terlampir).
5. Kumpulkan portofolio dan laporan praktikum kepada asisten.
6. Implementasikan setiap praktikum kedalam riset nyata dan analisakan hasil riset (
usulan )
7. Praktikan datang 15 menit sebelum praktikum dimulai, bagi yang terlambat lebih dari
15 menit tidak boleh mengikuti Praktikum pada hari itu.
8. Buku, map, tas yang dibawa praktikan diletakkan ditempat yang telah disediakan,
kecuali buku petunjuk praktikum.
9. Praktikan harus memakai pakaian yang sopan dan rapi, tidak boleh menggunakan
sandal jepit dan koas oblong.
10. Selama praktikum harus dijaga ketenangan, ketertiban, kebersihan, kesopanan, dan
ketekunan kerja.
11. Praktikan harus bertanggung jawab terhadap alat yang digunakan dan waktu
pengembalian alat harus dalam keadaan baik/tidak rusak, lengkap dan bersih.
12. Apabila ada kerusakan alat karena kelalaian praktikan, maka praktikan harus
mengganti dengan alat yang sama.
13. Setelah selesai melakukan praktikum, peralatan agar dirapikan seperti semula.
4
14. Hasil praktikum/Laporan sementara harus disahkan oleh dosen/asisten pembimbing,
dan dikumpulkan sebelum mengikuti praktikum selanjutnya.
15. Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum pada hari yang telah ditentukan
dapat mengajukan inhall (Praktikum Pengganti) setelah praktikum selesai, maksimal
2 kali inhall (ditentukan pengelola laboratorium).
16. Laporan keseluruhan harus ASLI ditulis tangan, dijilid menggunakan warna sampul
yang telah ditentukan.
17. Pelanggaran ketentuan diatas akan dikenakan sanksi akademis.
18. Hal – hal yang belum disebutkan diatas diatur tersendiri.
5
SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
HALAMAN JUDUL
LEMBAR PENGESAHAN
KATA PENGANTAR
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
PERCOBAAN I ........................
1.1 Tujuan
1.2 Landasan teori (tidak boleh dari modul, min. 3 halaman)
1.3 Hipotesis (berdasarkan kondisi riil)
Tabel data hasil percobaan
1.4 Analisa perhitungan
Tabel analisa perhitungan
1.5 Analisis hasil dan Pembahasan
1.6 Kesimpulan dan Saran
Dan seterusnya............................
PENUTUP
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
LEMBAR ASISTENSI
DOKUMENTASI TEAMWORK
6
BAHAN EVALUASI
Sebagai acuan atau dasar evaluasi dan penilaian pada Praktikum Fisika Dasar
adalah sebagai berikut.
Tugas Pendahuluan 5 %
Pre Test 5 %
Keaktifan saat Praktikum 15 %
Praktikum 40 %
Dinilai berdasarkan individu masing – masing kelompok
Post Test 35 %
7
ANALISA RALAT PENGUKURAN
1.1. Pendahuluan
Fisika merupakan salah satu cabang IPA yang khusus menggambarkan
gejala-gejala alam dan sekaligus menjelaskan secara kuantitatif, artinya
bahwa apapun yang dinyatakan dengan hukum fisika harus dapat dinyatakan
dalam angka-angka lewat pengamatan dan pengukuran.
Peengukuran merupakan praktek membaca skala pada alat ukur sehingga
hasil ukur sangat dipengaruhi oleh alat ukurnya, obyek yang diukur, bahkan
lingkungan (temperatur ruang, kelembaban udara) yang secara tidak langsung
berpengaruh baik kepada obyek maupun alat ukurnya. Hal ini akan
memberikan konsekuensi bahwa hasil pengukuran bukan merupakan angka
yang absolut tetapi sangat relatif yang berarti tidak pernah dapat dicapai suatu
hasil ukur yang tepat betul tetapi yang ada hanyalah suatu nilai yang
mempunyai toleransi (kisaran nilai). Sebagai contoh, kekuatan tarik baja
pada temperatur 0˚C berbeda dengan pada temperatur 25˚C, 75˚C dan
seterusnya.
Besarnya Angka Kisaran dari hasil pengukuran ini sering disebut sebagai
angka ralat dari pengukuran atau juga disebut sebagai angka ketidakpastian
hasil ukur.
Misal : Hasil pengukuran panjang pensil dengan penggaris ditulis
(21,51±0,02) cm (lihat gambar 1)
Angka 21,51 disebut sebagai angka terboleh atau angka rata-rata atau angka
tebaik dari hasil ukur.
Angka 0,02 disebut sebagai angka toleransi pengukuran atau ralat atau
ketidakpastian hasil ukurnya.
Dalam memperoleh angka-angka tersebut diperlukan suatu pengetahuan
tentang teori ralat.
Gambar 1.1. Pengukuran panjang pensil
1.2. Macam-macam Ralat dan Sumbernya
Secara garis besar macam ralat yang ada dalam pengamatan
dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu : ralat sistematis (systematicerror)
dan ralat rambang (randomerror).
8
Definisi ralat sistematis : yaitu ralat pengukuran yang akan memberikan
efek tetap terhadap hasil ukur dan dengan analisa lebih lanjut efek ini tidak
akan mempengaruhi hasil yang diharapkan.
Sumber ralat ini bisa berasal dari keadaan awal alat, sikap pengamat/metode
pengamatan, lingkungan, dan hipotesa/dasar teori yang menggambarkan
suatu persamaan sistem dengan mengabaikan faktor-faktor besaran yang
mempengaruhi dalam eksperimen.
Misal :
a) Sumber dari alat
Sebuah thermometer yang terkalibrasi sejak awal pada tekanan
atmosfir menunjukkan 102 0C pada air mendidih, dan 2 0C pada es
membeku.Apabila thermometer ini digunakan untuk mengukur maka
menunjukkan hasil yang selalu lebih tinggi 2 0C.
b) Sumber dari pengamatan
Misal, cara membaca skala tidak posisi tegak lurus tetapi miring
kekanan atau kekiri yang akhirnya aka nada suatu kesalahan
pembacaan yang sering dinamakan paralaks.
c) Sumber dari lingkungan, Misalnya suhu lingkungan, tekanan
lingkungan, dan situasi lingkungan secara tidak langsung akan
mempengaruhi hasil pengukuran.
Pengaruh ralat sistematis ini dapat dieliminasi apabila sudah dapat diketahui
penyebab atau sumbernya.
Definisi ralat rambang : ralat yang bersifat fluktuatif saat dimana gejala
pengamatan kadang menunjukkan nilai terlalu besar atau terlalu kecil.
Sumber dari ralat ini tidak selalu dapat diidentifikasi. Sumber yang
memungkinkan sering berasal dari:
a) Pengamat : misalnya ketidakcermatan dalam menaksir suatu
penunjukkan skala.
b) Lingkungan : misalnya terjadi fluktuasi sumber tegangan dari PLN,
adanya getaran mekanik, perubahan temperature ruang, dan
sebagainya.
Untuk meminimalisasi ralat rambang harus dilakukan pengukuran berulang,
semakin banyak pengulangan akan semakin memperkecil ralat ini.
Misal :
Pengukuran panjang atau lebar dan tinggi suatu benda berbentuk balok (lihat
gambar 2).
Gambar 1.2 Contoh pengukuran panjang, lebar, tinggi pada balok
9
Dalam hal ini dapat dilakukan pengukuran (l), (p) dan (t) secara berulang-
ulang dengan mengambil posisi pengukuran (area yang diukur) berbeda-beda
asal masih mewakili besaran yang diinginkan.
Contoh lain :
Misal pengukuran besaran yang berdasarkan pengamatan cukup fluktuatif
yaitu pengamatan tegangan atau arus listrik yang sistemnya tidak stabil, maka
data dapat diamati secara berulang.
Cara menentukan model data tersebut adalah sbb:
Pengukuran ke Data pengamatan
1
2
3
4
5
47,51
47,49
47,48
47,50
47,47
Dengan menggunakan rumus ralat sbb :
Δx =
=
Δx = ralat pengamatan
= nilai rata-rata
= data ke-i
n = Jumlah data pengulangan
1.3. Cara menentukan nilai ralat
Nilai ralat ini ditentukan oleh banyak faktor (seperti sudah disampaikan
sebelumnya), dan untuk memahami faktor-faktor tersebut diperlukan
pengetahuan yang cukup mengenai metode analisa data disamping
diperlukan banyak pengalaman eksperimen maupun penelitian yang
dilakukan sehingga tercapai “commonsense” yang benar pada diri seorang
pengamat/pengolah data.
Untuk itu diberikan suatu pedoman yang praktis bagi praktikan (pengolah
data pemula) dengan pendekatan yang sederhana sehingga dapat menghitung
ralat dengan cara yang benar sesuai dengan model datanya.
1. Data tunggal
Catatan : Pengukuran dilakukan secara berulang hanya apabila penunjukkan
nilai ukur terjadi fluktuasi, tetapi bila ternyata penunjukkan
konstan (konsisten) maka tidak perlu dilakukan pengukuran
berulang!
10
Yaitu data yang diperoleh cukup sekali pengamatan.
Missal : pengamatan suhu pada proses pendinginan, pengamatan panjang
kawat /tali yang tipis, pengamatan arus atau tegangan listrik yang cukup
stabil, dsb.
Cara menetukan ralat dilakukan dengan penaksiran yang dilandasi oleh
keadaan skala alat tsb.
2. Data berulang
Yaitu data yang diamati secara berulang (lebih dari satu kali), hal ini
secara eksperimen dapat dilakukan dan cukup layak /konsisten datanya.
Misal :
Hasil perhitungan kalkulator :
= 47,49
Δx = 0,0158113
Penyajian hasil tersebut dituliskan sebagai :
x = (47,49 ± 0,02) diskusikan angka ini dengan asisten.
3. Ralat perambatan
Merupakan ralat perhitungan dari suatu besaran yang besaran tersebut
tidak dapat teramati secara langsung tetapi lewat besaran lain yang terukur
langsung.
Misal :
Mengukur volume benda berbentuk balok dengan alat ukur panjang
(penggaris). Besarnya panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) merupakan
besaran yang terukur langsung, sedangkan besaran volume (V) balok
dihitung lewat rumus
= . .
Gambar 1.3 Ralat volume (V) dihitung dengan rumus perambatan ralat
Ralat volume (V) : Δv =
Misal hasil data diperoleh :
p = (5,12 ± 0,02) cm
l = (3,22 ± 0,01) cm
t = (2,57 ± 0,01) cm
Diperoleh hasil perhitungan :
= (5,12) (3,22) (2,57) = 42,37 cm³
= . = (3,22) (2,57) = 8,2754
11
= . = (5,12) (2,57) = 13,1564
= . = (5,12) (3,22) = 16,4864
ΔV =
ΔV = 0,5643 cm³
Penyajian hasil perhitungan Volume balok adalah
V = (42,4 ± 0,6) cm³
Contoh lain
Misal akan dihitung jarak fokus suatu lensa dengan diberikan data hasil
pengamatan jarak bayangan (b’ = 25,5 ± 0,2) cm dan jarak benda (b’ = 20,1 ±
0,2) cm
Gambar 1.4 Gambar percobaan jarak titik api cermin speris dan lensa speris
Perhitungan fokus lensa (f) lensa melalui rumus
= + Atau f= = 11,24 cm
Diperoleh ralat fokus melalui rumus perambatan ralat sebagai
σf = = 0,03 cm
dengan
= = 0,3128
= = 0,1943
Hasil Perhitungan ditulis :f = (11,24 ± 0,03) cm
Grafik
1.4. Pengantar
Di dalam proses menganalisa data hasil suatu eksperimen bahkan
penelitian sekalipun sangat diperlukan tampilan data dalam bentuk grafik.
Grafik merupakan suatu bentuk visual dari suatu tampilan data yang dapat
memberikan gambaran tentang kelakuan/fungsi data terhadap besaran-
besaran (variable-variabel) lain yang mempengaruhinya. Untuk itu seorang
analisis data harus dapat membuat grafik secara baik, benar, bijaksana, dan
tepat, karena hasil grafik akan sangat membantu dalam mengevaluasi data
yang diamati.
12
1.5. Manfaat/kegunaan Grafik
1. Secara visual, grafik merupakan gambaran data hasil pengamatan yang
banyak mengandung informasi bagi pengamat.
Misal :
Seorang pengamat ingin menyelidiki keberlakuan hukum hooke yang
menyatakan bahwa perubahan panjang suatu benda yang bersifat elastic
berbanding lurus terhadap gaya yang dikerjakan kepada benda tersebut.
Δl =F dimana Δl : perubahan panjang
F : gaya
Dalam melakukan pengamatan digunakan benda pegas yang tergantung
dan diberi beban massa (M). Hasil pengamatan digambarkan oleh grafik Δl
(cm) sebagai fungsi perubahan massa beban M (gram) sebagai berikut:
Gambar 1.5 Contoh grafik analogi hukum Hooke
Sekilas pandang pengamat langsung dapat mengambil kesimpulan bahwa
keberlakuan hukum Hooke untuk pegas yang diamati hanya berlaku pada
daerah dimana massa dibawah 30 gram (M < 30 gram), diatas massa
tersebut sudah memberikan gambaran yang tidak linier lagi yang berarti,
hubungan antara Δl dan F untuk M > 30 gram sudah tidak berbanding lurus
(lihat gambar1.5).
2. Grafik berguna untuk membandingkan antara hasil eksperimen dengan
landasan teorinya.
Misal :
Pengamatan pola difraksi pada celah tunggal (seperti gambar 1.6).
13
Gambar 1.6 Contoh grafik yang berupa garis melengkung
Pada gambar 1.6, kurva yang berupa garis melengkung merupakan hasil
hitungan dari intensitas pola difraksi celah tunggal, sedangkan titik-titik
hitam merupakan hasil pengamatan yang tertampil pada grafik intensitas
sebagai fungsi jarak.
Terlihat langsung bahwa terdapat daerah yang sesuai atau tidak sesuai
antara eksperimen dengan pendekatan teoritisnya.
3. Grafik dapat digunakan untuk kalibrasi (peneraan) yang secara empiris
memberikan hubungan antara dua besaran yang saling mempengaruhi.
Misal :
Suatu elemen listrik LDR (Light Dependent Resistor), besarnya tahanan
listrik (R) tergantung dari intensitas cahaya (I) yang jatuh pada permukaan
LDR tersebut. Secara teori hubungan natara I dan R pada LDR tersebut
belum dipikirkan, namun dapat dilakukan pengamatan dengan baik (seperti
gambar 1.7).
Gambar 1.7 Contoh grafik lux – hambatan listrik
Dari grafik dapat dilihat secara langsung nilai lux cahaya ketika R = 400 kΩ
adalah ≈ 180 lux.
14
4. Grafik dapat menentukan konstanta yang menghubungkan antara besaran
yang satu dengan yang lainnya.
Misal :
Kemiringan (gradien) grafik pada gambar 1 menunjukkan nilai konstanta
yang menghubungkan antara perubahan panjang pegas dan pertambahan
bebannya. Dalam hal ini Gradien = K = 0,22 cm/gram yang merupakan nilai
tetapan elastisitas pegas tersebut (berarti pegas akan bertambah panjang
0,22 cm untuk setiap pemberian beban 1 gram).
1.6. Langkah-langkah membuat grafik
1. Pasang sumbu-sumbu horisontal (Sumbu-x) sebagai data-data variabel
(sebab) dan sumbu vertikal (sumbu-y) sebagai data hasil pengamatan
(akibat). (hal ini tidak boleh terbalik!)
2. Buatlah angka skala pada kedua sumbu tersebut yang sesuai (berkisar pada
daerah hasil pengamatan) sehingga memudahkan untuk melukis titik
pengamatan. Pilih angka skala yang mudah missal 1 cm pada kertas grafik
mewakili 1 unit (atau 10, 100, 0.1 dan sebagainya).
3. Aturlah pembagian skala dengan baik sehingga titik pengamatan berjarak
cukup (tidak saling berdempetan) antara satu dengan lainnya (lihat gambar
1.8)
Gambar 1.8 Contoh koordinat titik pada grafik
4. Aturlah pembagian skala pada sumbu horisontal dan sumbu vertikal
sedemikian sehingga kemiringan grafik (khusus grafik linier) berada antara
sudut 30° dan 60° (lihat gambar 1.9)
Gambar 1.9 Sudut kemiringan grafik
15
5. Tarik garis grafik secara halus dan merata yang menelusuri daerah titik-titik
pengamatan, jangan melukis garis patah-patah yang menghubungkan tiap
dua titik pengamatan yang berurutan (lihat gambar 1.10).
Gambar 1.10 Contoh penarikan garis secara halus dan merata pada grafik
6. Apabila grafik yang diharapkan merupakan garis lurus (linier) yang
mempunyai persamaan y = Mx, jangan dipaksa melalui titik (0,0), tetapi
hendaknya ditarik garis lurus yang paling cocok melalui daerah titik-titik
hasil pengamatan. (hal ini, agar terdeteksi apabila ternyata terdapat ralat
sistematis dalam pengamatan) (lihat gambar 1.11).
Gambar 1.11 Contoh penarikan garis linier yang benar pada grafik
7. Penggambaran grafik pengamatan yang baik dilakukan langsung pada saat
eksperimen masih berlangsung (ketika set-up eksperimen masih belum
diubah /dibongkar). Hal ini akan sangat membantu pengamat apabila terjadi
penyimpangan data yang cukup menyolok, sehingga ada suatu langkah
pengulangan pengamatan.
8. Langkah penyempurnaan data perlu dilakukan apabila masih
memungkinkan, yaitu dilakukan di daerah yang sangat menentukan
crucialregions). Missal seperti gambar 1.11, tindakan penyempurnaan
masih perlu didaerah kosong (l< 15 mA).
16
PERCOBAAN KE - 1
PENGUKURAN
1.1 TUJUAN
Praktikum ini bertujuan agar setiap praktikan mampu:
1. Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur seperti: Mistar,
Jangka Sorong, Mikrometer sekrup, gelas ukur dan Neraca /Timbangan.
2. Menentukan besaran turunan berdasarkan besaran dasar seperti: panjang,
luas, Volume, dan Massa Jenis benda untuk benda beraturan dan yang
tidak beraturan.
Dalam melakukan pengolahan, analisis data dan memberikan kesimpulan
hasil praktikum PENGUKURAN harus melakukan dan melaksanakan
konsultasi dengan asisten pengampu terlebih dulu selambat – lambatnya 1
minggu setelah praktikum.
1.2 ALAT DAN BAHAN
Dalam melakukan percobaan pengukuran, alat dan bahan yang dipergunakan
antara lain:
1. Alat pengukuran (neraca, mistar, jangka sorong, mikrometer)
2. Zat cair (Air)
3. Benda tak beraturan
4. Benda berbentuk balok
5. Benda berongga
6. Bola
1.3 PROSEDUR PELAKSANAAN
LANGKAH 1 : SETTING
Semua anggota menyiapkan alat & bahan sesuai dengan gambar yang ada
di modul.
Pastikan peralatan layak untuk digunakan
Semua anggota siap mengikuti praktikum dengan membawa peralatan alat
tulis.
LANGKAH 2 : PERCOBAAN
SEMUA ANGGOTA :
1. Salah satu anggota menggambar benda sembarang
2. Mengukur tebal I dan tebal II dari benda sembarang menggunakan
mikrometer sekrup.
17
3. Mengukur diameter I, II, III, IV benda sembarang menggunakan
jangka sorong.
4. Menimbang benda sembarang menggunakan neraca O’hauss.
PRAKTIKAN A : (Anggota 1)
1. Menimbang balok menggunakan nerca o’hauss
2. Mengukur tinggi balok menggunakan high gauge
3. Mengukur panjang dan lebar balok menggunakan jangka sorong
PRAKTIKAN B : (Anggota 2)
1. Mengukur diameter bola menggunakan jangka sorong
2. Menimbang bola dengan cara massa gelas ukur berisi bola dikurangi
dengan massa gelas ukur kosong
PRAKTIKAN C : (Anggota 3)
1. Menggambar benda berongga
2. Mengukur diameter benda berongga menggunakan jangka sorong
3. Mengukur panjang, lebar, tinggi benda berongga menggunakan jangka
sorong
4. Menimbang benda berongga menggunakan neraca o’hauss
PRAKTIKAN D : (Anggota 4)
1. Menimbang gelas ukur kosong menggunakan neraca o’hauss
2. Mengisi gelas ukur dengan air
3. Mengukur volume air
4. Menimbang gelas ukur yang telah berisi air kemudian mencari massa
air dengan cara mengurangi massa gelas berisi air dengan gelas ukur
yang kosong
SEMUA ANGGOTA :
Semua anggota mengecek semua kelengkapan data percobaan pengukuran.
1.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO
Setelah selesai melaksanakan praktikum modul pengukuran, praktikan
diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian praktikan
wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 1 dalam bentuk portofolio
maksimal (1 minggu) setelah praktikum.
Adapun isi dari portofolio ini antara lain :
1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir
pada modul.
18
2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan
modul praktikum yang diberikan asisten
3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan
4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan
5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan
6. Dokumentasi kegiatan team work.
1.5 LANDASAN TEORI
Suatu besaran turunan ditentukan dengan mengukur besaran dasar
terlebih dahulu, sehingga untuk menentukan besaran turunan seperti : luas,
volume, dan massa jenis diperlukan besaran dasar berupa panjang, lebar,
maupun diameter. Dalam pengukuran sebuah benda dengan bentuk yang
sembarang dengan memiliki volume (v) dan massa (m) maka benda tersebut
dapat diketahui massa jenisnya dengan rumus sebagai berikut:
Keterangan :
= massa jenis (kg/m3)
m = massa benda (kg)
V = volume benda (m3)
Dengan demikian berdasarkan perumusan diatas kita mampu menentukan
massa jenis beberapa benda.
Beberapa konsep yang berkaitan dengan hasil dari pengukuran adalah :
Angka penting
Ketidakpastian
Galad (perhitungan error)
Didalam fisika terdapat beberapa jenis besaran yaitu besaran pokok dan
besaran turunan, yaitu sebagai berikut :
19
Tabel 1.1 Besaran Pokok Fisika
No Nama Besaran Satuan Dimensi
1 Massa Kg M
2 Waktu s T
3 Panjang m L
4 Suhu o K Ө
5 Jumlah Zat Mol N
6 Intensitas Cahaya Candela J
7 Kuat Arus Ampere I
Satuan dasar dan satuan turunan: diperkuat, ex berat, daya menurut
mekanika, listrik, fluida.
1.6 RUMUS PERCOBAAN PENGUKURAN
a. Massa Jenis
KR = x 100% K = 100% - KR
Keterangan :
= massa jenis (kg/m³)
m = massa benda (kg)
V = volume benda (m³)
= ralat massa jenis (kg/m³)
KR= kesalahan relatif (%)
K = ketelitian (%)
20
b. Balok
V = p.l.t
Keterangan :
V = volume balok (m³)
V = ralat volume balok (m³)
p = panjang balok (m)
p = ralat panjang balok (m)
l = lebar (m)
l = ralat lebar (m)
t = tinggi (m)
t = ralat tinggi (m)
c. Bola
Keterangan :
V = volume bola (m³)
V = ralat volume bola (m³)
r = jari – jari bola (m)
r = ralat jari – jari bola (m)
d. Tabung
V = . r2. t
Keterangan :
V = volume tabung (m3)
r = jari – jari tabung (m)
t = tinggi tabung (m)
V= ralat volume tabung (m3)
r = ralat jari – jari tabung (m)
t = ralat tinggi tabung (m)
21
e. Prisma Segitiga
V = ( ½ . a.t ) .T
ΔV =
Keterangan :
V = Volume Prisma Segitiga (m3)
a = Alas Segitiga (m)
t = Tinggi Segitiga (m)
T = Tinggi Prisma (m)
REFERENSI
Serway, R.A,1986: Physics 2nd Sounders College
Halliday, Resnick dan Krane, 1996 : Physics I, John Willey 7 Sons
22
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN
Jenis Praktikum : Pengukuran
Hari / Tanggal Praktikum :
Fakultas / Jurusan :
Kelompok/Nama Kelompok :
DATA HASIL PERCOBAAN :
No
Nama
Sampel
Alat yang
digunakan
Dimensi Volume
Massa
Massa
Jenis
Panjang Lebar Tebal Diameter
1 Balok
---
2 Bola
--- --- ---
3 Benda
Berongga
4 Benda
Sembarang
5 Zat Cair
--- --- --- ---
Toleransi:
p = cm Untuk zat cair : m = gr
l = cm V = cm3
t = cm
m = cm
r = cm
Asisten Pengampu
NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN
1. 1.
2.
3.
4.
5.
6.
2.
3.
4.
5.
6.
23
PERCOBAAN KE - 2
BIDANG MIRING
2.1 TUJUAN
Praktikum ini bertujuan agar tiap-tiap praktikan mampu,
1. Membedakan dan mendifinisikan gaya-gaya yang bekerja pada balok.
2. Menguraikan gaya-gaya yang bekerja pada balok di bidang miring.
3. Mencari koefisien gesek pada benda diam dan benda sedang beargerak
yang meluncur pada bidang miring.
Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum
Bidang Miring harus melakukan dan melaksanakan konsultasi dengan
asisten pembimbing terlebih dulu selambat – lambatnya 1 minggu setelah
praktikum.
2.2 ALAT DAN BAHAN
1. Bidang luncur yang bisa diatur sudutnya
2. Beban
3. Balok
4. Stopwatch
5. Mistar
6. Bedak
7. pengait
2.3 PROSEDUR PELAKSANAAN
LANGKAH 1 : MENIMBANG BERAT BALOK, BEBAN, & PENGAIT
a) Anggota 1 : Menimbang massa balok
b) Anggota 2 : Menimbang massa beban
c) Anggota 3 : Menimbang massa pengait
d) Anggota 4 : Mencatat data masa balok, beban, dan pengait
LANGKAH 2 : SETTING BIDANG MIRING (1)
a) Anggota 1 : Melihat sudut
b) Anggota 2, 3 : Menaikkan bidang miring
c) Anggota 4 : Memberi bedak
LANGKAH 3 : SETTING BIDANG MIRING (2)
a) Anggota 1 : Mengukur panjang balok
b) Anggota 2, 3 : Mengatur panjang lintasan
c) Anggota 4 : Mempersiapkan stopwatch
24
LANGKAH 4 : PENGAMBILAN DATA
a) Anggota 1 : Melepaskan beban
b) Anggota 2, 3, 4 : Mengamati waktu tempuh stopwatch
c) Anggota 4 : Mencatat waktu stopwatch dalam tabel
2.4 PANDUAN ISIAN PORTOFOLIO
Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 2, praktikan diharapkan
memahami inti dari praktikum project 2 ini. Kemudian praktikan wajib
menyelesaikan hasil praktikum project 2 dalam bentuk portofolio maksimal
(1 minggu) setelah praktikum.
Adapun isi dari portofolio ini antara lain :
1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang
terlampir pada modul.
2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai
dengan modul praktikum yang diberikan asisten.
3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.
4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.
5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa
perhitungan.
6. Dokumentasi kegiatan team work
2.5 LANDASAN TEORI
Gambar 2.1 Bidang luncur
25
2.5.1 Pengertian Bidang Miring
Bidang miring adalah suatu pesawat sederhana dengan
permukaan datar dan mempunyai sudut ( bukan sudut tegak lurus)
terhadap permukaan horisontal. Keuntungan mekanik bidang
miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan
tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar
keuntungan mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus
dilakukan.Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dαengan
perbandingan antara panjang (s) dan tinggi bidang miring (h).
2.5.2 Terminologi yang berkaitan
a) Gaya berat dan gaya Normal
Jika sebuah benda yang terletak pada bidang datar dan tidak
ada gaya yang kita berikan pada benda tersebut maka akan terjadi
kesetimbangan antara gaya berat benda (W) tersebut dengan gaya
reaksi yang dilakukan oleh permukaan yang arahnya berlawanan
dengan gaya berat benda dan tegak lurus dengan bidang
permukaannya, gaya ini dikenal sebagai gaya normal (N), perhatikan
gambar 2.1
b) Gaya Gesek statik dan Kinetik
jika sebuah benda diletakkan pada bidang miring dan
resultan gaya yang bekerja F=0 , maka terdapat gaya gesekan statis,
dimana gaya gesek statis besarnya sama dengan
jika benda dikenai gaya . dan kemudian benda bergerak maka gesekan
kedua permukaan terdapat gaya reaksi. Yang di sebut gaya gesek
kinetik.
c) Gaya tegang tali
Adalah gaya reaksi pada tali , pegas, dan benda yang terjadi
karena ujung-ujungnya dihubungkan dengan benda yang lain.
KM = s/h
fs=µs.N
fk=µk.N
26
d) D’Alembert Principle
D’Alembert Principle adalah jika suatu benda mengalami
percepatan ā, maka pada benda itu akan terkena gaya inersia Fin=m. ā,
yang arahnya berkebalikan dengan arah percepatanya.
2.6 RUMUS PERCOBAAN BIDANG MIRING
Percobaan ke-n
ondn
tttt n sec..................
......21
)1(
)( 2
nn
ttt
Percepatan
0,2
1 2 VoatVotS BA
2
2
1atS BA
2
2/.....
2scm
t
Sa BA
2
2
3
2
2
2
22t
t
SS
ta BA
BA
Koefisien Gesek Statis (S)
)('
)(
2
1
kgPPm
kgbalokmassam
tancos1
2 m
ms
2
1
2
2
1
22
2
2
1 coscos
1m
m
mm
ms
27
Koefisien Gesek Kinetik (K)
tancos.cos. 1
21
1
2
m
mm
g
a
m
mk
22
2
1
22
1
2
2
1
2
2
2
1
22
2
2
1
2
2
2
2
2
2
1
2
2
1
22
2
2
1
cos..
.
cos..
.
cos.cos.cos.
cos.
1
cos.cos.
1
ggm
amm
gm
am
agm
mm
gm
ag
g
a
ag
mm
mm
m
k
k=(k±Δk)
%100xKRk
k
K=100%-KR
Keterangan:
t = waktu (second) H = tinggi (m)
a = percepatan (m/s2) Sa-b = panjang lintasan (m)
g = percepatan gravitasi (m/s2) KR = kesalahan relative (%)
α = sudut ( 0) m1 = massa balok (kg)
P = massa beban (kg) W = berat balok (N)
P’ = massa pengait (kg) K = ketelitian (%)
m2 = massa P+P’(kg) k = koefisien gesek kinetik
KH = keuntungan mekanis s = koefisien gesek statis
S = panjang (m) 1m = ralat massa balok (kg)
2m = ralat massa (kg) g = ralat percepatan grafit asi (m/s2)
a = ralat percepatan benda (m/s2)
28
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN
Jenis Praktikum : Bidang Miring
Hari / Tanggal Praktikum :
Fakultas / Jurusan :
Kelompok / Nama kelompok :
NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN
1. 1.
2.
3.
4.
5.
6.
2.
3.
4.
5.
6.
DATA HASIL PERCOBAAN :
NO m
(kg)
P
(kg)
P’
(kg)
Sudut
(0)
Sa-b
(m)
t (second)
t1 t2 t3
1
2
3
4
∆P = N ∆m1 = kg
∆Sa-b = m ∆m2 = kg
∆W = N ∆a = m/s2
∆g = m/s2
Asisten Pengampu
Benda 1 Benda 2
29
Gambar 3.1 Rangkaian listrik untuk percobaan panas penguapan
PERCOBAAN KE - 3
PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR
3.1 TUJUAN
Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu,
1. Menentukan kapasitas panas yang dibutuhkan untuk meleburkan suatu es
dan panas yang dibutuhkan untuk merubah fase cair menjadi uap.
2. Memahami faktor apa saja yang mempengaruhi siklus perubahan fase
suatu zat cair.
3. Melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan sesuai dengan
praktikum kelompok tersebut.
Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum
Panas Lebur Es dan Panas Penguapan Air harus sudah selesai
dilaksanakan dan dikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing –
masing kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.
3.2 ALAT DAN BAHAN
1. Kalorimeter
2. Es dengan massa tertentu
3. Kalorimeter dengan kawat pemanas
4. Timbangan
5. Thermometer
6. Voltmeter
7. Amperemeter
8. Stopwatch
9. Kabel
10. Bejana pemanas
3.3 PROSEDUR PELAKSANAAN
LANGKAH 1 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN
PRAKTIKAN A : (Anggota 1)
1. Menimbang massa kaorimeter yang dilapisi plastik bening.
2. Mengambil air yang telah dipanaskan ±3/4 dari tinggi kalorimeter.
3. Menimbang massa campuran air dan kaorimeter
4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong
sehingga didapatkan massa air.
30
5. Mengukur suhu awal dari air tersebut dengan termometer.
6. Memanaskan dan menutup kalorimeter dengan kawat pemanas,
kemudian menghidupkan amperemeter dan voltmeter.
7. Menyalakan stopwatch selama 10 menit.
LANGKAH 2 : PERCOBAAN PANAS LEBUR
PRAKTIKAN B : (Anggota 2)
1. Menimbang massa kalorimeter kosong
2. Mengambil air dari kran ±1/2 gelas kalorimeter.
3. menimbang massa campuran air dan kalorimeter
4. mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong
sehingga didapatkan massa air.
5. Mengukur suhu awal air dengan termometer.
6. Menimbang massa es dengan cara yang sama.
7. Mengukur suhu es dengan termometer digital.
8. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan
mengaduk hingga es habis.
9. Mengukur suhu akhir dengan termometer.
PRAKTIKAN C : (Anggota 3)
1. Menimbang massa kalorimeter kosong
2. Mengambil air sisa percobaan sebelumnya dengan ditambah sedikit air
dari kran.
3. Menimbang massa campuran air dan kalorimeter
4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong
sehingga didapatkan massa air.
5. Mengukur suhu awal air dengan termometer.
6. Menimbang massa es dengan cara yang sama.
7. Mengukur suhu es dengan termometer digital.
8. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan
mengaduk hingga es habis.
9. Mengukur suhu akhir dengan termometer.
LANGKAH 3 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN
PRAKTIKAN D : (Anggota 4)
1. Setelah stopwatch sampai pada menit ke 10, praktikan mencatat hasil
ampere dan volt dengan dibantu teman lain.
2. Setelah variak dimatikan, angkat utup kalorimeter dengan kawat
pemanas kemudian bersihkan sisa uap air yang ada dipinggir
kalorimeter.
31
3. Mengukur suhu akhir air menggunakan termometer.
4. Menimbang massa akhir air.
5. Menghitung delta massa (selisih massa awal dan massa akhir air).
3.4 PANDUAN ISIAN PORTOFOLIO
Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 6, praktikan
diharapkan memahami inti dari praktikum project 6 ini. Kemudian praktikan
wajib menyelesaikan hasil praktikum project 6 dalam bentuk portofolio
maksimal (1 minggu) setelah praktikum.
Adapun isi dari portofolio ini antara lain :
a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir
pada modul.
b) Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan
modul praktikum yang diberikan asisten.
c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.
d) Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.
e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.
f) Dokumentasi kegiatan team work
3.5 LANDASAN TEORI
Keadaan (fase) zat di alam ada tiga fase yaitu cair, padat, dan gas.Zat
– zat itu dalam kondisi – kondisi temperatur dan tekanan tertentu mengalami
ketiga fase tersebut.Misalnya air juga mengalami hal seperti itu yaitu dalam
keadaan padat, keadaan cair dan gas atau uap.Transisi dari satu fase ke fase
lainnya disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan seringkali
disertai juga perubahan volume. Sebagai contoh, andaikan sebongkah es
diambil dari kulkas dengan suhu misalnya -5 °C dan dengan cepat es
dimasukan ke dalam suatu bejana pemanas yang dilengkapi dengan
thermometer untuk mengukur temperaturnya dengan penambahan panas
yang teratur. Maka akan tampak thermometer naik secara teratur sampai
suhu 0 °C. Setelah itu es tersebut akan berubah menjadi cair atau dengan
kata lain es mencair. Disini terjadi perubahan fase dari padat menjadi
cair.Kenaikan temperatur berhenti karena panas seluruhnya dipakai untuk
mencair.
Setelah es mencair seluruhnya, temperatur perlahan-lahan naik
kembali. Kenaikan yang terjadi akan lebih lambat dari sebelum mencair
sebab panas jenis dari air lebih besar dari pada panas jenis es. Kenaikan
32
temperatur air juga berhenti pada suhu ± 100 °C pada tekanan udara 1 atm,
dengan tekanan udara yang berbeda akan diikuti titik didih air yang berbeda
– beda pula. Temperatur akan tetap 100 °C sampai air menjadi uap
seluruhnya dan seterusnya hingga menjadi superheated jika diberikan panas
terus menerus.
Titik lebur es atau titik beku air dan titik didih air nampak jelas pada
grafik di bawah ini :
Gambar 3.2 Grafik Perubahan Fase Zat
Besarnya panas yang diserap es untuk melebur dan panas yang
diserap untuk menguap oleh massa zat m adalah :
Q = m L
Keterangan :
Q = panas yang diserap atau dihasilkan (kalori)
L = panas yang diserap atau dihasilkan persatuan massa (kalori/kg)
Metode yang digunakan dalam percobaan :
(a) Panas lebur es dapat dicari dengan memasukan es yang sudah
ditimbang ke dalam kalorimeter yang berisi air yang sudah diketahui
massanya, kemudian diamati temperatur awal dan temperatur
akhirnya. Misalnya masa es dalam kalorimeter mes, massa air dalam
kalorimeter ma, dengan temperatur Ta dantemperatur setimbangTs
dengan azas black, panas yang diserap sama dengan panas yang
dilepaskan, didapat persamaan :
Qlepas = Qterima
ma.ca.(Ta-Ts) = mes.Lc
33
panas lebur es (Lc)dapat dicari dimana ma=massa air, mes=massa es
(b) Panas penguapan air dapat dicari dengan menguapkan air yang
berada dalam kalorimeter dengan kawat pemanas, tenaga yang
diberikan oleh kawat pemanas sama dengan panas yang diterima air.
Dengan mengamati perubahan massa air pada saat mendidih maka
dapat dihitung panas penguapan dari air tersebut. Bila suhu air panas
Tm, suhu air mendidih Ts, tegangan kawat pemanas V, arus yang
melewati kawat pemanas I dalam waktu t dengan perubahan massa
air Δma, maka didapat persamaan :
V.I.t = Δma.Lv + ma.ca.(Ts-Tm)
Panas penguapan (Lv) dapat dicari.
3.6 RUMUS PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR
a) PANAS LEBUR ES
caireses
es
aircairair TCTCm
TTcmLc ..
)(.
2222
22222
2
2
2
2
2
2
2
2
...
...
airccair
esesesesair
es
aircairair
air
es
airairc
es
airairair
es
aircair
c
cTTc
cTTcmm
TTcm
Tm
cmT
m
cmc
m
TTm
L
b) PANAS PENGUAPAN AIR
Qlepas = Qterima
V.I.t.(0,24) = (Lv.Δm) + (ma.ca.ΔT)
34
m
TcmtIVL aa
v
)..(24,0)...(
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
))((.
)(.
)(.
))(()..(24,0)...(
)(24,0)..(
)(24,0)..(
)(24,0)..(
Tm
cmc
m
Tm
mm
Tcm
m
TcmtIV
tm
IVI
m
tVV
m
tI
L
aaa
a
aaaa
v
Keterangan :
Lc = panas lebur es (kal/gr) ∆m = massa air yg berubah menjadi uap
((ma2 - ma1) (gr)) Lv = panas penguapan air (kalori)
mair = massa air (gr) ΔT = (Ts– Ta) suhu akhir – suhu awal
mes = massa es (gr) Lc = ralat panas lebur es (kal/gr)
Tair = suhu awal air (C) ma = ralat massa air (gr)
Tc = suhu akhir/campuran (C) mes = ralat massa es (gr)
Tes = suhu es (C) Δ(ΔT) = ralat perubahan suhu (oC)
(m) = ralat perubahan massa (gr) Tair = ralat temperatur awal air (C)
Cair = panas jenis air ( 1 kal/gr0C) ΔTc = ralat temperatur akhir/campuran (C)
C es = panas jenis es ( 0,5 kal/gr0C ) Tm = ralat suhu awal (C)
V = tegangan kawat pemanas (volt) Ta = ralat suhu akhir (C)
I = arus yang mengalir (ampere) ca = ralat panas jenis air (kal/gr C)
T = waktu yang ditentukan (detik) Lv= ralat panas penguapan (kalori)
V = ralat tegangan kawat pemanas (volt) ma = ralat massa air (gr)
I = ralat arus yang mengalir (ampere) K = ketelitian (%)
t = ralat waktu (detik) KR = kesalahan relatif (%)
REFERENSI
Sears, F.W. Mechanics, Heat and Sound
35
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN
Jenis Praktikum : Panas Lebur Es Dan Panas Penguapan Air
Hari / Tanggal Praktikum :
Fakultas / Jurusan :
Kelompok / Nama kelompok :
NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN
1. 1.
2.
3.
4.
2.
3.
4.
DATA HASIL PERCOBAAN :
a). Panas Lebur
Berat Kalorimeter Kosong = ……… gr Tes =….....0C
No. Massa air
(gr)
Massa es
(gr)
Temperatur Awal
Tair(0C)
Temperatur Akhir
Tc(0C)
1.
2.
Δmair = gr ΔTair = 0C
Δmes = gr ΔTc = 0C
ΔTes = 0C ΔCes = kal/gr
ΔCair = kal/gr
b). Panas Penguapan
No. ma1 (gr) ma2 (gr) Δm (gr) V (Volt) A (ampere) T
(detik) Tm(0C) Ta(
0C)
1.
ma = gr I = A
t = s Tm = 0C
V = Volt Ta = 0C
(T) = 0C (m) = gr
ca = gr
Asisten Pengampu
36
Gambar 6.1 Susunan Rangkaian Pada Pelengkungan Batang
PERCOBAAN KE – 4
PELENGKUNGAN BATANG
4.1 TUJUAN
Pada praktikum percobaan ke – 6 “Penentuan Nilai Modulus Elastistias
Besi dan Kuningan Dengan Pelengkungan Batang” bertujuan antara lain:
1. Praktikan diharapkan mampu menjelaskan definisi modulus elastisitas (E).
2. Praktikan diharapkan mampu menentukan nilai modulus elastisitas (E)
pada besi dan kuningan dengan menggunakan metode pelengkungan
batang.
3. Praktikan diharapkan mampu memahami konsep dan teori dari modulus
elastisitas (E).
Penentuan nilai modulus elastisitas pada besi dan kuningan harus
diselesaikan dalam waktu selambat-lambatnya satu minggu, kemudian diakhiri
dengan presentasi hasil nilai modulus elastisitas (E) pada besi dan kuningan di
akhir praktikum bersamaan dengan percobaan lain. Item penilaian terdiri dari
ketepatan hasil nilai modulus elastisitas (E), kemampuan bekerjasama dalam
kelompok, serta kemampuan mempresentasikan hasil terhadap dosen
pengampu dan asisten.
4.2 ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang digunakan untuk percobaan ke-8“Penentuan Nilai
Modulus Elastisitas Besi Dan Kuningan DenganPelengkungan Batang”
sebagai berikut:
1. Statif dan kait
2. Mikrometer
3. Beban
4. Batang uji
5. Mistar
6. Jangka sorong
4.3 PROSEDUR PELAKSANAAN
LANGKAH 1 : DATA AWAL
(a) Menghitung panjang antar tumpuan menggunakan mistar
(b) Menghitung lebar dan tebal logam besi
37
(c) Menghitung lebar dan tebal lobam kuningan
(d) Mencatat data panjang tumpuan, lebar dan tebal logam besi dan
kuningan
LANGKAH 2 : SETTING
a) Semua anggota merangkai alat & bahan sesuai dengan gambar
yang ada di modul. (batang uji percobaan ke 1 = Besi, ke 2=
Kuningan)
b) Pastikan peletakan batang uji, statif dan kait pada posisi setimbang
(beban tepat berada ditengah)
c) Mengatur ujung mikrometer menyentuh kait, lihat sensor lampu
redup/kelip-kelip, menunjukan bahwa tidak ada gaya tekan dari
mikrometer.
LANGKAH 3 : PERCOBAAN
(a) Mengatur mikrometer sehingga menunjukan sensor lampu redup/kelip-
kelip.
(b) Membaca mikrometer & menambahkan/mengurangkan beban.
(c) Mencatat data hasil pembacaan mikrometer pada setiap
penambahan/pengurangan di lembar data percobaan.
(d) Menghitung data hasil penambahan/pengurangan menggunakan
kalkulator.
LANGKAH 4 : DATA AKHIR
Saat memasukan data hasil perhitungan, tabel (δ) menunjukan nilai
mikrometer.
Untuk data tabel penambahan & pengurangan dapat dicari dengan
menghitung selisih (δ) pada setiap beban.
Data penambahan/pengurangan : δ - δ n (Dengan δ = δ pada beban 0
kg, dan δ n = δ pada beban ke-n).
Pengisian tabel penambahan dimulai dari beban terkecil ke beban
terbesar/dari atas ke bawah.
Pengisian tabel pengurangan dimulai dari beban terbesar ke beban
terkecil/dari bawah ke atas dengan data tabel penambahan terbesar
sebagai data acuan awal.
4.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO
Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 10, praktikan
diharapkan memahami inti dari praktikum project 10 ini. Kemudian
praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project 10 dalam bentuk
portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum.
38
Adapun isi dari portofolio ini antara lain :
1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir
pada modul.
2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan
modul praktikum yang diberikan asisten.
3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.
4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.
5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.
6. Dokumentasi kegiatan team work
4.5 LANDASAN TEORI
Jika batang logam ditumpu pada kedua ujungnya dan dikenai gaya (F) ke
bawah di bagian tengahnya maka batang akan melengkung. Jika(δ) adalah
besarnya kelengkungan itu, maka menurut hukum Hooke dipenuhi persamaan/
(Halliday dan Resnick. 1997).
A
L
B
F
δ
Gambar 6.2 Pelengkungan Batang
Modulus Elastisitas (E) adalah:
3
3
4 bh
BLE
Keterangan :
E = Modulus Elastisitas (Kg/cm2)
B = Rata-rata penambahan beban (kg)
L = Panjang dari tumpuan satu ketumpuan yang lain (cm)
b = Lebar batang (cm)
h= Tebal batang (cm)
=Simpangan kelenturan (cm)
39
4.6 RUMUS PELENGKUNGAN BATANG
Logam yang digunakan …….
……….cm
……..Kg/cm2
Keterangan :
= Simpangan Kelenturan (cm)
= Toleransi / ralat Simpangan Kelenturan (cm)
= Banyaknya penambahan beban
= Modulus Elastisitas (kg/cm2)
= Toleransi / ralat Modulus Elastisitas (kg/cm2)
B = Rata-rata Penambahan Beban (kg)
L = Panjang Batang (cm)
b = Lebar Batang (cm)
h = Tebal Batang (cm)
= Toleransi / ralat Panjang Batang (cm)
= Toleransi / ralat Lebar Batang (cm)
= Toleransi / ralat Tebal Batang (cm)
= Toleransi / ralat Rata-rata Penambahan Beban (cm)
= Ketelitian rata-rata(%)
K = Ketelitian(%)
40
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN
Jenis Praktikum : Pelengkungan Batang
Hari / Tanggal Praktikum :
Fakultas / Jurusan :
Kelompok/ Nama Kelompok :
NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN
1 1.
2 2.
3 3.
4 4.
5 5.
6 6.
DATA HASIL PERCOBAAN
PE
RC
OB
AA
N
JENIS
BATANG
BERAT
BEBAN
(B)
(kg)
SIMPANGAN
(cm)
δ PENAMBAHAN δ PENGURANGAN
1
BESI 0
0.05
L = 0.10
b = 0.15
h = 0.20
2
KUNINGAN 0
0.05
L = 0.10
b = 0.15
h = 0.20
Toleransi
ΔL = cm
Δb = cm
Δh = cm
ΔB = cm
Asisten Pengampu
41
PERCOBAAN KE – 5
VISCOSITAS STOKE
5.1. TUJUAN
Praktikum ini bertujuan agar setiap anggota kelompok mampu :
1. Mendekripsikan hukum stoke
2. Mengetahui prinsip dasar penggunaan hukum stoke
3. Menentukan koefisien kekentalan zat cair menggunakan hukum stoke
4. Mengeahui contoh penerapan viscositas stoke
Viscositas Stoke harus selesai tanggal (.......). Hasil dari praktikum wajib
dipresentasikan bersamaan dengan project 1-8/6 pada saat post test.
Presentasi dilaksanakan dilaksanakan dihadapan asistant dan/atau dosen
pembimbing. Item penilaian terdiri dari performansi hasil desain (kreativitas,
dan inovasi), portofolio, kemampuan kerjasama dalam kelompok serta
kemampuan mengkomunikasikan hasil.
5.2. ALAT DAN BAHAN
1. Pipa gelas yang panjang
2. Empat bola dengan diameter berbeda.
3. Stopwatch.
4. Jangka sorong
5. Neraca
6. Gelas pengukur atau Picnometer
7. Pita meter
5.3. PROSEDUR PELAKSANAAN
LANGKAH 1 : DATA AWAL
1. (Anggota: A)
Menyiapkan tabel data dan mencatat setiap hasil data praktikum yang
didapatkan.
2. (Anggota: B)
Mengukur massa oli menggunakan picnometer dengan cara :
a. Menimbang picnometer kosong dengan menggunakan neraca Kg,
mencatat hasil data.
b. Memindahkan oli dari kalorimeter ke dalam picnometer
c. Menimbang picnometer yang berisi oli dengan menggunakan
neraca, mencatat hasil data.
42
d. Menghitung massa oli dengan cara data poin a dikurangi dengan
data poin c (lihat panduan di data tabel).
3. (Anggota: C)
Membaca volume oli pada picnometer dengan cara melihat batas oli
pada angka yang tertera pada picnometer.
4. (Anggota: A)
Menetapkan urutan bola dari yang terbesar ke yang terkecil kemudian
mengukur massa 4 massa bola logam dengan menggunakan neraca
gram secara bergantian, catat hasil.
5. (Anggota: B)
Mengukur jari-jari (r) pada setiap bola sesuai dengan urutan bola
menggunakan jangka sorong, catat hasil.
6. (Anggota: C)
Mengukur panjang jarak oli pada pipa gelas panjang berdasarkan jarak
dari permukaan atas oli sampai permukaan bawah oli pada pipa gelas
panjang (SA-B) menggunakan pita meter, catat hasil.
7. (Anggota: A)
Menjatuhkan bola pertama ke dalam oli di mulai dari permukaan atas
oli dengan tanpa kecepatan awal dan memberikan aba-aba saat bola
akan di jatuhkan.
8. (Anggota: B & C)
Mengamati dengan teliti waktu tempuh bola dari permukaan atas oli
hingga permukaan bawah oli menggunakan stopwatch, catat hasil.
* Cara menghitung waktu tempuh bola adalah secara bersama dengan
aba-aba saat bola mulai dijatuhkan dari permukaan atas oli kemudian
stopwatch mulai menghitung waktu. Saat bola tiba di permukaan
bawah oli maka stopwatch langsung dihentikan.
9. (Anggota: A)
Mengambil bola yang berada dalam pipa gelas panjang menggunakan
magnet, dengan cara memasukan magnet kedalam pipa gelas panjang.
10. Mengulangi langkah nomor 7 – 9 untuk bola selanjutnya.
5.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO
Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 4, praktikan
diharapkan memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan
wajib menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio
maksimal (1 minggu) setelah praktikum.
43
Adapun isi dari portofolio ini antara lain :
a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang
terlampir pada modul.
b) Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai
dengan modul praktikum yang diberikan asisten.
c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.
d) Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.
e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa
perhitungan.
f) Dokumentasi kegiatan team work
5.5 LANDASAN TEORI
Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar
kecilnya gesekan di dalam fluida.Semakin besar viskositas (kekentalan)
fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan
semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Menurut George
Stokes besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes
Di antara salah satu sifat zat cair adalah kental (viscous) di mana zat cair
memiliki koefisien kekentalan yang berbeda-beda, misalnya kekentalan
minyak goreng berbeda dengan kekentalan oli.
Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental,
misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup
dalam, nampak mula-mula kelereng bergerak dipercepat.Tetapi beberapa saat
setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan
kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping
gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada
kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh
kekentalan fluida.
Khusus untuk benda berbentuk bola, gaya gesekan fluida secara empiris
dirumuskan sebagai Persamaan :
Fs = 6π η rv........................................................................................(1)
Sebuah bola padat memiliki kerapatan massaρb dan berjari-jari r
dijatuhkan tanpa kecepatan awal ke dalam fluida kental memiliki kerapatan
massaρf, di mana ρb>ρf. Telah diketahui bahwa bola mula-mula mendapat
percepatan gravitasi, namun beberapa saat setelah bergerak cukup jauh bola
akan bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap (konstan) ini
44
disebut kecepatan akhir v yaitu pada saat gaya berat bola sama dengan gaya
apung ditambah gaya gesekan fluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gaya
yang bekerja pada bola kelereng yaitu FA = gaya Archimedes, FS = gaya
Stokes, dan W = mg = gaya berat kelereng.
Gambar 5.1 Gaya yang Bekerja Pada BolaDengan Kecepatan Tetap.
Jika saat kecepatan konstan telah tercapai, maka berlaku prinsip Newton
tentang GLB (gerak lurus beraturan)
FA + FS = W .....................................................................................(2)
Jika ρb menyatakan rapat massa bola,ρf menyatakan rapat massa fluida,
dan Vb menyatakan volume bola, serta g gravitasi bumi, maka berlaku
Persamaan (3) dan (4).
W = ρb.Vb.g ....................................................................................(3)
FA = ρf .Vb.g ...................................................................................(4)
Rapat massa bola ρb dan rapat massa fluida ρf dapat diukur dengan
menggunakan Persamaan (5) dan (6).
ρb = ..................................................................................(5)
ρf = ................................................................................(6)
dengan mgu menyatakan massa picnometer, mf massa fluida, Vf volume fluida.
Dengan mensubstitusikan Persamaan (3) dan (4) ke dalam Persamaan (2)
maka diperoleh Persamaan (7).
FS = Vbg (ρb - ρf) ..............................................................................(7)
45
Dengan mensubstitusikan Persamaan (1) ke dalam Persamaan (7)
diperoleh Persamaan (8).
η= ..................................................................................(8)
5.6. RUMUS VISCOSITAS STOKE
1. Percobaan Bola
t = n
ttt n ...21 ………….. detik
∆ t = )1(
)( 2
nn
tt
Keterangan:
t = waktu rata-rata (detik)
∆ t = toleransi waktu rata-rata (detik)
n = jumlah percobaan
2. Kecepatan Bola
V = t
s…………………….. cm / detik
V = 2
2
2
2
2
)()(1
tt
sS
t
Keterangan:
V = kecepatan bola (cm/detik)
S = jarak (cm)
t = waktu (detik)
3. Volume Bola
Vb = 3.3
4r ……… cm3
Keterangan:
Vb = volume bola (cm3)
r = jari-jari bola (cm)
46
4. Rapat Jenis Bola )( b
b
bb
v
m …………. gr/cm3
b = 2
2
4
2
2
3
)(
3
43)(
3
4
1b
b
b V
r
mm
r
)( bbb
Keterangan:
b = Rapat Jenis Bola(gr/cm3)
mb = massa bola (gr)
vb = volume bola (cm3)
b = toleransi rapat jenis bola (gr/cm3)
5. Rapat Jenis Zat Cair a
a
aa
V
m ………….. gr/cm3
a2
2
2
2
2
)()(1
a
a
aa
a
VV
mm
V
)( aaa
Keterangan:
a = Rapat Jenis Bola(gr/cm3)
ma = massa bola (gr)
va = volume bola (cm3)
a = toleransi rapat jenis bola (gr/cm3)
47
6. Koefisien Viskositas
abV
gr
9
2 2
……….gr/cm.s
2
22
2
22
2
2
2
22
22
2
2
)(9
2
9
2
9
2
9
2)(
9
4
ab
ababab
V
gr
V
gr
VV
grg
v
rr
V
rg
KR = %100
K = 100 % -KR
Keterangan:
=Koefisien viskositas (poise)
g = gravitasi bumi (9,81 m/s2)
V = kecepatan bola (cm/detik)
= toleransi koefisien viskositas (poise)
KR = Kesalahan relative (%)
K = ketelitian (%)
48
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN
Jenis Praktikum : Viscositas Stokes
Hari / Tanggal Praktikum :
Fakultas / Jurusan :
Kelompok :
NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN
1 1.
2.
3.
4.
5.
6.
2
3
4
5
6
DATA HASIL PERCOBAAN :
Massa picnometer kosong = gr
Volume zat cair = ml
Massa picnometer + zat cair = gr
Massa zat cair = massa picnometer isi - massa picnometer
kosong
= gr
Perc S(A-B)
(cm)
Diameter Bola (d)
(cm)
Massa (M)
(gr)
t(A - B)
I II III
1.
2.
3.
4.
Δ Va = ml gravitasi = cm/dt2
Δ S(A-B) = cm
Δ r = cm
Δ mb = gr Asisten Pengampu
Δ ma = gr
Δ g = cm/dt2
Δ Vb = cm3
49
PERCOBAAN KE - 6
BANDUL MATEMATIS
6.1 TUJUAN
Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu,
1. Mengamati gerak osilasi bandul matematis
2. Menentukan frekuensi bandul matematis
3. Menentukan nilai tetapan pecepatan gravtasi bumi
Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum
Bandul Matematis harus sudah selesai dilaksanakan dan dikonsultasikan
dengan asisten pembimbing masing – masing kelompok selambat –
lambatnya 1 minggu setelah praktikum.
6.2 ALAT DAN BAHAN
1. Seperangkat bandul matematis
2. Stop watch
3. Mistar
6.3 PROSEDUR PELAKSANAAN
LANGKAH 1 : PERCOBAAN
(a) Memegang bandul dan menyimpangkannya ke kiri atau kekanan kurang
dari , praktikan harus berada tepat (tegak lurus didepan bandul) lalu
melepaskan bandul sehingga bandul mengalami osilasi.
(b) Menghitung waktu osilasi selama 20 kali osilasi dengan menggunakan
stopwatch.
(c) Mencatat panjang tali dan waktu osilasi dalam tabel hasil percobaan.
(d) Menghitung Periode dari data percobaan dengan cara membagi waktu
osilasi dengan jumlah osilasi (20 osilasi)
LANGKAH 2 : PENGULANGAN PERCOBAAN
(a) Mengulangi mengosilasi bandul dengan memvariasi panjang tali bandul
matematis (minimal 6 variasi panjang tali). Sebelumnya asisten
menjelaskan bagaimana cara memvariasi panjang tali.
(b) Menghitung varian-varian dari waktu osilasi selama 20 kali osilasi
dengan menggunakan stopwatch.
50
(c) Mencatat variasi-variasi panjang tali beserta waktu osilasi dalam tabel
hasil percobaan.
(d) Menghitung nilai periode dari data-data yang sudah didapat.
6.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO
Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 10, praktikan
diharapkan memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan
wajib menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio
maksimal (1 minggu) setelah praktikum.
Adapun isi dari portofolio ini antara lain :
1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir
pada modul.
2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan
modul praktikum yang diberikan asisten.
3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.
4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.
5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.
6. Dokumentasi kegiatan team work
6.5 LANDASAN TEORI
Jika suatu massa digantungkan secara vertikal dengan seutas tali
sepanjang l, lalu bandul disimpangkan kurang dari 15, maka bandul akan
berosilasi dengan frekuensi:
l
g
T
2
Keterangan :
adalah frekuensi bandul matematis
T adalah periode bandul matematis
g adalah tetapan percepatan gravitasi bumi
l adalah panjang tali
dengan mengetahui periode dan panjang tali bandul matematis, dapat
diperoleh tetapan gravitasi.
Gambar 6.1 Skematik Sistem Bandul
Matematis
51
6.6 RUMUS BANDUL MATEMATIS
g= g±Δg
K = 100% - KR
Keterangan :
l = panjang tali (m)
T = periode satu kali osilasi (s)
m1 = gradien garis 1 pada grafik
m2 = gradien garis 2 pada grafik
mg = gradien garis tengah pada grafik
52
LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN
Jenis Praktikum : Bandul Matematis
Hari / Tanggal Praktikum :
Fakultas / Jurusan :
Kelompok :
NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN
1 1.
2.
3.
4.
5.
6.
2
3
4
5
6
DATA HASIL PERCOBAAN :
Perc. Panjang Tali (l)
M Banyak Osilasi
Waktu Osilasi
detik
Periode (T)
detik
1
2
3
4
5
Toleransi :
Δl = m
ΔT = m
Asisten Pengampu
53
54
Catatan:
55
Catatan:
56
SURAT KESEPAKATAN
Yang bertanda tangan di bawah ini:
Kelompok :
Anggota : 1.
2.
3.
4.
Jurusan :
Bahwa kami telah sepakat yang mengikat diri untuk membuat kesepakatan dengan
ketentuan sebagai berikut :
1. Mematuhi tata tertib praktikum fisika dasar yang tertera dalam KARTU
KUNING.
2. Mematuhi INHALL dengan kategori sebagai berikut:
a. Anggota kelompok tidak mengikuti praktikum tanpa keterangan.
b. Anggota kelompok tidak membawa modul saat praktikum.
c. Anggota kelompok datang terlambat lebih dari 15 menit.
d. Portofolio hasil praktikum tidak terselesaikan sesuai dengan deadline
yang telah ditentukan.
( Kategori point a,b,c diwajibkan mengganti praktikum sesuai jadwal
yang ditentukan assistant dengan membayar inhall sebesar Rp
25.000/Modul )
3. Hal-hal yang belum tertera diatas akan diatur kemudian.
Demikian surat kesepakatan ini dibuat dan dapat digunakan sebagaimana
mestinya.
Surakarta, ................. 2016
Yang menyepakati
(..........................................)