laporan jadi

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

Jurusan KimiaEkstensi FMIPA

MODUL I : PERIHAL KETIDAKPASTIAN

BAB I

PENDAHULUAN

I.I TUJUAN PERCOBAAN

Setelah mengikuti praktikum fisika ini, mahasiswa diharapkan mampu :

1. Menggunakan alat ukur dasar,sebagaimana yang akan di praktikumkan.

2. Melakukan dan menentukan ketidakpastian pada pengukuran pada

pengukuran tunggal dan berulang.

3. Mengerti angka berarti.

I.II ALAT-ALAT

1. Jangka sorong

2. Mikrometer sekrup

3. Balok baja

4. Balok kuningan

5. Balok alumunium

6. Mistar plastik

7. Termometer

8. Voltmeter

9. Amperemeter

10. Stopwatch.

Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 3



BAB II

TEORI PERCOBAAN

II.I TEORI DASAR

Dalam melakukan percobaan, pengetahuan tentang Teori Ketidakpastian

sangat penting. Dengan teori tersebut dapat memberikan penilaian yang wajar dari

percobaan kita. Jelas bahwa hasil percobaan kita tidak dapat diharapkan tepat

sama dengan hasil riset, dimana hasil benar dengan xo. Namun, selama xo berada

pada xo- ∆x ≤ xo≤ xo+ ∆x (1)

Dengan :

Xo = nilai terbaik, sebagai pengganti nilai benar

∆x = kesalahan pada hasil pengukuran yang disebabkan oleh kesalahan alat,

pengamatan, waktu dan lain-lain.

Maka percobaan kita sungguh – sungguh mempunyai arti dan dapat dipertanggung jawabkan.

Sumber kesalahan

Setiap hasil pengukuran selalu dihinggapi suatu kesalahan. Hal ini

disebabkan oleh adanya tiga sumber kesalaha, yaitu:

1. Kesalahan bersistem, misalnya: kesalahan kalibrasi,zero error, gesekan

paralaks, keadaan fisis yang berbeda.

2. Kesalahan acak, misalnya: gerak brown, fluktuasi tegangan listrik,

background noise, landasan bergetar.

3. Tingkat keakuratan alat ukur modern, misalnya: osiloskop, micrometer

dan sebagainya.

Kesalahan pada Hasil Pengukuran

Pengukuran Tunggal

Sebab-sebab pengukuran tidak diulang :




1. Peristiwanya tidak diulang, contoh pengukuran kecepatan komet, lamanya

gerhana matahari total dan lain- lain.

2. Walaupun diulang, hasilnya tetap sama : hal ini biasanya akibat alat ukur

kasar yang dipakai untuk mrngukur yang halus, contoh : tebal buku dengan

mistar dan lain- lain.

Dalam hal demikian hasil pengukuran dihasilkan sebagai berikut :

dimana x : hasil pengukuran tunggal

∆x : ketidakpastian = ½ nst.

Pengukuran Berulang

Pengukuran berulang menghasilkan sampel dari populasi x yaitu

. Untuk menyatakan nilai terbaik sebagai pengganti nilai

benar x0 dari pengukuran di atas, maka dipakai nilai rata-rata sampel, yaitu :

Sedangkan untuk ketidakpastian pada pengukuran berulang

digunakan rumus deviasi standar, yaitu

Hasil pengukuran dilaporkan sebagai berikut :

x = x±Δx

Ketidakpastian

Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab


X = x ± ∆x

∆x =√¿¿¿¿



ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan

kalibarasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, adanya gesekan , kesalahan

paralaks, fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang sangat

mempengaruhi hasil pengukuran. Hal ini disebabkan karena sistem yang diukur

mengalami suatu gangguan.Dengan demikian sangat sulit untuk mendapatkan

nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran.Oleh sebab itu, setiap hasil

pengukuran harus dilaporkan dengan ketidakpastiannya.

Ketidakpastian dibedakan menjadi dua, yaitu ketidakpastian mutlak dan

relatif.Masing-masing ketidakpastian dapat digunakan dalam pengukuran

tunggal dan berulang.

Ketidakpastian mutlak

Suatu nilai ketidakpastian yang disebabkan karena keterbatasan alat ukur

itu sendiri.Pada pengukuran tunggal, ketidakpastian yang umumnya digunakan

bernilai setengah dari NST. Untuk suatu besaran X maka ketidakpastian

mutlaknya dalam pengukuran tunggal adalah:

dengan hasil pengukurannya dituliskan sebagai

Ketidakpastian Relatif

Ketidakpastian relatif adalah ketidakpastian yang dibandingkan dengan

hasil pengukuran.terdapat hubungan hasil pengukuran terhadap KTP yaitu :

Apabila menggunakan KTP relatif maka hasil pengukuran dilaporkan sebagai :


Δx 1/2 NST

X= x ±

KTP relatif = ∆x/x

X= x ±( KTP relatif .



Angka Berarti (Significant Figures)

Angka berartI menyatakan dengan KTP Relatif (dalam %).Semakin kecil

KTP relatif, maka semakin tinggi mutu pengukuran, atau semakin tinggi ketelitian

hasil pengukuran yang dilakukan. Aturan praktis yang menghubungkan antara

KTP relative dan AB adalah sebagai berikut:

Perambatan Ketidakpastian

Jika suatu variabel merupakan fungsi dari variabel lain yang disertai

oleh ketidakpastian, maka variabel ini akan disertai pula oleh ketidakpastian. Hal

ini disebut sebagai perambatan ketidakpastian. Contoh perambatan ketidakpastian

dapat dilihat pada tabel berikut ini,

Variabel yang

dilibatkanOperasi Hasil Ketidakpastian

a±Δab±Δb

Penjumlahan p=a+b Δp=Δa+ Δb

Pengurangan q=a−b Δq=Δa−Δb

Perkalian r=a x b Δr=( Δaa

+ Δbb ) r

Pembagian s=ab

Δs=( Δaa

+ Δbb ) s

Pangkat t=an Δt=(nΔaa ) t

II.2 TEORI TAMBAHAN


AB=1−log(∆ xx )



Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika, walaupun

demikian tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat.Ada ketidakpastian yang

berhubungan dengan setiap pengukuran.Ketidakpastian muncul dari sumber yang

berbeda.Di antara yang paling penting, selain kesalahan, adalah keterbatasan

ketepatan setiap alat pengukur dan ketidakmampuan membaca sebuah alat ukur di

luar batas bagian terkecil yang ditunjukkan. Misalnya anda memakai sebuah

penggaris centimeter untuk mengukur lebar sebuah papan, hasilnya dapat

dipastikan akurat sampai 0,1 cm, yaitu bagian terkecil pada penggaris tersebut.

Alasannya, adalah sulit untuk memastikan suatu nilai di antara garis pembagi

terkecil tersebut, dan penggaris itu sendiri mungkin tidak dibuat atau dikalibrasi

sampai ketepatan yang lebih baik dari ini.

Alat Ukur Dasar

Alat ukur adalah perangkat untuk menentukan nilai ataubesaran dari

suatu kuantitas atau variabel fisis.Pada umumnya alat ukur dasar terbagi

menjadi dua jenis, yaitu alat ukur analog dan digital.Ada dua sistem

pengukuran yaitu system analog dan sistem digital.Alat ukur analog

memberikan hasil ukuran yang bernilai kontinyu, misalnya penunjukan

temperatur dalam ditunjukkan oleh skala, penunjuk jarum pada skala meter, atau

penunjukan skala elektronik (Gambar 1.a).Alat ukur digital memberikan hasil

pengukuran yang bernilai diskrit. Hasil pengukuran tegangan atau arus dari

meter digital merupakan sebuah nilai dengan jumlah digit tertentu yang

ditunjukkan pada panel display-nya (Gambar 1.b). Suatu pengukuran selalu

disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara

lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol,

kesalahan paralaks, fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang saling

mempengaruhi serta keterampilan pengamat. Dengan demikian amat sulit untuk

mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran. Adapun

beberapa jenis alat ukur adalah sebagai berikut :




Alat ukur panjang

Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat (pita),

mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan masing-masing mempunyai tingkat

ketelitian yang berbeda.

a. Mistar

Mistar adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur benda yang

panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm. Tingkat ketelitiannya 0,5 mm ( ½ x 1

cm) dan satuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi. Untuk

mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatan harus tegak

lurus dengan obyek dan mistar.

Contoh pengukuran dengan mistar:

Panjang balok di atas adalah 3,2 cm atau 32 mm.

b. Meteran lipat (pita pengukur)


http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/ukur-panjang.png

http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/meteran-pita.png



Meteran lipat biasanya digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak

bisa dilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau

bentuknya tidak lurus. Mistar lipat (pita pengukur) mempunyai tingkat ketelitian

sampai dengan 1 mm.

c. Jangka sorong

Jangka sorong biasa digunakan untuk mengetahui panjang bagian luar

maupun bagian benda dengan sangat akurat / teliti dan mempunyai tingkat

ketelitian sampai dengan 0,1 mm.

Jangka sorong seperti pada gambar di atas adalah jangka sorong yang

skalanya mudah dibaca. Tetapi jangka sorong yang ada di laboratorium sekolah

mempunyai cara pembacaan skala yang berbeda, dimana ada skala utama dan

skala vernier/nonius.

Cara membaca skala:

Hasil pembacaan = 4,74 cm atau 47,4 mm

d. Mikrometer Sekrup


http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/baca-skala.png

http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/mikrmeter.png



Mikrometer sekrup digunakan untuk mengetahui ukuran panjang yang

sangat kecil dan mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm.

Alat Ukur Massa

Neraca yang digunakan di laboratorium fisika pada umumnya berbeda

neraca yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Berikut adalah beberapa

contoh neraca :

Gambar 1.1 contoh neraca dalam bergbagai bentuk

Gambar 1.2 contoh neraca yang sering ditemukan di laboratarium

Ada empat macam prinsip kerja neraca, yaitu:

Prinsip kesetimbangan gaya gravitasi, contoh neraca sama lengan.


http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/berbagai-neraca.png

http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/neraca-lab.png



Prinsip kesetimbangan momen gaya, contoh neraca dacin.

Prinsip kesetimbangan gaya elastis, contoh neraca pegas untuk menimbang

bahan-bahan kimia.

Prinsip inersia (kelembaman), contoh neraca inersia.

Alat Ukur Waktu

Gambar 2.3 Stopwatch

Sebenarnya ada banyak alat ukur waktu yang tersedia, seperti jam tangan,

jam dinding, jam bandul dan sebagainya. Namun yang sering digunakan di

laboratorium adalah stopwatch.

Ada banyak jenis stopwatch dengan berbagai ketelitian, mulai dari 1 detik,

1/10 detik, sampai 1/100 detik.Ada juga stopwatch digital dengan ketelitian yang

sangat tinggi, misalnya fasilitas stopwatch di handphone.

Alat Ukur Suhu (temperatur)

Gambar 2.4 Berbagai Macam Termometer

Alat ukur suhu adalah termometer, dan ada banyak jenis termomter.Dilihat

dari jenis skala ada tiga macam termomometer, yaitu Celcius, Fahrenheit, dan

Reamur.Ditinjau dari bahan termometrik yang digunakan juga ada tiga jenis

termometer, yaitu termometer gas, zat cair, dan zat padat (termokopel dan

hambatan platina).


http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/stop-watch.png

http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/termomter-lab-ipa.png

http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/termomter-psfdst.png



Alat Ukur Massa jenis

Massa jenis termasuk besaran turunan yaitu sama dengan massa dibagai

volume benda. Oleh karena itu, untuk menentukan massa jenis sebuah benda kita

perlu dua alat ukur, yaitu alat ukur massa (neraca) dan alat ukur volume

(penggaris untuk benda yang teratur bentuknya atau gelas ukur). Cara lain untuk

mengukur volume benda adalah dengan memasukkan benda langsung ke dalam

gelas ukur.

Contoh:

Mula-mula air pada gelas ukur menunjuk skala pada 12,4 ml. Setelah sebuah

benda dimasukkan pada gelas ukur, air menunjuk pada skala 20,2 ml. Jadi volume

benda tersebut adalah 20,2 ml – 12,4 ml atau 7,8 ml.

Nilai Skala Terkecil (Least Count) Alat Ukur


http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/masa-jenis.png

http://arifkristanta.files.wordpress.com/2009/07/masa-jenis2.png



Gambar 1.3 Skala utama dan Skala Nonius

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan suatu alat ukur, dimana

untuk setiap alat ukur akan memiliki nilai skala terkecil (nst), yaitu suatu nilai

skala yang tidak dapat lagi dibagi-bagi. Ketelitian alat ukur bergantung

pada NST ini.

Setiap alat ukur memiliki skala yakni berupa panjang atau busur.Pada

skala tersebut terdapat goresan besar dan kecil yang berfungsi sebagai pembagi

serta dibubuhi nilai tertentu.Secara fisik, jarak antara dua goresan kecil yang

berdekatan tidak pernah kurang dari 1 mm dengan tepat (1 mm adalah daya

resolusi mata yang maksimum).Keadaan menjadi lebih buruk lagi bila ujung atau

pinggir dari obyek yang diukur tidak tajam.

Nonius merupakan alat bantu pada alat ukur untuk mengahasilkan

pengukuran yang lebih teliti dari yang dapat ditunjukan oleh nst. Alat bantu ini

membuat alat ukur menjadi lebih besar kemampuannya dalam pengukuran, karen

jarak antara dua garis skala yang berdekatan seolah-olah menjadi lebih kecil.

Parameter alat ukur

Ada beberapa istilah dan definisi dalam pengukuran yang harus

dipahami,

diantaranya :

a) Akurasi, kedekatan alat ukur membaca pada nilai yang sebenarnya dari

variabel yang diukur.

b) Presisi, hasil pengukuran yang dihasilkan dari proses pengukuran, atau

derajat untuk membedakan satu pengukuran dengan lainnya.

c) Kepekaan, ratio dari sinyal output atau tanggapan alat ukur perubahan

input atau variabel yang diukur.

d) Resolusi, perubahan terkecil dari nilai pengukuran yang mampu

ditanggapi oleh alat ukur.

e) Kesalahan, angka penyimpangan dari nilai sebenarnya variabel yang diukur.




BAB III

LANGKAH PERCOBAAN

III. PROSEDUR PERCOBAAN

III.1 Pengukuran dengan Jangka Sorong

1. Memutar pengunci ke kiri,

2. Membuka rahang,

3. Memasukkan batang baja, tembaga dan alumunium ke rahang bawah

jangka sorong,

4. Menggeser rahang agar rahang tepat pada benda,

5. Memutar pengunci ke kanan

6. Membaca skala utama dan nonius

III.2 Pengukuran dengan Mikrometer

1. Menjepit batang baja, tembaga, dan alumunium yang akan diukur

ketebalannya dengan rahang mikrometer sampai rapat benar

2. Mengamati skala utama pada tuas mikrometer

3. Membaca skala utama dan nonius




BAB IV

ANALISA DATA

I. DATA PENGAMATAN DAN ANALISA MATEMATIS

IV.1 Pengukuran BAJA

IV.1.1 Menggunakan Mikrometer Sekrup

Data Pengamatan

a. Lebar (L) b. Tinggi (T)

n Ln (mm) Ln2 n Tn (mm) Tn2

1 21.80 475.240 1 11.24 126.338

2 21.64 468.290 2 11.24 126.338

3 21.73 472.193 3 11.21 125.664

4 21.76 473.498 4 11.68 136.422

5 21.78 474.368 5 11.24 126.338

6 21.87 478.297 6 11.25 126.563

7 21.91 480.048 7 11.24 126.338

8 21.75 473.063 8 11.25 126.563

9 21.65 468.723 9 11.26 126.788

10 21.78 474.368 10 11.66 135.956

Jumlah 217.67 4738.09 Jumlah 113.27 1283.31

Perhitungan

1.

a. L=217.6710

= 21.767

b. T=113,2710

= 11.327




2.

a. ∆ L=√ (10 x 4738.09 )−(217.67 )2

102 (10−1 )=0. 027306775

b. ∆ T=√ (10x 1283.31 )−(113,27 )2

102 (10−1 )=0.057803114

3.

a. AB = 1 – Log(0,027306775

21.767) = 1 – (-2.9015) = 3.9015

AB = 4

b. AB = 1 – Log( 0,057803114

11,327) = 1 – (-2.2921) = 3.2921

AB = 4

4.

a. L = L ± ∆ L

L = ( 21.767 ±0,027) mm

b. T = T ± ∆ T

T = ( 11,327± 0,058 ) mm

5 .

a. KTP Relatif = 0,027306775

21.767x 100% = 0,125 %

b. KTP Relatif = 0,057803114

11,327x 100% = 0,510 %


∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)

2

n2 (n−1 )

KTPRelatif =( ∆ xx )×100 %

X=x± ∆ x

AB = 1 – Log (∆ xx

)



6. Luas = L x T

= ( 21.767 x 11,327 ) mm

= 246,554809 mm2

∆ Luas= (∆ LL +

∆ TT ) x Luas

= (0,027306775

21,767 +0,057803114

11,327 ) x 246,554809

= (0,00125450 + 0.00510312 ) x 246,554809

= 1,56750 mm2

Luas =Luas + ∆ Luas

Luas = ( 246,55 ± 1,56750) mm2


AB = 1 – Log (∆ LuasLuas )

= 1 – Log (1,56750

246,554809)

= 1 – (- 2,196)

= 3,196

AB = 4



IV.1.2 Menggunakan Jangka Sorong

Data Pengamatan

a. Panjang (P) b. Lebar (L)

n Pn (mm) Pn2 n Ln (mm) Ln2

1 37.451,402.502

5 1 11.90 141.6100

2 37.451,402.502

5 2 11.90 141.6100

3 37.451,402.502

5 3 11.85 140.4225

4 37.501,406.250

0 4 11.90 141.6100

5 37.451,402.502

5 5 11.90 141.6100

6 37.451,402.502

5 6 11.90 141.6100

7 37.451,402.502

5 7 11.85 140.4225

8 37.451,402.502

5 8 11.85 140.4225

9 37.451,402.502

5 9 11.90 141.6100

10 37.501,406.250

0 10 11.90 141.6100

Jumlah 374.60 14,032.52 Jumlah 118.85 1,412.54

c.Tinggi

(T)

n Tn (mm) Tn2

1 23.20 538.2400

2 23.10 533.6100

3 23.15 535.9225

4 23.20 538.2400

5 23.20 538.2400

6 23.10 533.6100

7 23.20 538.2400

8 23.20 538.2400

9 23.20 538.2400

10 23.20 538.2400

Jumlah 231.75 5370.823




1.

a.P = 374.60

10= 37,460

b. L = 118.85

10= 11,885

c. T = 231.75

10= 23,175

2.

a.∆ x=√ (10 x14032,52 )−(374.60)2

102 (10−1 )=0 .0066633

b. ∆ x=√ (10 x1412.54 )−(118.85 )2

102 (10−1 )=0 .0092796

c. ∆ x=√ (10 x5370.823 )−(231,75)2

102 (10−1 )=¿ 0.01364225

3.

a. AB = 1 – Log (0.0066633

374.60 ) = 1 – (- 3.7499) = 4.7499

AB = 4

b. AB = 1 – Log (0,0092796

11.885 ) = 1 – (- 3,1075) = 4.1075

AB = 4

c. AB = 1 – Log (0,01364225

23.175 ) = 1 – (- 3.230) = 4.2300


∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)

2

n2 (n−1 )

AB = 1 – Log (∆ xx

)



AB = 4

4.

a. P= P ± ∆ P

P =(37.460± 0,007) mm

b. L =L ± ∆ L

L = ( 11.885 ± 0,009 ) mm

c. T= T ± ∆ T

T= ( 23.175 ± 0,014 ) mm

5 .

a. KTP Relatif =0.0066633

37.460x 100% = 0,018 %

b. KTP Relatif = 0,0092796

11.885x 100% = 0,078%

c. KTP Relatif = 0,01364225

23.175x 100% = 0,059%

6. Volume = P x L x T

= (37.460 x 11.885 x 23.175) mm

= 10317,79042 mm3

∆ Volume=¿(∆ PP +

∆ LL

+ ∆ TT ) x Volume

= (0,0066633

37.460 + 0,0092796

11.885+0,01364225

23.175 ) x 10317,79042

= ( 0.0001778 + 0.0007807+ 0.0005887) x 10317.79042

= 15.9633



X=x± ∆ x



∆ Volume= 15,9633

Volume= Volume ± ∆ Volume

Volume = ( 10317 ± 15.96) mm3

IV.2 Pengukuran Kuningan


Data Pengamatan

a. Lebar(L)

b.Tinggi(T)


1 21.75 473.06250 1 11.05 122.10250

2 21.78 474.36840 2 11.04 121.88160

3 21.77 473.93290 3 11.08 122.76640

4 21.78 474.36840 4 11.06 122.32360

5 21.78 474.36840 5 11.04 121.88160

6 21.78 474.36840 6 11.12 123.65440

7 21.77 473.93290 7 11.08 122.76640

8 21.80 475.24000 8 10.95 119.90250

9 21.79 474.80410 9 11.00 121.00000

10 21.77 473.93290 10 11.08 122.76640Jumla 217.77 4742.379 Jumlah 110.50 1,221.0454


AB = 1 – Log (∆ VolumeVolume

)

= 1 – Log (15.9633

10317.79042)

= 1 – (-2,8105)

= 3,8105

AB = 4



h

Perhitungan

1.

a. L =217.77

10= 21,777

b. T = 110.50

10 = 11,050

3.

a. ∆ L=√ (10 x 4742.379 )−(217,77 )2

102 (10−1 )=¿ 0.004358899

b. ∆ T=√ (10 x 1221.0454 )−(110.50)2

102 (10−1 )=0 .015055453

3.

a. AB = 1 – Log (0,004358899

21.777) = 1 – (- 3.6986) = 4.6986

AB = 5

b. AB = 1 – Log(0.015055453

11.050 ) = 1 – (- 2.8657) = 3.8657

AB = 4

4.


∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)

2

n2 (n−1 )

X=x± ∆ x

AB = 1 – Log (∆ xx

)



c. L = L ± ∆ L

L =( 21.777 ± 0.0044 ) mm

b. T = T ± ∆ T

T =( 11,050 ± 0,0150) mm

5 .

a. KTP Relatif = 0. 004358899

21.777x 100% = 0.020 %

b. KTP Relatif = 0. 015055453

11.050x 100% = 0.136 %

6. Luas = L x T

= ( 21.777 x 11.050 ) mm

= 240.63585 mm2

∆ Luas= (∆ LL +

∆ TT ) x Luas

= .0 .004358899

21,777 +0 .015055453

11 . 050 ) x 240.63585

= ( 0.00020016 + 0.00136248 ) x 240.63585

= 0.376027 mm2



= 1 – Log (0.376027

240.63585)

= 1 – (- 2.8061)

= 3.8061




Luas =luas + ∆ L

Luas =( 240.64 ± 0.376 ) mm2


Data Pengamatan


n Pn (mm) Pn2 n Ln (mm) Ln2

1 37.80 1,428.840 1 22.50 506.2500

2 37.80 1,428.840 2 22.50 506.2500

3 37.80 1,428.840 3 22.50 506.2500

4 37.85 1,432.623 4 22.50 506.2500

5 37.85 1,432.623 5 22.50 506.2500

6 37.85 1,432.623 6 22.55 508.5025

7 37.90 1,436.410 7 22.50 506.2500

8 37.85 1,432.623 8 22.50 506.2500

9 37.85 1,432.623 9 22.50 506.2500

10 37.85 1,432.623 10 22.50 506.2500

Jumlah 378.40 14,318.67 Jumlah 225.05 5,064.753

c.Tingi (T)

N Tn Tn2

1 11.30 127.6900

2 11.30 127.6900

3 11.35 128.8225

4 11.30 127.6900

5 11.30 127.6900

6 11.25 126.5625

7 11.25 126.5625




8 11.30 127.6900

9 11.30 127.6900

10 11.30 127.6900

Jumlah 112.95 1,275.778

Perhitungan

1.

a.x= 378 . 40

10= 37.840

b. x = 225 .05

10= 22.505

c. x = 112 . 95

10= 11.295

2.

a.∆ x=√ (10 x14318,67 )−(378,40)2

102 (10−1 )=0.012472191

b. ∆ x=√ (10 x5064,753 )−(225,05)2

102 (10−1 )=0.0055 27708

c.∆ x=√ (10 x1275,778 )−(112,91)2

102 (10−1 )=0.100619746

3.

a. AB = 1 – Log (0 .012472191

37 .840 ) = 1 – (- 3.4820) = 4.482


∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)

2

n2 (n−1 )

AB = 1 – Log (∆ xx

)



AB = 4

b. AB = 1 – Log (0 .005527708

22 .505 ) = 1 – (- 3.6097) = 4.6097

AB = 4

c. AB = 1 – Log (0 .100619746

11 . 291 ) = 1 – (- 2.0501) = 3.0501

AB = 4

4.

a. X= x ± ∆ x

P = (37.84 ± 0.013 )mm

b. L = x ± ∆ x

L = ( 22.51 ± 0.005) mm

c. T = x ± ∆ x

T = ( 11.29 ± 0.101 ) mm

5 .

a. KTP Relatif =0 .012472191

37 .840x 100% = 0.033 %

b. KTP Relatif = 0 .005527708

22 .505x 100% = 0.025 %

c. KTP Relatif = 0 .100619746

11 . 291x 100% = 0.891%

6. Volume = P x L x T

= (37.840 x 22.505 x 11.291) mm

= 9615,2936 mm3


∆ LL

+ ∆ TT ) x Volume



X=x± ∆ x



= (0 .012472191

37 .840 + 0 .005527708

22 .505+ 0 . 100619746

11 .291 ) x 9615.2936

=( 0.0003296034+ 0.000245621 + 0.008911499 ) x 9615.2936

= 91.21763079

∆ Volume= 91.21763079


AB = 1 – Log (∆ VolumeVolume )

= 1 – Log (91.21763079

9615.2936 )

= 1 – (- 2.0229)

= 3.0229

AB = 4




Volume = ( 9615.29 ± 91.22) mm3

IV.3 Pengukuran Aluminium


Data Pengamatan

a. Lebar (L) b. Tinggi (T)


1 21.81 475.6761 1 12.36 152.7696

2 21.83 476.5489 2 12.41 154.0081

3 21.84 476.9856 3 12.38 153.2644

4 21.90 479.61 4 12.36 152.7696

5 21.84 476.9856 5 12.37 153.0169

6 21.82 476.1124 6 12.36 152.7696

7 21.81 475.6761 7 12.34 152.2756

8 21.86 477.8596 8 12.34 152.2756

9 21.84 476.9856 9 12.32 151.7824

10 21.95 481.8025 10 12.35 152.5225Jumla

h 218.50 4,774.242 Jumlah 123.591,527.45

4

Perhitungan

1.




a. x =218 .50

10 = 21.850

b. x = 123.59

10 = 12.359

2.

a. ∆ x=√ (10 x 4774,242 )−(218,50 )2

102 (10−1 )=0.01374369

b. ∆ x=√ (10 x1527,454 )−(123,59 ) ²10²(10−1)

= 0.007593857

3.

a. AB = 1 – log( 0 .01374369

21 .850) = 1 – ( -3.2014) = 4.2014

AB = 4

b. AB =1 – log ( 0 .007593857

12 .359) = 1 – (-3.2115) = 4.2115

AB = 4

4.

a. L = x ± ∆ x

L =(21.85 ± 0.014)mm

b. T = x ± ∆ x

T =(12.36 ± 0.008)mm

5 .


∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)

2

n2 (n−1 )

KTP Relatif =( ∆ xx )×100 %

X=x± ∆ x

AB = 1 – Log (∆ xx

)



a. KTP Relatif =0 .01374369

22 .850x 100% = 0.060 %

b. KTP Relatif = 0 .007593857

12 .359x 100% = 0.061 %

6. Luas = L x T

= ( 22.850 x 12.359 ) mm

= 282.40315mm2

∆ Luas= (∆ LL +

∆ TT ) x Luas

= (0 .01374369

22 .850+ 0 .007593857

12 . 359 ) x 282.40315

= ( 0.00060147 + 0.00061444 ) x 282.40315

= 0.34338 mm2

Luas =Luas + ∆ Luas

Luas =( 282.4 ± 0.343) mm2




= 1 – Log (0.34338

282. 40315)

= 1 – (- 2.9151)

= 3.9151

AB = 4



Data Pengamatan


nPn

(mm) Pn2 nLn

(mm) Ln2

1 38.55 1486.1025 1 22.10 488.4100

2 38.55 1486.1025 2 22.10 488.4100

3 38.45 1478.4025 3 22.10 488.4100

4 37.55 1410.0025 4 22.15 490.6225

5 37.60 1413.7600 5 22.10 488.4100

6 37.60 1413.7600 6 22.10 488.4100

7 37.50 1406.2500 7 22.15 490.6225

8 37.60 1413.7600 8 22.10 488.4100

9 37.55 1410.0025 9 22.10 488.4100

10 37.60 1413.7600 10 22.10 488.4100

Jumlah 378.55 14331.903 Jumlah 221.10 4,888.525

c.Tinggi

(T)

n Tn Tn2

1 11.60 134.5600

2 11.55 133.4025

3 11.55 133.4025

4 11.55 133.4025

5 11.55 133.4025

6 11.55 133.4025

7 11.55 133.4025

8 11.55 133.4025

9 11.55 133.4025

10 11.60 134.5600

Jumlah 115.60 1,336.340




Perhitungan

1.

a.x= 378 .55

10= 37.855

b. x = 221. 10

10 = 22.110

c. x = 115 . 60

10 = 11.560

2.

a.∆ x=√ (10 x14331,903 )−(378 .55 )²10² (10−1)

= 0.145019155

b. ∆ x=√ (10 x 4888. 525 )−(221.10 ) ²10² (10−1)

= 0.006666667

c.∆ x=√ (10 x1336 . 340 )−(115 .60 )²10²(10−1)

= 0.006666667

3.

a. AB = 1 – log( 0 .145019155

37 .855) = 1 – ( -2.4167) = 3.4167

AB = 4


∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)

2

n2 (n−1 )

AB = 1 – Log (∆ xx

)



b. AB = 1 – log( 0 .006666667

22 . 110) = 1 – ( -3.5207) = 4.5207

AB = 4

c. AB = 1 – log( 0 .006666667

11 . 560)= 1 – ( -3.2390)= 4.2390

AB = 4

4.

a. x= x ± ∆ x

P = (37.86 ± 0.145)mm

b. L =x ± ∆ x

L =(22.11 ± 0.007)mm

c. T = x ± ∆ x

T =(11.56 ± 0.007) mm

5 .

a. KTP Relatif =0 .145019155

37 .855x 100% = 0.383 %

b. KTP Relatif = 0 .006666667

22 . 110x 100% = 0.030 %

c. KTP Relatif = 0 .006666667

11 . 560x 100% = 0.058 %

6. volume = P x L x T

= ( 37.855 x 22,110 x 11.560 )mm

= 9675.420mm3


X=x± ∆ x





∆ LL

+ ∆ TT ) x Volume

= (0 .145019155

37 .855+ 0 . 006666667

22 . 110+ 0 . 006666667

11 .560 ) x 9675.420

=( 0.00383091 + 0.00030153 + 0.00057670 ) x 9675.420

= 45,5629


Volume = (9675.5± 45.56) mm

II. ANALISA TEORITIS

Pada saat pengukuran dilakukan pastikan bahwa kondisinya selalu sama,

contohnya adalah suhu yang dapat mempengaruhi logam. Pengukuran yang dilakukan

secara berulang dapat meningkatkan keakuratan data, karena data yang yang didapat

lebih kuat dan dapat dipertanggungjawabkan.

Setelah dilakukan percobaan pengukuran terhadap beberapa lempengan logam

yaitu balok, ternyata ketidakpastian dalam pengukuran memang terjadi.Setiap

pengukuran, yaitu pengukuran panjang, tinggi dan lebar balok, semuanya dilakukan

sepuluh kali pengukuran.


AB = 1 – Log (∆ VolumeVolume )

= 1 – Log (45. 5629

9675. 450)

= 1 – (- 2.3271)

= 3.3271

AB = 3



Dari sepuluh kali pengukuran itu ternyata berbeda-beda walaupun ternyata

perbedaannya tidak terlalu jauh.Hali ini disebabkan oleh faktor-faktor penyebab

ketidakpastian.Misalnya saja karena kesalahan kalibrasi, yang disebabkan oleh

kurang bagusnya alat, bisa juga karena kesalahan pembacaan skala oleh si pengukur

dan bisa juga karena ketelitian alat pengukur yang terbatas serta faktor-faktor

ketidakpastian lainnya.

Sehingga untuk mencari jalan keluarnya, dari sepuluh hasil pengukuran yang

ada kemudian dirata-ratakan sehingga ditemukan nilai rata-rata yang kemudian

ditetapkan sebagai hasil pengukuran.Hasil pengukuran pun untuk memastikan

ketepatannya, dibuat nilai deviasi dengan menggunakan rumus.

Simpangan yang didapat dari perhitungan terhadap data pengukuran penting

untuk diketahui agar toleransi pengukuran tidak terlalu jauh dari nilai yang

sebenarnya. Semakin kecil simpangan alat ukur , maka semakin akurat alat ukur

tersebut.

Mempelajari pengukuran dan ketidakpastian pengukuran dalam fisika

sangatlah penting. Karena setiap pengukuran yang dilakukan, akan rentan terjadi

kesalahan dalam pengukuran tersebut, yang akan berpengaruh terhadap data yang

didapat. Oleh karena itu pengetahuan terhadap teori ketidakpastian sangat penting

untuk dipahami agar kesalahan yang terjadi dapat diminimalisir bahkan dapat

dihilangkan, dan juga hasil pengukuran dengan lebih teliti dan objektif.




BAB V

KESIMPULAN

Dari percobaan pengukuran ini, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai

berikut:

Jangka sorong digunakan untuk pengukuran dengan ketelitian 0,1 mm dan

mikrometer sukrup digunakan untuk pengukuran dengan ketelitian 0,01 mm.

Setiap pengukuran mengalami ketidakpastian yang dikarenakan beberapa faktor

seperti, kesalahan bersistem, kesalahan acak, skala terkecil alat pengukur dan

keterbatasan orang yang mengukur.

Untuk memastikan nilai suatu pengukuran, beberapa hasil pengukuran dapat

dirata-ratakan, sehingga dapat diperoleh nilai deviasi yang digunakan untuk

membuat nilai hasil pengukuran menjadi lebih efektif.

Penentuan angka berarti (AB) sangatlah penting, mengingat banyaknya angka

yang muncul sebagai hasil pengoperasian pada kalkulator. Sehingga kita harus

bisa menentukan angka yang benar-benar berarti dengan menggunakan rumus

tertentu.




DAFTAR PUSTAKA

Modul Praktikum Fisika Dasar I, 2010. Penerbit Laboratorium Fisika Dasar

FMIPA ITB.

Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga

Nugraha, Kosim, Supriatna, Syampurno, Penuntut Praktikum Fisika

Zeas, Zemansky, Soedarjana, Fisika untuk Universitas, Binacipta

Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar; Penerbit ITB




MODUL II : GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN

BAB I

PENDAHULUAN

I.1TUJUAN PERCOBAAN

Praktikum berjudul “ Gerak Lurus Berubah Beraturan " ini disusun dengan

tujuan untuk :

Menentukan besarnya percepatan yang terjadi dari suatu gerak lurus berubah

beraturan

Menentukan besarnya kecepatan dari suatu gerak jatuh bebas

I.2PERALATAN

Rel presisi

Kereta dinamika

Balok bertingkat

Perekam waktu

Catu daya

Beban

Pita meteran

Stopwatch




BAB II

TEORI PENDAHULUAN

II.1 TEORI DASAR

Gerak lurus berubah beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang

mempuyai lintasan berupa garis lurus dan perubahan kecepatan setiap saatnya tetap. Dengan

kata lain, besar penambahan kecepatan rata-ratanya sama besar dalam selang waktu yang

sama besar pula. Adapun set persamaan yang menggambarkan gerak lurus berubah beraturan

adalah sebagai berikut:

V = Vo + at (1)

S = Vot + ½ at2 (2)

V2= Vo2 + 2as (3)

Persamaan (1) dapat ditafsirkan sebagai berikut : Percepatan aadalah perubahan kecepatan

rata-rata, atau perubahan perubahan kecepatan persatuan waktu. Suku vadalah kecepatan

akhir suatu benda bila mengalami perubahan kecepatan per satuan waktu aselama selang

waktu tdari kecptan awal Vo.

Sementara itu, perubahan posisi yang dialami benda selama pergerakan tersebut

dinyatakan oleh s, yaitu selisih jarak antara posisi akhir dan posisi awal benda yang

bersangkutan. Contoh gerak lurus berubah beraturan adalah gerak jatuh bebas. Percepatan

yang dialami benda ini adalah sebesar percepatan gravitasi bumi g. Persamaan gerak jatuh

bebas sama dengan persamaan gerak lurus berubah beraturan (3), dimana jarak s digantikan

oleh tinggi h, dan percepatan a digantikan oleh percepatan gravitasi g.

h = ½ gt2 (2)




II.2 TEORI TAMBAHAN

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus

dengan percepatan tetap. Percepatan ini dapat berupa perubahan kecepatan yang semakin

cepat atau semakin berkurang (perlambatan). GLBB memiliki percepatan tetap karena

pertambahan kecepatan rata-ratanya sama besar dalam selang waktu yang sama besar pula.

Grafik dibawah ini menggambarkan hubungan yang terjadi pada GLBB ;

Untuk GLBB yang memiliki kecepatan awal (Vo), maka ;

(1)

dimana :

S = jarak (m)

t = selang waktu (s)

Vo = kecepatan awal (m/s)


http://3.bp.blogspot.com/_xX4nGE4cP_o/S5nxZQFGpfI/AAAAAAAAA0Q/ohfFsbypyQA/s320/e17.PNG

http://2.bp.blogspot.com/-f4U3L3gsiHo/Tk_MspfaRnI/AAAAAAAAADo/tXhKu3el004/s1600/GLBB+1.png



Vt = kecepatan akhir (m/s)

a = percepatan (m/s2)

Pada selang waktu t, terjadi perubahan kecepatan (∆v) dari Vo menjadi Vt , sehingga

kecepatan rata-rata dapat dituliskan,

(2)

Apabila persamaan (1) dan (2) digabung, akan didapat ,

(3)

Kita ketahui bahwa untuk mencari jarak (S),dapat digunakan rumus

bila persamaan (1) dan (2) dimasukan ke dalam rumus itu maka diperoleh ;

(4)

1. Gerak Jatuh Bebas (GJB)


http://3.bp.blogspot.com/-NnKmH1VlxVA/Tk_NOMONWuI/AAAAAAAAADs/iesLVFOlXr4/s1600/2.png

http://4.bp.blogspot.com/-Xub8H5M94ck/Tk_OVLNSPJI/AAAAAAAAADw/gTT2MXMsB3k/s1600/3.png

http://4.bp.blogspot.com/-uztfyKSChz4/Tk_OV5XEYoI/AAAAAAAAAD0/WFeA5FuRZ00/s1600/4.png



Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (Vo = 0). Semakin ke bawah

gerak benda semakin cepat. Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu

sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi (a = g = 9,8 m/s2). Persamaan gerak jatuh

bebas sama dengan GLBB, hanya saja untuk jarak (s) diganti oleh tinggi (h).

Untuk mengetahui waktu yang diperlukan benda untuk mencapai permukaan tanah

atau ketinggian tertentu, dapat menggunakan persamaan ke tiga;


http://4.bp.blogspot.com/-HFAVspZUNV8/Tk_O78EUO7I/AAAAAAAAAD4/h2zM1nvQ36c/s1600/5.png

http://1.bp.blogspot.com/-BuXCmigwNPM/Tk_O9gM6Q0I/AAAAAAAAAD8/czIQHe2_1No/s1600/6.png



BAB III

LANGKAH PERCOBAAN

III.1 Gerak Lurus Berubah Beraturan

Persiapan Percobaan

1. Disambung rel presisi dengan penyambung rel dan dipasang pula kaki rel pada kedua

ujung rel.

2. Dipasang perekam waktu pada ujung kiri rel presisi dan dipasang katrol rel pada

ujung kanan rel.

3. Dipasang kereta dinamika yang dilengkapi beban di sebelah kanan perekam waktu.

4. Dipasang kertas perekam waktu dan ujung kertas dijepit pada kertas dinamika.

5. Dihubungkan catu daya ke sumber listrik (PLN) dan dipilih tegangan pada catu daya

12 volt DC.

6. Dihubungkan kabel perekam waktu catu daya.

Langkah Percobaan




1. Diletakkan balok bertingkat di dekat ujung kiri rel presisi, pegan kereta, kemudian

diangkat ujung kiri rel presisi untuk diletakkan pada tangga pertama balok bertingkat.

Kereta tetap dipegang agar tidak meluncur. Dirapatkan posisi pada perekam waktu.

2. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, kereta dilepaskan agar bergerak.

Diukur pula lama pergerakan dengan menggunakan stopwatch.

3. Pada saat kereta menyentuh tumpukan berpenjepit/berhenti, perekam waktu

dimatikan.

4. Dikeluarkan kertas perekam dan amati jarak titik-titk data. Bila jaraknya semakin

menjauh/dekat berarti kereta tidak bergerak lurus beraturan.

5. Diulangi langkah 1-4 dengan terlebih dahulu meletakan ujung kiri rel posisi pada

tangga balok bertingkat.

6. Potongan-potongan kertas perekam disusun dalam diagram hasil pengamatan.

III.2Gerak Jatuh Bebas

1. Beban diikat dengan tali (15 cm) dan ujung tali yang lain diikatkan pada klip kertas.

Kemudian, dihubungkan klip kertas dengan perekam waktu.

2. Dipegang kertas perekam yang dijepit dengan klip, dan dibiarkan beban bebas

tergantung. Kemudian dimiringkan rel presisi hampir vertikal.

3. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, dilepaskan pegangan dari kertas

perekam, dan dibiarkan benda jatuh bebas, Diukur pula lama pergerakan dengan

stopwatch.

4. Dimatikan perekam waktu pada saat beban berhenti.

5. Dikeluarkan kertas perekam dan amati jarak-jarak titik-titik data.

6. Kertas perekam waktu dipotong-potong sepanjang 2 titik data.

7. Potongan kertas perekam disusun secara sejajar vertikal pada hasil pengamatan.

8. Diulangi langkah 1-8 dengan mengubah jarak ketinggian bebas.




BAB IV

ANALISA DATA

IV.1.Data Percobaan

Gerak Lurus Berubah Beraturan

Kondisi Waktu (t) Jarak

Posisi 1 t1 = 3,1 s 0,845 m

Posisi 2 t2 = 2,5 s 0,845 m

Posisi 3 t3 = 2,0 s 0,845 m

Gerak Jatuh Bebas

Kondisi Waktu (t) Jarak

Posisi 1 t1 = 0,25 s 0,742 m

Posisi 2 t2 = 0,40 s 0,906 m

Posisi 3 t3 = 0,50 s 0,967 m

IV.2.Analisa Percobaan GLBB

IV.2.1Analisa Matematis

Hitunglah besarnya percepatan dari tiap-tiap percobaan GLBB!




S = Vot + ½ a t2

Vt = Vo + at

Percobaan I

Percepatan (a) :

0,845m = 0 x 3,1s + ½ a (3,1s)2

a = 0,845m/4,805 s2

= 0,1759 m/s2

Kecepatan (Vt) :

Vt = 0,1759m/s2 x 3,1s

= 0,5453 m/s

Percobaan II

Percepatan (a) :

0,845m = 0 x 2,5s + ½ a (2,5s)2

a = 0,845m/3,125s2

= 0,2704 m/s2

Kecepatan (Vt) :

Vt = 0,2704m/s2x 2,5s

= 0,676 m/s

Percobaan III

0,845m = 0 x 2,0s+ ½ a (2,0s)2

a = 0,845 m/2,0 s2




= 0,4225 m/s2

Kecepatan (Vt) :

Vt = 0,4225m/s2 x 2,0s

= 0,845 m/s

Kondisi Waktu (t) Jarak (s) Percepatan (a) Kecepatan (Vt)

Rendah t1 = 3,1 s 0,845 cm 0,1759 m/s2 0.5453m/s

Sedang t2 = 2,5 s 0,845 cm 0,2704 m/s2 0,6760m/s

Tinggi t3 = 2,0 s 0,845 cm 0,4225 m/s2 0,845m/s

Buatlah grafik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percobaan GLBB!

1 2 3 40

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t)

waktu (s)

kece

rpat

an (m

/s)

IV.2.2.Analisa Teoritis




Pada percobaan GLBB, dapat dilihat dari tabel hasil percobaan bahwa

ketinggian berpengaruh pada percepatan (a). Kereta dinamika pada ketinggian

rendah/percobaan 1 (tingkat balok kesatu) mengalami percepatan 0,1759 m/s2,

sedangkan pada ketinggian sedang/percobaan 2 (tingkat balok kedua)

mengalami percepatan 0,2704m/s2, dan pada balok tingkat ketiga/percobaan 3

percepatannya 0,4225 m/s2. Perbedaan ini dapat disebabkan karena tinggi-

rendahnya balok membentuk kemiringan yang berbeda. Sudut kemiringan (α) ini

yang nantinya berpengaruh pada percepatan.

Dari rumus diatas terlihat bahwa sudut kemiringan (sin α) berbanding

lurus dengan percepatan (a).Oleh karena itu, semakin besar nilai sudut

kemiringan (ketinggian balok bertingkat) semakin besar pula nilai percepatan.

IV.3.Analisa Percobaan GJB

IV.3.1.Analisa Matematis

Hitunglah besarnya kecepatan akhir dari tiap-tiap percobaan gerak jatuh bebas!

Vt2 = 2 g h

Percobaan I

Kecepatan (Vt) :


ΣF= 0F−w=0F=wF=w sin α

ΣF= m .aw sin α =m . am . g sin α=m .a



Vt = √2x 9.8 x0 . 742

= 3.8136 m/s

Percobaan II

Kecepatan (Vt) :

Vt = √2x 9.8 x0,906

= 4.2140 m/s

Percobaan III

Kecepatan (Vt) :

Vt = √2x 9.8 x0,967

= 4.3535 m/s

Buatlah grafik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percobaan gerak jatuh

bebas!


Ketinggia

n (h)

Waktu (t) Kecepatan akhir (Vt)

0,742 m t1 = 0,25 s 3,8136m/s2

0,906 m t2 = 0,40 s 4,2140m/s2

0,967m t3 = 0,50 s 4,3535m/s2



3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.40

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t)

waktu (s)

kece

pata

n (m

/s)

IV.3.2.Analisa TeoritisWaktu yang diperoleh berdasarkan rumus dan hasil percobaan dalam

gerak jatuh bebas berbeda, waktu yang diperoleh berdasarkan rumus lebih besar

dibandingkan waktu yng diperoleh berdasarkan percobaan, hal ini bisa karena

dipengaruhi oleh

Pengaturan ketinggian yang kurang tepat.

Orang yang melakukan percobaan teliti atau kurang tepat dalam

pengamatan.

Ketelitian alat ukur yang sudah tidak baik lagi.

Kemungkinan berbedanya besar gaya gravitasi di tempat dilakukannya

percobaan dengan di tempat normal dimana percepatan gravitasi sesuai teori

yang ditentukan (besar gaya gravitasi yang diberikan oleh bumi pada setiap

benda semakin berkurang terhadap kuadrat jaraknya (r) dari pusat bumi).

Secara matematis, kecepatan pada gerak jatuh bebas adalah,

Dari rumus diatas, dapat dilihat bahwa massa benda tidak mempengaruhi

kecepatan jatuh benda. Adapun yang mempengaruhi kecepatan adalah gaya


atauv= √2 g .h V= g . t



gesek udara. Untuk benda-benda yang ringan dengan permukaan luas maka gaya

gesek udaranya semakin besar. Sedangkan untuk benda-benda yang berat maka

gaya geseknya semakin kecil. Contohnya bila kita menjatuhkan batu dan kertas

pada ketinggian yang sama, maka batu akan mendarat lebih cepat, hal ini bukan

karena pengaruh berat (massa) tetapi karena gaya gesek udara pada batu lebih

kecil dari pada gaya gesek udara pada kertas. Jika gaya gesek udara tidak ada

atau diabaikan maka semua benda akan jatuh dengan percepatan yang sama.




BAB V

KESIMPULAN

Dari hasil praktikum yang telah di lakukan dengan topik percobaan “Gerak Lurus

Berubah Beraturan” maka dapat kami simpulkan sebagai berikut :

1. Gerak lurus berubah beraturan dengan lintasan yang lurus maka percepatannya

konstan / tetap

2. Jarak antar titik-titik pada kertas perekam berbeda

3. Semakin cepat laju kereta presisi maka jarak titik-titik pada kertas perekam semakin

jauh sedangkan waktu yang diperlukan semakin sedikit.

4. Dari hasil yang diperoleh praktikum GLBB dan GJB,semakin tinggi

kedudukan benda maka semakin cepat gerak benda ketika hendak mencapai

tujuan dan semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan.

5. Hasil GLBB


Kondisi Waktu (t) Jarak (s) Percepatan (a) Kecepatan (Vt)

Rendah t1 = 3,1 s 0,845 cm 0,1759 m/s2 0.5453m/s

Sedang t2 = 2,5 s 0,845 cm 0,2704 m/s2 0,6760m/s

Tinggi t3 = 2,0 s 0,845 cm 0,4225 m/s2 0,845m/s



6. Hasil GJB


Ketinggia

n (h)

Waktu (t) Kecepatan akhir (Vt)

0,742 m t1 = 0,25 s 3,8136m/s2

0,906 m t2 = 0,40 s 4,2140m/s2

0,967m t3 = 0,50 s 4,3535m/s2



DAFTAR PUSTAKA

Gudang Ilmu Fisika Gratis


Kanginan,M. 1993.Seribu Pena Fisika SMU Kelas 3. Jakarta: Erlangga

Sears, Zemansky, Ssoedarjana, Fisiska untuk Universitas, Binacipta

Suratman,M. 2000. Fisika 3 SMK Teknologi dan Industri. Bandung: Armico

Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar;Penertbit ITB

Tim Penyusun PT Intan Pariwara. PR Fisika. Klaten: Intan Pariwara




MODUL III : PEGAS SPIRAL

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan PercobaanSetelah mengikuti praktikum fisika dasar mengenai materi “Pegas Spiral” Mahasiswa

dituntuk mempunyai kemampuan sebagai berikut :

1. Mampu memahami hukum Hooke

2. Mampu menentukan besarnya konstanta pegas.

3. Mampu menentukan hubungan antara waktu getar, konstanta pegas, massa

beban dan percepatan grafitasi.

1.2 Alat Dan Bahan

1. Statif

2. Skala perlengkapan statip

3. Pegas spiral

4. Tabung tempat menaruh beban (ember)

5. Neraca dan Anak timbangan

6. Stopwatch


g = grafitasi

x = rengangan



BAB II

Teori Pendahuluan

II.1 Teori Dasar

Sutu pegas dengan konstanta pegas k, jika diberi beban m pada ujung pegas tersebut

padanya akan terjadi pergeseran sejauh x dengan persamaan

F =-k x

(1)

Dimana :

F = Gaya pada pegas

K = konstanta pegas

X =pergeseran (regangan)

Jika pegas yang berbedan tadi diberi simpangan dan keudian digetarkan, maka pada

ember, pegas dan beban akan mengalami getaran harmonis, sehingga diperoleh:

T=2 π √ mk

(2)

Dimana:

M =jumlah berat beban, pegas dan ember

T = waktu getar / perioda

k = konstanta

II.2 Teori Tambahan




Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut

gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak

harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang

sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak

periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Pegas merupakan salah satu contoh

benda elastis. Elastis atau elastsisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke

bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Jika sebuah

gaya diberikan pada sebuah benda yang elastis, maka bentuk benda tersebut berubah. Untuk

pegas dan karet, yang dimaksudkan dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang.

Perlu kita ketahui bahwa gaya yang diberikan juga memiliki batas-batas tertentu. Sebuah

karet bisa putus jika gaya tarik yang diberikan sangat besar, melawati batas elastisitasnya.

Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke bentuk semula jika diregangkan dengan

gaya yang sangat besar. Jadi benda-benda elastis tersebut memiliki batas elastisitas.

Robert Hooke pada tahun 1676 mengusulkan sutu hokum fisika yang menyangkut

pertambahan panjang sebuah benda elastic yang dikenai oleh suatu gaya. Menurut Hooke,

pertambahan panjang berbanding lurus dengan yang diberikan pada benda. Secara matematis,

hokum Hooke ini dapat dituliskan sebagai;

Dengan ; F = gaya yang dikerjakan (N)

x = pertambahan panjang (m)

k = konstanta gaya (N/m)

Hukum Hooke akurat jika pegas tidak ditekan sampai kumparan pegas bersentuhan

atau diregangkan sampai batas elastisitas. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih

alias F mempunyai arah berlawanan dengan perpanjangan x. Sedangkan Konstanta pegas

berkaitan dengan kaku atau lembut sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin

kaku sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan

pegas. Sebaliknya semakin lembut sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin

kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas.




Pada pegas yang digantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada benda bermassa yang

dikaitkan pada ujung pegas. Akibatnya, walaupun tidak ditarik ke bawah, pegas dengan

sendirinya meregang sejauh x0. Pada keadaan ini benda yang digantungkan pada pegas berada

pada posisi setimbang.




BAB III

LANGKAH PERCOBAAN

1. Mengaitkansalahsatuujungpegaspadastatip,mengganti

ujunglainnyadengantabungkosong.Kemudian mengatur skala

sedemikianrupahinggajarummenunjukkanpadabagianskala itu dan mensatat

penunjukjarumitu.

2. Menambahkan berturut-turut beban-beban ke dalam tabung. Tiap

penambahan beban lalu menggetarkan pegas sebanyak 20 getaran dan

mencatat waktunya, melakukan hal di atas hingga pengukuran 8 beban.

3. Setelah menyelesaikan semua beban yang tersedia ( 8 keping ) kemudian

mengurangi satu persatu beban dalam tabung. Setelah itu setiap

pengurangan beban dalam tabung, menggetarkanya sebanyak 20 getaran

mencatat kembali waktu yang diperlukan.

4. Mengulangi langkah percobaan (2), (3) dan(4) dengan penambahan dan

pengurangan dua keping beban.

5. Menimbang masing-masing berat ember, pegas dan beban.

1.




BAB IVAnalisa Data

IV.1 Data Percobaan

Dari hasil praktikum fisika mengenai Pegas Spiral. Diperoleh hasil sebagai berikut:

Massa Benda : 84.1 gram

Mass Pegas : 14.10 gram

Massa Ember : 41.90 gram

1.a. Penambahan Satu Bebann Beban X (cm) Getara

nt

(detik)1 10.10 1.60 20 11.52 20.60 3.30 20 12.13 30.80 4.90 20 15.04 41.30 6.40 20 15.05 52.10 8.00 20 15.26 62.90 9.60 20 16.07 72.70 11.10 20 17.08 84.10 12.80 20 18.0

1.b. Pengurangan Satu Bebann Beban X (cm) Getara

nt

(detik)8 84.10 12.80 20 18.07 72.70 11.20 20 17.06 62.90 9.60 20 16.05 52.10 8.00 20 15.24 41.30 6.40 20 15.03 30.80 4.90 20 15.02 20.60 3.30 20 12.11 10.10 1.60 20 11.5

2.a. Penambahan Dua BebanN Beban X (cm) Getaran t(detik)




2 20.60 3.30 20 12.104 41.30 6.40 20 15.006 62.90 9.60 20 16.008 84.10 12.80 20 18.00

2.b. Pengurangan Dua BebanN Beban X (cm) Getaran t(detik)8 84.10 12.80 20 18.006 62.90 9.60 20 16.004 41.30 6.40 20 15.002 20.60 3.30 20 12.00

IV.2 Analisa MatematikaIV.2.1 Perhitungan Konstanta Pegas Menggunakan Persamaan (1)

F = - k x

m . g = -k . x

-k = m. g

x

Dimana : m : massa (kg)

g : grafitasi (9.8 m/s2)

x : jarak/regangan (m)

IV.2.1.1. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan satu

beban

Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap Satu Beban

n Massa

(m)

Jarak

(g)

Grafitasi

(x)

Gaya

(F)

-k -k2

1 0,0101 0,016 9,8 0,09898 6,18625 38,269692 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,42473




3 0,0308 0,049 9,8 0,30184 6,16000 37,94564 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993775 0,0521 0,08 9,8 0,51058 6,38225 40,733126 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229787 0,0727 0,111 9,8 0,71246 6,41856 41,197898 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,45951

Jumlah 50,44864 318,2541

k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √8 (318,2541 )−¿¿¿

= √ 0,9675448

= 0.0464

k = ∑ k

n =

50,448648 = 6.31

Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 6.31 0.0464

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

0.0989800000000001

0.20188

0.301840000000001

0.404740.51058

0.616420.71246

0.82418

Grafik Hubungan Antara Gaya (F) Terhadap Jarak (x)

Series2

gaya (F)

Jara

k (X

)

JARAK




IV.2.1.2. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan satu beban

Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap Satu Beban

n Massa(m)

Jarak (g)

Grafitasi (x)

Gaya(F)

-k -k2

1 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,459512 0,0727 0,112 9,8 0,71246 6,36125 40,465503 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229784 0,0521 0,08 9,8 0,51058 6,38225 40,733125 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993776 0,0308 0,049 9,8 0,30184 6,16000 37,945607 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,424738 0,0101 0,016 9,8 0,09898 6,18625 38,26969

Jumlah 50,39134 317,52170

k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √8 (317,52170 )−¿¿¿

= √ 0,886453448

= 0.0445

k = ∑ k

n =

50,391348

= 6.30





0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

0.824180.71246

0.616420.51058

0.404740.3018400000000

010.20188

0.09898


Series2

Gaya (F)

Jara

k (X

) JARAK

IV.2.1.3. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan dua beban

Tabel Hasil Perhitungan Konstantadari Penambahan Setiap dua Beban

n Massa(m)

Jarak (g)

Grafitasi (x)

Gaya(F)

-k -k2

2 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,424734 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993776 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229788 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,45951

Jumlah 25,30159 160,10779

k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √4 (160,10779 )−¿¿¿

= √ 0,260748

= 0.0737




k = ∑ k

n =

25,301594

= 6.33


0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

0.20188

0.40474

0.61642

0.82418


Series2

Gaya (F)

Jara

k (X

)

Jarak

IV.2.1.4. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan dua beban

Tabel Hasil Perhitungan Konstantadari Penambahan Setiap Satu Beban

n Massa(m)

Jarak (g)

Grafitasi (x)

Gaya(F)

-k -k2

2 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,459514 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229786 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993778 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,42473

Jumlah 25,30159 160,10779

k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √4 (160,10779 )−¿¿¿




= √ 0,260748

= 0.0737

k = ∑ k

n =

50,448648

= 6.31


0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

0.82418

0.61642

0.40474

0.20188


Series2

Gaya (F)

Jara

k (X

)

Jarak

IV.2.2. Perhitungan Konstanta Pegas Menggunakan Persamaan (2)

T = 2π √ mk

T2 = (2π)2 mk

k = 4 π2 m

T 2

k = 4 π2 m¿¿


Dimana :m : Jumlah berat beban, pegas, dan ember (kg)T : Waktu getar/ periodat : Waktu (s)f : Jumlah getaran

: 3.14/



IV.2.2.1. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan satu beban

Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap Satu Beban

n Beban

(gram)

x(m)

Getaran

t (detik

)

m(Kg)

T(detik

)

T2

(detik)

k (N/m)

K2

(N/m)F

1 10,10 0,0160

20 11,5 0,06610

0,5750

0,3306

7,8991 62,39504

0,12638

2 20,60 0,0330

20 12,1 0,07660

0,6050

0,3660

8,2685 68,36827

0,27286

3 30,80 0,0490

20 15 0,08680

0,7500

0,5625

6,0969 37,17174

0,29875

4 41,30 0,0640

20 15 0,09730

0,7500

0,5625

6,8344 46,70885

0,43740

5 52,10 0,0800

20 15,2 0,10810

0,7600

0,5776

7,3945 54,67837

0,59156

6 62,90 0,0960

20 16 0,11890

0,8000

0,6400

7,3403 53,87934

0,70466

7 72,70 0,1110

20 17 0,12870

0,8500

0,7225

7,0380 49,53361

0,78122

8 84,10 0,1280

20 18 0,14010

0,9000

0,8100

6,8338 46,70085

0,87473

Jumlah 57,7054

419,4361

*Massa Seluruh : massa beban + massa pegas + massa ember

k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √8 (419,4361 )−¿¿¿

= √ 25,5756448

= 0.2389

k = ∑ k

n=

57,705448

= 7.4




Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 7.21 0.2389grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat.

0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.80000.9000

0.81000.7225

0.64000.57760.56250.5625

0.36600.3306

Series2Periode (T2

bera

t (Kg

)

IV.2.2.2. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan satu beban

Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap Satu Beban

n Beban

(gram)

x(m)

Getaran

t (deti

k)

m(Kg)

T(deti

k)

T2

(detik)

k (N/m)

k2 (N/m)

F

8 84,10 0,1280

20 18,0 0,14010

0,9000

0,8100

6,8338

46,70085

0,87473

7 72,70 0,1120

20 17,0 0,12870

0,8500

0,7225

7,0380

49,53361

0,78826

6 62,90 0,0960

20 16,0 0,11890

0,8000

0,6400

7,3403

53,87934

0,70466

5 52,10 0,0800

20 15,2 0,10810

0,7600

0,5776

7,3945

54,67837

0,59156

4 41,30 0,0640

20 15,0 0,09730

0,7500

0,5625

6,8344

46,70885

0,43740

3 30,80 0,0490

20 15,0 0,08680

0,7500

0,5625

6,0969

37,17174

0,29875




2 20,60 0,0330

20 12,1 0,07660

0,6050

0,3660

8,2685

68,36827

0,27286

1 10,10 0,0160

20 11,5 0,06610

0,5750

0,3306

7,8991

62,39504

0,12638

Jumlah 57,7054

419,4361


k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √8 (419,4361 )−¿¿¿

= √ 25,5756448

= 0.2389

k = ∑ k

n =

57,705448

= 7.4


0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.0000

0.1000

0.2000

0.3000

0.4000

0.5000

0.6000

0.7000

0.8000

0.90000.8100

0.72250.6400

0.57760.56250.5625

0.36600.3306

Series2Periode (T2

bera

t (Kg

)

IV.2.2.3. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan dua beban




Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap dua Beban

n Beban

(gram)

x(m)

Getaran

t (detik

)

m(Kg)

T(detik

)

T2

(detik)

k (N/m)

k2 (N/m)

F

2 20,60 0,0330

20 12,0 0,07660

0,6000

0,3600

8,4069 70,67586

0,27743

4 41,30 0,0640

20 15,0 0,09730

0,7500

0,5625

6,8344 46,70885

0,43740

6 62,90 0,0960

20 16,0 0,11890

0,8000

0,6400

7,3403 53,87934

0,70466

8 84,10 0,1280

20 18,0 0,14010

0,9000

0,8100

6,8338 46,70085

0,87473

Jumlah 29,4153

217,9649


k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √4 (217,9649 )−¿¿¿

= √ 6,599748

= 0.3708

k = ∑ k

n =

29,41534

= 7.35


grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat.




0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.80000.9000

0.3600

0.56250.6400

0.8100

Series2

Periode (T2

bera

t (Kg

)

IV.2.2.4. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan dua beban

Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap dua Beban

n Beban (gram)

x(m)

Getaran

t (detik)

m(Kg)

T(detik)

T2

(detik)k (N/m) k2

(N/m)F

8 84,10 0,1280 20 18,0 0,14010 0,9000 0,8100 6,8338 46,70085 0,874736 62,90 0,0960 20 16,0 0,11890 0,8000 0,6400 7,3403 53,87934 0,704664 41,30 0,0640 20 15,0 0,09730 0,7500 0,5625 6,8344 46,70885 0,437402 20,60 0,0330 20 12,0 0,07660 0,6000 0,3600 8,4069 70,67586 0,27743

Jumlah 29,4153 217,9649*Massa Seluruh : massa beban + massa pegas + massa ember

k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿

= √4 (217,9649 )−¿¿¿

= √ 6,599748

= 0.3708

k = ∑ k

n =

29,41534

= 7.35





0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.80000.9000

0.3600

0.56250.6400

0.8100

Series2

Periode (T2

bera

t (Kg

)

IV.3 Analisa TeoritisPada praktikum tentang materi pegas spiral diperoleh data dan hasil

koefisien pegas yang nilainya hampir sama. Hasil koefisen pada percobaan

praktikum hasil selisih perbedaan koefiennya kecil. Faktor faktor yang

mempengaruhi selisih data tersebut antara lain ;

a. Faktor penimbangan adalah salah satu faktor yang mempengaruhi hasil data.

Dalam penimbangan ada beberapa yang mempengaruhi hasilnya anatara lain

kebersiihan timbangan dan sampel yang ditimbang. Timbangan yang baik

adalah timbangan yang selalu dirawat dengan sering melakukan kalibrasi

secara berkala untuk mengetahui sesatannya. Kondisi lingkungan ketika

menimbang alangkah baiknya di ruangan tertutup pada suhu ruangan tertentu.

Dan yang terakhir adalah water kompas yang menunjukan kesetimbangan

posisi alatnya.

b. Kondisi alat pegas yang sering digunakan adalah salah satu faktor yang

memperngaruhi hasil. Alat pegas yang sering diguakan akan mengalami




peregangan secara perlahan lahan yang mengakibatkan pengukuran di waktu

yang berbeda akan mengalami perbedaaan.

c. Kesalahan praktikan adalah salah satu faktor yang penting. Antara seseorang

dengan orang lain pasti secara tidak langsung ada perbedaan dalam membaca

skala pegas karena pegas selalu bergerak.

d. Kondisi lingkungan percobaan adalah salah satu hal terpenting dalam

percobaan. Kondisi sirkulasi udara yang tinggi akan memperngaruhi sistem

kerja pegas, kondisi lingkungan ketika praktikum tidak ideal karena berisik

maka akan memperngaruhi secara sikologis dan mempengaruhi juga dalam

pembacaan skala

e. Pembulatan dalam perhitungan

Apabila pegas makin kaku, maka konstanta pegas besar dan semua

memiliki gaya yang bernilai negatif hal ini menunjukan gaya pemulihan (F).

Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya(F) mempunyai arah berlawanan

dengan simpangan (x). Semakin berat beban maka semakin lama waktu yang

dibutuhkan karena massa benda besar berarti inersia benda besar. Dengan

demikian, reaksi yang diberikan benda lebih lambat sehingga periode makin

lama.

Grafik menunjukkan gaya F dan regangan x berbanding lurus. Pada saat

pegas ditarik waktu yang dibutuhkan lama dan dalam kenyataannya, pada

suatu saat tertentu pegas tersebut berhenti bergerak karena adanya gaya

gesekan udara.




BAB V

Kesimpulan

Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa semakin berat beban

yang digantung pada pegas maka akan besar juga pertambahan panjang

(regangan) pegas. Hasilnya pun sama apabila semakin ringan beban yang

menempel di pegas maka akan semakin kecil pula regangan (pertambahan

panjang) pada pegas. Dari hasil tersebut secara garis besar hubungan antara

pertambahan panjang pegas (regangan) dengan pertambahan gaya pegas

adalah berbanding lurus.

Konstanta pegas adalah ukuran elastisitas pegas.Jadi apabila pegas makin

kaku maka konstanta pegas besar.Massa benda besar berarti inersia benda

besar.Dengan demikian, reaksi yang diberikan benda lebih lambat sehingga

periode makin lama. Sebaliknya, makin kaku pegas (konstanta pegas besar)

maka dibutuhkan gaya yang lebih besar




Daftar Pustaka

Halliday,Resnick,Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga

Sears, Zemansky, Soedarjana, fisika untuk Universitas, Binacipta

Sutrisno, Gie, Seri Fisika Dasar,Penerbit ITB




MODUL IV : KOEFISIEM MUAI PANJANG LOGAM

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 TUJUAN PERCOBAAN

Dapat menghitung koefisien muai panjang logam pada logam alumunium dan

tembaga.

1.2 ALAT PERCOBAAN

1. Pipa – pipa logam

2. Statif dengan penjepit logam dan mistar

3. Roda silinder dengan jarum penunjuk

4. Skala petunjuk perubahan panjang

5. Thermometer

6. Ketel uap dengan pipa karet penyambung

7. Kompor pembakar / bunsen

8. Jangka sorong dan mistar




BAB II

TEORI PERCOBAAN

II.1 TEORI DASAR

Secara eksperimen perubahan tempratur ∆T pada batang logam yang

mempunyai panjang L akan mengakibatkan perubahan panjang ∆L. Pada umumnya

juka tempratur naik, maka jarak antara atompada bahan akan naik, sehingga secara

keseluruhan pada bahan itu mengalami pemuaian.

Perubaha ukuran pada dimensi linier, seperti panjang, lebar, tebal disebut

sebagai muai linier. Untuk perubahan temperatur yang kecil, perubahan panjang,

lebar atau tebal akan sebanding dengan perubahan temperatur.

Perubahan panjang ∆L berbanding lurus dengan L dan ∆T, maka dapat ditulis

:

∆L = α L ∆ (1)

Dimana α merupakan konstanta pembanding antara perubahan temperatur

dengan perubahan panjang relatif terhadap panjang awalnya.

α juga dinamakan dengan “ Koefisien muai linier “ dan persamaan (1) juga

dapat ditulis dalam bentuk :

∆ LL

=α . ∆ T (2)

Dimana α untuk setiap bahan adalah berbeda- beda.

Suatu zat isotropik, apabila dipanaskan akan mengalami perubahan panjang

secara uniform pada seluruh bagiannya. Artinya, untuk suatu ∆T yang diberikan,

maka : ∆ LL

untuk lebar, tebal dan panjang akan sam. Oleh karena itu, maka didapat

turunan koefisien muai luas maupun koefisien muai volume.




II.2 TEORI TAMBAHAN

II.2.1 Pengertian Pemuaian

Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh

perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima

kalor.Pemuaian terjadi ketika zat dipanaskan (menerima kalor), partikel-partikel

zat bergetar lebih cepat sehingga saling menjauh dan benda memuai.Sebaliknya,

ketika zat didinginkan (melepas kalor) partikel-partikel zat bergetar lebih lemah

sehingga saling mendekati dan benda menyusut.

Pemuaian terjadi pada zat padat, zat cair dan gas.Pemuaian pada zat padat

ada 3 jenis, yaitu pemuaian panjang (untuk satu dimensi), pemuaian luas (dua

dimensi) dan pemuaian volume (untuk tiga dimensi).Sedangkan pada zat cair dan

zat gas hanya terjadi pemuaian volume saja. Pada teori ini akan dibahas tentang

pemuaian pada zat padat.

II.2.2 Pemuaian Panjang

Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda

karena menerima kalor.Pada pemuaian panjang, nilai lebar dan tebal sangat kecil

dibandingkan nilai panjang benda tersebut, sehingga lebar dan tebal dianggap

tidak ada.Salah satu contoh pemuaian panjang adalah kabel jaringan listrik.Kabel

jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari.

Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar

matahari.Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai

jenis zat padat adalah musschenbroek.

Pada umumnya jika temperatur naik, maka jarak rata-rata antar atom pada

bahan akan naik, sehingga secara keseluruhan pada bahan itu mengalami

pemuaian. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi beberapa faktor, yaitu




panjang awal benda, koefisien muai panjang atau koefisien muai linier dan besar

perubahan suhu.Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar :

Keterangan :

L = panjang akhhir (m)

L0 = panjang awal (m)

ΔL = pertambahan panjang (m)

Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang

1 m disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu,

dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan:

Keterangan:

L = Panjang akhir (m)

L0 = Panjang mula-mula (m)

ΔL = Pertambahan panjang (m)

α = Koefisien muai panjang (/ºC)

Δt = kenaikan suhu (ºC)

Beberapa koefisien muai panjang benda dapat dilihat pada table berikut :


L = L0 + ΔL

ΔL = L0.α.Δt

L = L0 (1 + α.Δt)



II.2.3 Pemuaian Luas

Pemuaian luas atau pemuaian bidang adalah pertambahan ukuran luas

suatu benda karena menerima kalor.Pemuaian luas terjadi pada benda yang

mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan

dianggap tidak ada.Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah

lempeng besi yang lebar sekali dan tipis.Seperti halnya pada pemuaian luas

faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, benda, koefisien

muai luas dan besar perubahan suhu.Pertambahan luas zat padat untuk setiap

kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan

antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat

adalah :


A = A0 + ΔA

ΔA = A0 – β .Δt

ΔA = A0 (1 + β .Δt)

http://3.bp.blogspot.com/_xX4nGE4cP_o/S36QuasdS1I/AAAAAAAAAqI/4ZtmqNBe5aM/s1600-h/tabelkoefisien.PNG



Keterangan:

A = Luas akhir (m2)

ΔA = Pertambahan luas (m2)

A0 = Luas mula-mula (m2)

β = Koefisien muai luas zat (/º C)

Δt = Kenaikan suhu (ºC)

Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari

dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai

panjang.Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

II.2.4 Pemuaian Volume

Pemuaian volume adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena

menerima kalor.Pemuaian volume terjadi karena benda yang mempunyai ukuran

panjang, lebar dan tebal.Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume

adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam

3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama

dengan 3 kali koefisien muai panjang.

Persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan

volume akhir suatu benda tidak jauh beda pada perumusan sebelumnya. Hanya

saja beda pada lambangnya saja. Perumusannya adalah :


β = 2α

γ = 3α



Keterangan:

V = Volume akhir (m3)

ΔV = Pertambahan volume (m3)

V0 = Volume mula-mula (m3)

γ = Koefisien muai volume zat (/0C)


V = V0 + ΔV

ΔV = V0 .γ .Δt

ΔV = V0 (1 + γ .Δt)



BAB III

LANGKAH PERCOBAAN

1. Merangkai alat seperti gambar berikut :

2. Meletakkan batang logam yang akan ditentukan koefisien muai panjangnya di

atas roda silinder dengan jari-jari r, tanpa slip. Pertambahan panjang akan

menyebabkan roda-roda berputar sehingga pertambahan panjang ini dapat

dibaca pada pergeseran jarum r pada skala S.

3. Mengamati dan mencatat kadar suhu ruangan.

4. Mengsi ketel uap dengan air dan menyimpannya di atas kompor.

5. Memeriksa apakah jarum sudah bebas bergerak, tidak ada gesekan pada

porosnya, kemudian mengukur panjang jarum dan diameter roda sekunder.

6. Mengambil salah satu logam dan mengukur panjangnya (=Lo), dan menjepit

salah satu ujungnya pada statif.

7. Memasang pipa karet pada ketel dan pada ujung pipa logam yang terjepit.

Kemudian memeriksa apakah ujung logam yang lain sudah benar menekan

roda silinder tanpa slip. Bila logam bertambah panjang, maka roda akan

berputar. Memberi beban jika perlu.




8. Memberi sedikit simpangan pada jarum, agar mudah untuk membaca

skalanya, misalnya So.

9. Menyalakan api. Pada saat pipa memuai (jika sistemnya baik), jarum akan

bergeser secara kontinu, jika tidak, mngulangi langkah 5-8.

10. Mengamati dan mencatat skala yang ditunjukan oleh jarum St dan juga

panjang logam Lt. Bila jarum berhenti bergeser, artinya temperatur batang

sudah sama dengan temperatur uap air tersebut.

11. Mengulangi langkah 4-9 untuk logam yang lain.




BAB IV

ANALISA DATA

IV.1 DATA PERCOBAAN

Diameter roda jarum skala : 0.0145 m

Panjang jarum skala : 0.224 m

Suhu ruang : 26 ºC

1. Alumunium

No.

Diameter dalam Diameter luar Panjang ( Lo )

1 0.0075 m 0.0096 m 0.58 m2 0.0075 m 0.0096 m 0.58 m3 0.0075 m 0.0096 m 0.58 m

No.

Temperatur ( º C ) Penambahan ( ∆L)

1 29ºC 0.001 m2 34ºC 0.015 m3 39ºC 0.018 m4 44ºC 0.021 m




2. Tembaga

No.`

Diameter dalam Diameter luar Panjang ( Lo )

1 0.0075 cm 0.0096 cm 0.602 cm2 0.0075 cm 0.0096 cm 0.602 cm3 0.0075 cm 0.0096 cm 0.602 cm

No.

Temperatur ( º C ) Penambahan ( ∆L)

1 40ºC 0.004 cm2 45ºC 0.004 cm3 50ºC 0.004 cm4 55ºC 0.004 cm

IV.2 ANALISA MATEMATIS

∆L = α x Lo x ∆T

IV.2.1 Alumunium

Dari tabel di atas,Diketahui :

1) T1 = 26 ⁰C

T2 = 29 ⁰C

Panjang awal (L0) = 0.58 m

Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m

Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m




Penambahan (∆L) = 0,001

Ditanya :

α?

Jawab :


0.001 = α x 0.58 x ( 29-26)

0.001 = α x 0.58 x 3

0.001 = α x 1.74

∆ L=0.0011.74

=5.7471 x10−4

2) T1 = 26 ⁰C

T2 = 34 ⁰C




Penambahan (∆L) = 0,015 m

Ditanya :

α?

Jawab :


0.015 = α x 0.58 x ( 34-26)

0.015 = α x 0.58 x 8




0.015 = α x 4.64

∆ L=0.0187.54

=2.3873 x 10−3

3) T1 = 26 ⁰C

T2 = 39 ⁰C





Ditanya :

α?

Jawab :


0.018 = α x 0.58 x ( 39 -26)

0.018 = α x 0.58 x 13

0.018 = α x 7.54

∆ L=0.0187.54

=3.2327 x 10−3

4) T1 = 26 ⁰C

T2 = 44 ⁰C








Ditanya :

α?

Jawab :


0.021 = α x 0.58 x ( 44 -26)

0.021 = α x 0.58 x 18

0.021 = α x 10.44

∆ L=0.02110.44

=2.0115 x10−3

IV.2.2 Tembaga

Dari tabel di atas,Diketahui :

1) T1 = 26 ⁰C

T2 = 40 ⁰C





Ditanya :

α?

Jawab :





0.004 = α x 0.602 x ( 40-26)

0.004 = α x 0.602 x 14

0.004 = α x 8.428

∆ L=0.0048.428

=4.7461 x10−4

2) T1 = 26 ⁰C

T2 = 45 ⁰C





Ditanya :

α?

Jawab :


0.004 = α x 0.602 x ( 45-26)

0.004 = α x 0.602 x 19

0.004 = α x 11.438

∆ L= 0.00411.438

=3.4971 x 10−4




3) T1 = 26 ⁰C

T2 = 50 ⁰C





Ditanya :

α?

Jawab :


0.004 = α x 0.602 x ( 50 -26)

0.004 = α x 0.602 x 24

0.004 = α x 14.448

∆ L= 0.00414.448

=2.7685 x 10−4

4) T1 = 26 ⁰C

T2 = 55 ⁰C





Ditanya :

α?




Jawab :


0.004 = α x 0.602 x ( 55 -26)

0.004 = α x 0.602 x 29

0.004 = α x 17.458

∆ L= 0.00417.458

=2.2912 x10−4

IV.3 Analisa Teoritis

Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberpa faktor yaitu panjang

awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai

panjang suatu benda sendiri di pengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan.

Bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor, logam

dapat memuai karena adanya peubahan suhu yang tinggi. Dari percobaan yang telah

dilakukan diketahui bahwa antara logam almunium dan tembaga yang mempunyai

pertambahan panjang yang lebih besar adalah almunium, itu dikarenakan almunium

memiliki titik lebur yang rendah dibanding dengan logam tembaga

Pada pada praktikum kali ini membahas tentang pemuaian panjang pada

almuniumdan tembaga.Pada percobaan tembaga panjang awal alumunium adalah

0.58m , kemudian setelah dialiri uap panas terjadi penambahan panjang 0.021 m

pada kenaikan suhu 44 ºC sehingga panjang muainya berubah menjadi 0.601 m,

dengan pertambahan panjang logam alumunium dapat menentukan koefisien

muainya sebesar 2.0115 x 10−3 /° C.

Dan pada percobaan tembaga, diketahui panjang awal tembaga sebelum

memuai yaitu 0.602 m setelah dialiri uap panas panjangnya bertambah sebesar 0,004

cm pada kenaikan suhu 55 ºC sehingga panjang muainya mejadi 0.606 m dan

diperoleh koefisien muai sebesar 2.2912 x10−4/OC.




BAB V

KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan yang telah dilakukan diperoleh :

pada percobaan alumunium diperoleh pertambahan panjang sebesar 0.58m

dan koefisien muai sebesar 2.0117x103 /˚C

Sedangkan percobaan pada padatembaga diperoleh pertambahn panjang

0.602 m dan koefisien muai sebesar 2.2912 x 10-4 /˚C




DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Pemuaian. http://alljabbar.wordpress.com

Anonim. 2010. Pemuaian Zat. http://modulfisika.blogspot.com

Anonim. 2011. Laporan Menentukan Koefisien Muai Panjang dari Suatu

Logam. http://gentingbocor.wordpress.com

Anonim. 2008. Pemuaian. http://physics2008.wordpress.com

Sidik Purnomo. 2011. Pemuaian. http://sidikpurnomo.net

Anonim. 2010. Gelombang Bunyi Dalam Zat Padat Isotropik

3.http://merry.blog.uns.ac.id

Petunjuk Praktikum Fisika Dasar I, 2011. Penerbit Laboratorium Fisika

Dasar.




MODUL V : KALORIMETER

BAB I

PENDAHULUAN

I.I Tujuan Percobaan

Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan:

1. Mampu menentukan kalor lebur es

2. Mampu menentukan panas jenis suatu benda berdasarkan Azas Black

I.II Alat-alat Percobaan

1. Satu set kalorimeter dan pengaduknya

2. Thermometer

3. Stopwatch

4. Bongkah es batu secukupnya

5. Benda yang akan diukur kalor jenisnya

6. Neraca teknis




BAB II

PEMBAHASAN

II.1Teori Dasar

Apabila dua benda yang berlainan temperaturnya disentuhkan, maka benda

yang lebih panas akan memberikan sebagian panasnya kepada benda yang lebih

rendah temperaturnya, sampai akhirnya dicapailah temperatur akhir yang sama

(keseimbangan temperatur).

Satuan yang dipakai pada perpindahan panas adalah kalori, yang didefinisikan

sebagai “Jumlah panas yang dibutuhkan oleh setiap 1 gram air untuk menaikkan

temperatur 1oC”.

Apabila ke dalam kalorimeter yang berisi air dimasukkan benda yang berbeda

temperaturnya (misal lebih panas), akan terjadi aliran panas dari benda ke kalorimeter

dan air.

Setelah dicapai keadaan setimbang, maka :

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4) (1)

Dimana :

W1, W2, W3 = Berat kalorimeter, berat air, dan berat benda

C1, c2, c3 = Kalor jenis kalorimeter, air, dan benda

T1, T2, T3 = Temperatur awal kalorimeter, air, dan benda




T4 = Temperatur akhir kalorimeter, air, dan benda setelah

dicapai kesetimbangan

Bila yang dimasukkan ke dalam kalorimeter tersebut adalah bongkah es yang

kalor leburnya P, berat G, maka persamaan (1) menjadi :

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4) (2)

II.1 Teori Tambahan

Kalorimeter berarti “mengukur panas”. Ketika aliran panas terjadi antara dua

bentda yang terisolasi dari lingkungannya, jumlah panas yang hilang dari suatu benda harus

setara dengan jumlah yang lainnya.

Panas adalah yang berpindah, jadi prinsipnya adalah prinsip kekekalan energy.

Kualitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai positif dan pada kuantitas yang

meninggalkan benda sebagai negative. Ketika sejumlah benda berinteraksi, jumlah aljabar

dari setiap kuantitas panas yang dipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol. Ini

adalah Azas Black yang dasarnya adalah kekekalan energy.

Kalor selalu berkaitan dengan dua hal yaitu proses pemanasan atau proses

pendinginan yang melibatkan perubahan suhu dan proses prubahan wujud zat yang terjadi

pada suhu yang tetap.

Proses pemanasan dan pendinginan digunakan persamaan :

Q = m.c.∆T

Dimana :

Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( joule )

m = massa bahan ( kg )

c = kapasitas panas spesifik bahan ( J/kg ˚C )

∆T = perubahan suhu (˚C )




BAB III

Langkah Percobaan

III.1 Kalor Lebur Es

1. Menimbang bejana kalorimeter dan bejana pengaduknya dengan ketelitian

yang maksimal. Bila pada pengaduk terdapat gagang yang terbuat dari

bahan lain, maka dilepas terlebih dahulu

2. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang lebih ¾ nya.

Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air ditimbang

dengan teliti.

3. Memasukkan kalorimeter ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.

Termometer dipasangkan , sehingga hanya bola yang erisi air raksa saja

yang tercelup dengan air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana,

diamkan sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya.

4. Mengambil beberapa bongkah batu es, lalu ditimbang dengan neraca

teknis.

5. Bongkahan batu es tersebut dimasukkan ke dalam bejana kalorimeter, lalu

ditutup beserta thermometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk, suhunya

dibaca setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.

6. Menimbang berat akhir kalorimeter.

III.2 Campuran Air dengan Air Panas

1.Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan.

2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya.




3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼ nya.


dengan teliti.

4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.

Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja yang

tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana, diamkan

sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya.

5. Mengambil gelas kimia, dikeringkan, lalu ditimbang beratnya.

6. Gelas kimia diisi dengan air, kemudian ditimbang berat keseluruhan gelas

dan air.

7. Gelas kimia berisi air dipanaskan hingga mendidih. Suhu air dicatat.

8. Memasukkan air panas ke dalam kalorimeter, lalu kalorimeter beserta

termometer ditutup dengan hati-hati. Sambila diaduk, suhu nya dibaca

setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.


III.3 Kalor Jenis Benda

1. Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan.

2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya.

3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼ nya.


dengan teliti.

4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.

Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja yang

tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana, diamkan

sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya.

5. Menimbang massa benda yang akan diukur kalor jenisnya dengan neraca

teknis.




6. Mengisi gelas kimia dengan air, kemudian memasukkan benda dan

memanaskan gelas hingga air mendidih. Suhu air yang mendidih dicatat

(sama dengan suhu benda).

7. Memasukkan benda tadi ke dalam kalorimeter. Kalorimeter ditutup beserta

termometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk suhunya dibaca setiap 30

detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.


9. Langkah 2-8 diulangi dengan benda yang berbeda.




BAB IV

Analisa Data

IV.1 Data Pecobaan

Percobaan 1

W1= Berat kalorimeter kosong : 125,54 g

W2 = Berat Air (3/4) : 181,00 g

W3 = Berat Es : 50,80 g

c1 = 0,205 Kal/goC

c2 = 1,000 Kal/goC

c3 = ?

Berat (gram) Suhu (oC)

W1 125,54 T1 27

W2 181,00 T2 26,5

W3 50,80 T3

T4

4

14,8

Perubahan suhu setiap 10 detik

No t (detik) Suhu (oC)




1 10 22

2 20 19

3 30 15

4 40 14

5 50 14

6 60 13,5

7 70 13

8 80 13

9 90 12,5

10 100 12

Percobaan 2

W1 = Berat kalorimeter kosong : 109,14 g

W2 = Berat Air (3/4) : 228,94 g

W3 = Berat Air Panas : 57,68 g

c1 = 0,205 Kal/goC

c2 = 1,000 Kal/goC

c3 = ?


W1 109,14 T1 26

W2 338,08 T2 26




W3 395,76 T3

T4

68

37



1 10 36

2 20 37

3 30 37

4 40 37

5 50 37

6 60 37

7 70 37

8 80 37

9 90 37

10 100 37

Percobaan 3

W1 = Berat kalorimeter kosong : 109,14 g

W2 = Berat Air (3/4) : 133,34 g

W3 = Berat Benda : 63,80 g




c1 = 0,205 Kal/goC

c2 = 1,000 Kal/goC

c3 = ?


W1 109,14 T1 26

W2 242,48 T2 34

W3 306,28 T3

T4

93

37



1 10 41

2 20 39

3 30 37

4 40 37

5 50 37

6 60 37

7 70 37

8 80 37




9 90 37

10 100 37

IV.2 Analisa Matematis

Percobaan 1

Besarnya kalor lebur es (P) dengan menggunakan persamaan (2)

Mencari c3 (Kalor Jenis es)

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . c3(4-14,8)

25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80 c3(10,8)

313,9755+ 1936,7 = 548,64 c3

2250,6755 = 548,64 c3

c3= 2250,6755

548,64

= 4,1023 Kal/goC

Mencari P (Kalor Lebur Es)

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4)

125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = P . 50,80 – 50,80 .4,1023 (4-

14,8)




25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80P - 208,39684 (10,8)

313,9755+ 1936,7 = 50,80P – 2250,6859

2250,6755 = 50,80P – 2250,6859

2250,6755 + 2250,6859= 50,80P

4501,3614= 50,80P

P = 4501,3614

50,80

= 88,6095oC

Percobaan 2

Kalor Jenis Campuran Air Dengan Air Panas

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

109,14 . 0,205 (37-26) + 228,94 . 1,000 (37-26) = 57,68 . c3 (68-37)

22,3737 (11) + 228,94 (11) = 57,68 c3 (31)

246,1107 + 2518,34 = 1784,98 c3

2764,4507 = 1784,98 c3

c3 = 2764,4507

1784,98

c3 = 1,5487 Kal/goC




Percobaan 3

Kalor Jenis Benda

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

109,14 . 0,205 (37-26) + 133,34 . 1,000 (37-34) = 63,80 . c3 (93-37)

22,3737 (11) + 133,34 (3) = 63,80 c3 (56)

246,1107 + 400,02 = 3572,8 c3

646,1307 = 3572,8 C3

C3 = 646,1307

3572,8

C3 = 0,1808 Kal/goC

IV.3 Analisa Teoritis

Pembuktian hasil percobaan dengan metoda Azaz Black

∑Q yang dilepas = ∑Q yang diserap

Q Kalorimeter (1) + Q Air (2) = Q Es (3)

W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . 4,1023(4-14,8)

25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 208,3968(10,8)

313,9755+1936,7 = 2250,6859




2250,6755 = 2250,8659

Ketelitian atau ketepatan antara ∑Q yang dilepas dan ∑Q yang diserap dipengaruhi

oeleh ketelitian dalam penimbangan, dimana semakin teliti atau semakin akurat kita

menimbang maka hasil yang didapat pun akan semakin mendekati tepat

BAB V

Kesimpulan

Dari ketiga percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

Percobaan 1

Kalor jenis es adalah 4,1023 Kal/goC

Kalor lebur es adalah 88,6095 oC

Percobaan 2

Kalor jenis campuran air dengan air panas adalah 1,5487 Kal/goC

Percobaan 3

Kalor jenis benda adalah 0,1808 Kal/goC

Terbukti kebenaran Asas Black




DAFTAR PUSTAKA


Sears, Zemansky, University Physics

Sutrisno, Gie, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB

Anonim.2011.PraktikuFisika Dasar. http://choalialmu89.blogspot.com

Anonim.2011.Kalor-kalorJenisKapasitas Kalor. http://gurumud.wordpress.com

Anonim. 2011.Fisika. http://wikipedia.org


http://www.wikipedia.org/wiki/kategori:Fisika

http://gurumud.wordpress.com/

http://choalialmu89.blogspot.com/



MODUL VI : VISKOSITAS ZAT CAIR

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 TUJUAN PERCOBAAN

Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan :

Menentukan koefesien viskositas suatu zat cair berdasarkanHukum

Stokes.

I.2 PERALATAN

Gelas ukur berisi zat cair yang akan ditera

Bola-bola percobaan

Stopwatch

Thermometer

Mikrometer

Areometer

Pinset/penjepit

Mistar

Jangkasorong

Pengait

Neraca




BAB II

TEORI PENDAHULUAN

II.1 TEORI DASAR

Benda yang bergerak tanpa kecepatan awal dalam zat cair, pada permulaan mendapat percepatan dan berlaku:

∑ Fy = ma (1)

Gerak benda tersebut mengalami gaya gesek (Fs) dan gaya apung keatas (Fa). Dengan rumus W - Fs – Fa = ma,

(2)

Dengan W = gaya berat benda

Fs = gaya gesekan

Fa = gaya tekan keatas

Gaya gesek zat cair (Fs) terhadap bola menurut Stokes adalah sebagai berikut:

Fs = 6 п η r v (3)

Dengan Fs = gayagesekan (N)

η = koefisiensiviscositas (Nsm2)

r = jari-jari bola (m)

v = laju terminal (m/s)

Benda yang setimbang dinamis dalam zat cair bergerk tampa percepatan (a=0) sehingga berlaku:

W – Fs – Fa = 0 (4)




Dengan memasukan harga besaran W, Fs dan Fa pda persamaan (4), akan diperoleh:

η¿ 29

r2 gV g

( ρ – ρ') (5)

Dengan Vg = laju terminal (m/s) g = percepatangravitasi (m/s2) ρ = kerapatan bola (kg/m3)

ρ’ = kerapatanzatcair (kg/m3) r = jari-jari bolaη = koefisien viskositas

Batasan Agar Hukum Stokes Berlaku:

1. Luas permukaan zat cair besar (diameter bola << luas penampang

gelas ukur)

2. Bola pejal

3. Tak ada penggelinciran dalam zat cair

II..2 TEORI TAMBAHAN

Viskositas Kekentalan Zat Cair

Viskositas adalah suatu kekentalan dari suatu fluida yang dimana kekentalan ini dapat

mementukan aliran pada fluida tersebut ada dua jenis fluida : (1) aliran laminar (2) aliran

turbulen hubungan antara viskositas dan jenis aliran adalah “semakin besar viskositas yang

dimiliki oleh suatu fluida maka aliran yang mungkin terjadi pada fluida tersebut adalah

laminar begitu juga sebaliknya

Dan juga pada viskositas ada tekan, biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau

penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada

aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluid. Air memiliki

viskositas rendah, sedangkan oli memiliki viskositas tinggi.


http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Minyak_sayur&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Air

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gesekan&action=edit&redlink=1



Kekentalan suatu cairan akan memperlambat laju benda, khususnya benda yang

berbentuk bola. Derajat kekentalan suatu cairan dikenal dengan sebutan viskositas(ŋ). Ketika

benda berada di dalam cairan yang kental maka terjadi gaya gesek (Fs), gaya geseknya dapat

di rumuskan:

Fs = -6 r v

Persamaan di atas di kenal sebagai persamaan Stokes dan dalam penerapannya

memerlukan:

1. Ruang tempat fluida tidak terbatas (ukurannya jauh lebih besar dari pada ukuran bola).

2. Tidak terjadi aliran turbulensi di dalam fluida.

3. Kecepatan v tidak besar, sehingga aliran fluida masih bersifat laminar.

Di dalam fluida yang mengalir terdapat gesekan internal yang dinamakan

viskositas atau kekentalan yang diberi symbol . Sebuah bola dengan jari-jari r dan

massa jenis bila dijatuhkan ke dalam fluida yang memiliki viskositas dan massa

jenis o akan mendapatkan gaya gesekan sebesar

F = -6 r v

dimana v adalah kecepatan relatif bola terhadap fluida. Pada suatu saat akan terjadi

keseimbangan antara gaya berat bola dan gaya gesekan sehingga menyebabkan bola

bergerak dengan kecepatan tetap sebesar




BAB III

PROSEDUR PERCOBAAN

Prosedur Percobaa Viskositas Zat Cair

1. Boladiukur 5 kali padabagian yang berlainan.

2. Masing-masing bola ditimbang.

3. Suhusertakerapatanzatcairpadapermukaan,

dicatatbaikawalmaupunakhirpercobaan.

4. Tentukantitikawal (A) dantitikakhir (B) pengukuranpadagelasukur.

5. Bola dijatuhkankedalamzatcairdalamgelasukur.

6. Jarak danwaktujatuh bola

diukurketikabergerakdengankecepatankonstandarititik A ketitik B.

7. Langkah 4-6 diulangi hingga 10x dengan jarak yang berbeda.




BAB VI

DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

VI.1.DATA PENGAMATAN

Rapatmassazatcair (ρ) = 910 kg/m3 = 0.91 gr/cm3

Temperature zatcairawal (T1) = 27.5 °CTemperature zatcairakhir (T2) = 27.5 °CDiameter dalamtabung = 2.37inchiDiameter luartabung = 6.453 cmKecepatanGravitasi = 9.81 m/s2 = 981 cm/s2

No. Ukuran BolaJenis Bola

Besar Sedang Kecil

1 Diameter bola (d) (mm)15.26 12.19 9.4715.26 12.18 9.4615.25 12.19 9.46

2Jari-jari bola (r)

0.7630 0.6095 0.4730r= 1/2 d (cm)

3Volume bola (vol)

1.86 0.95 0.44volume = 4/3 πr³ (cm³)

4Massa Bola (m)

2.3 2.2 0.5…….. Gram

5Rapatmassa bola (ρ)

1.2365 2.3158 1.1364ρ = Massa/Volume (gr/cm³)

6Jarak yang ditempuh

24.6 24.6 24.6bola (s) cm

7 Waktu yang ditempuh 2.8 1.2 10.86




bola (t) detik

8Kecepatan bola

8.79 2.05 2.27V³= s/t (cm/detik)

Waktu tempuh bola sebanyak 10x

No Bola Besar Bola Sedang Bola Kecil1 2.8 1.2 11.92 2.8 1.2 11.93 2.8 1.2 11.94 2.8 1.2 10.05 2.8 1.2 10.06 2.8 1.2 11.07 2.8 1.2 11.98 2.8 1.2 10.09 2.8 1.2 10.010 2.8 1.2 10.0

Rata-Rata 2.8 1.2 10.86

VI.4.2.Analisa Percobaan Viskositas Zat Cair

VI.4.2.1Analisa Matematis

KoefisienViscositas (η)

Bola besar

η=29

(0.763)2 x 9818.79

(1.24 – 0.91)

η=29

0.5822 x 9818.79

(0.33)

η=29

21.4420

η=4 .7649 Nsm¯²


η=29

r2 gV g

(ρ – ρ')



Bola sedang

η=29

(0.6095)2 x 98120.5

(2.32 – 0.91)

η=29

0.3715 x 98120.5

(1.41)

η=29

25.0665

η=5 .5703 Nsm¯²

Bola kecil

η=29

(0.473)2 x 9812.27

(1.14 – 0.91)

η=29

0.22373 x 9812.27

(0.23)

η=29

22.2380

η=4 .9418 Nsm¯²

Gaya gesekzatcairterhadap bola (Fg)


Fg= 6 п η r v

No. Pengujian Hargakoefisienviskositas (Nsm¯²)

1 Bola besar 4.76492 Bola sedang 5.57033 Bola kecil 4.9418

Rata-Rata 5.0923



Bola besar

Fg= 6 x 3.14 x 4.7633 x 0.763x 8,79

Fg= 601,8694 N

Bola sedang

Fg= 6 x 3.14 x 5.5703x 0.6095 x 20.5

Fg= 1311,2547N

Bola kecil

Fg= 6 x 3.14 x 4.9850x 0,473 x 2,25

Fg= 99,9516 N

1. Gaya apapun bola (F A)

Bola besar

F A=43

x 3.14 x (0.763 )3 x 0.91 x 981

F A=1660 , 1694 N

Bola sedang

F A=43

x 3.14 x (0.6095 )3 x 0.91x 981

F A=846 ,2524 N

Bola kecil


F A=43

. πr ³. ρ' . g

No. PengujianGaya gesekzatcairterhadap bola

(N)1 Bola besar 601,86942 Bola sedang 1311,25473 Bola kecil 99,9516



F A=43

x 3.14 x0,473 x 0.91 x 981

F A=395 ,5143 N

2. Gaya berat bola

Bola besar

W = 601,8694 + 1660,1694W = 2262,0388 N

Bola sedang

W = 1311,2547 + 846,2524W = 2157,5071 N

Bola kecil

W = 99,9516 + 395,5143W = 495,4659 N


W = Fg+ FA

No. Pengujian Gaya apapun bola (N)1 Bola besar 1660 ,16942 Bola sedang 846 ,26243 Bola kecil 395,5143

No. Pengujian Gaya berat bola (N)1 Bola besar 2262,03882 Bola sedang 2157,50713 Bola kecil 495,4659



VI.4.2.Analisa Teoritis

Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain. Pada praktikum pengukuran viskositas kali ini pun menggunakan metoda bola jatuh.Prinsip pengukuran viskositas metoda bola jatuh ialah dengan cara mengukur kecepatan bola pejal jatuh di dalam cairan uji. Dengan terlebih dahulu diketahui data jari-jari bola, massa jenis bola, massa jenis cairan dan percepatan gravitasi maka viskositas cairan dapat dihitung. Mengukur kecepatan bola jatuh biasanya dilakukan dengan cara mencatat waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak tertentu.Secara teoritis, hasil koefisien dari zat cair tersebut seharusnya sama, walaupun menggunakan bola pejal yang berbeda.Terjadinya perbedaan koefisien tersebut, disebabkan karena banyak sekali faktor.Baik dari kesalahan alat yang digunakan, maupun kesalahan dari praktikan itu sendiri.Kesalahan dari alat biasanya, disebabkan karena alat ukur yang digunakan tidak terkalibrasi dengan baik sehingga nilai yang ditunjukkan alat tersebut validitasnya diragukan.Bila kesalahan yang disebabkan oleh praktikan, biasanya disebabkan karena kurang tepat dalam pembacaan skala dan penggunaan alat ukur yang belum baik, sehingga hasil dari pengukurannya tidak terlalu valid.




BAB V

KESIMPULAN

Dari hasilpraktikum yang telah dilakukandengantopikpercobaan“Viskositas Zat Cair” maka dapat kami simpulkansebagaiberikut :

1. Harga Koefisien Viskositas dari percobaan:


No. Pengujian Hargakoefisienviskositas (Nsm¯²)

1 Bola besar 4.76492 Bola sedang 5.57033 Bola kecil 4.9418

Rata-Rata 5.0923



DAFTAR PUSTAKA

Giancoli 1998 Fisika Jilid 1 Edisi Kelima Jakarta : Erlangga


Kanginan Marthen 2004 Fisika Untuk SMA kelas XI semester 1 Jakarta : Erlangga

Sears, Zemansky, Ssoedarjana, Fisiska untuk Universitas, Binacipta

Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar;Penertbit ITB


laporan jadi

Documents