lembar kerja praktikum kls x
TRANSCRIPT
Modul Praktikum FisikaKelas X
Semester I
Sekolah Menengah Atas Cakra BuanaDepok 2007
Physics Modul Eksperiments1
Kata pengantar
Alhamdulillah, berkat rahmat-Nya Modul Praktikum Fisika Kelas X (Sepuluh) semester 1 dapat selesai tepat waktu.
Modul praktikum fisika untuk kelas X (Sepuluh) semester I ini di susun untuk mempermudah siswa dalam malakukan percobaan fisika. Dalam modul ini siswa di berikan suatu teori dasar yang sederhana, untuk lebih memahami teorinya siswa di haruskan membaca buku referensi sesuai dengan judul percobaan. Dengan modul ini diharapkan siswa lebih aktif dalam melakukan percobaan, dan siswa dapat dengan mudah melakukan pelaporan praktikum.
Penyusunan modul ini jauh dari sempurna, untuk itu perbaikan-perbaikan akan terus dilakukan. Saran untuk modul ini sangat di harapkan agar modul ini menjadi lebih baik lagi.Akhirnya semoga modul ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Penyusun
Guru Fisika SMA Cakra Buana
Physics Modul Eksperiments2
Skala nonius / sekrup pemutar
Skala Utama
Benda
Gambar 1. mengukur panjang dengan mikrometer sekrup
Rahang geser
Mengukur panjang
I. Tujuan : Mengukur besaran panjang dengan berbagai alat ukur panjang.II. Alat dan bahan :
1. mistar centimeter2. mistar milimeter3. jangka sorong 4. mikrometer sekrup5. jangka sorong6. balok (batang) kayu atau papn7. kelereng/ manik-manik8. kertas
III. Teori dasar
Pengukuran panjang harus dilakukan dengan alat ukur yang tepat. Perhatikan
dilingkungan sekitar kita, pengukuran panjang dilakukan oleh penjahit pakaian,
pekerja bangunan, pengukur tanah, atau pembuat kunci. Masing-masing profesi tadi
membutuhkan alat ukur yang berbeda. Namun pada hakekatnya mereka semua
melakukan pengukura panjang, dan masing-masing pekerjaan membutuhkan
ketelitian yang berbeda sehingga alat ukur yang di gunakan berbeda pula
(Nursyamsuddin,2004).
Berikut ini cara penggunaan mikrometer sekrup dan jangka sorong.
A. Mikrometer sekrup
Mikrometer sekrup di tunjukan pada gambar 1. Jika skala nonius di putar lengkap 1
kali maka rahang geser dan skala nonius maju mundur 0.5 mm. Karena skala nonius
memiliki skala 50 skala, maka ketelitian mikrometer sekrup 0.5 mm / 50 = 0.01 mm
(Kanginan,2002).Dengan demikian ketidak pastianya ∆x
∆x = 1/2 x nilai satuan terkecil (nst) = 1/2 x 0.001 mm = 0.005 mm
Maka cara menentukan nilai x (panjang benda) yaitu:
1. Perhatikan garis skala utama dengan skala nonius. Pada gambar 1. garis skala
utama adalah 7 mm lebih.
2. Perhatikan garis mendatar pada skala nonius yang berhimpit dengan garis
mendatar pada skala utama. Pada gambar 1. garis mendatar tersebut 24. maka
nilai x = 7,0+( 24 x 0,01 mm ) = 7,24 mm.
Sehingga jika dituliskan. Panjang = (7,240 ± 0,005) mm
Physics Modul Eksperiments3
Skala Utama
Skala NoniusBenda
Rahang geser
Gambar 2. mengukur panjang dengan Jangka Sorong
1 2 3
B. Jangka Sorong
Skala nonius memikiki panjang 9 mm dan di bagi 10 skala sehingga selisihnya 0,1
mm.atau 0,01 cm. Maka ketidak pastiannya adalah
∆x = 1/2 x 0,1 mm = 0,05 mm = 0,005 cm
cara menentukan nilai x (panjang benda) yaitu:
1. perhatikan angka pada skala utama yang berdekatan dengan angka 0 pada
nonius. Pada gambar 2. angka tersebut 5 cm
2. perhatikan garis nonius yag berhimpit dengan skala utama. Pada gambar 2.
angka tersebut adalah garis ke 4. ini berarti
nilai x = 5 cm + ( 5 x 0,01 cm ) = 5,05 cm.
Sehingga jika dituliskan, Panjang = (5,050 ± 0,005) cm
IV. Cara kerja
a) Mengukur panjang batang (papan) kayu
a. ukur panjang batang kayu denagn mistar sentimeter
b. lakukan pengukuran denagn posisi mata sebagai berikut, seperti terlihat
pada gambar berikut.
c. Ulangi denagn 5 kali pengukuran
d. Tuliskan data yang didapat ke dalam tabel pengamatan
e. Gantilah mistar centimeter dengan mistar milimeter lalu ulangi langkah
a sampai d.
b) Mengukur diameter manik-manik
a. ukurlah diameter manik-manik dengan mikrometer sekrup (cara
penggunaan dapat dilihat pada teori dasar)
b. lakukan pengukuran oleh orang yang berbeda
c. lakukan 5 kali pengukuran
d. tuliskan data yang didapat pada tabel data
e. ulangi langkah a sampai d dengan menggunakan Jangka sorong
Physics Modul Eksperiments4
c) Mengukur tebal kertas
a. ukurlah tebal kertas dengan mikrometer sekrup (cara penggunaan dapat
dilihat pada teori dasar)
b. lakukan pengukuran oleh orang yang berbeda
c. lakukan 5 kali pengukuran
d. tuliskan data yang didapat pada tabel data
e. ulangi langkah a sampai d dengan menggunakan Jangka sorong
V. Data Hasil Pengamatan
1. Hasil pengukuran panjang batang (papa) kayu (L)
Pengukuran ke Dengan mistar centimeter
(L ± ∆L) Cm
Dengan mistar milimeter
(L ± ∆L) mm
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error
2. Hasil pengukuran diameter manik-manik (D)
Pengukuran ke Dengan Mikrometer sekup
(D ± ∆D) Cm
Dengan Jangka Sorong
(D ± ∆D) mm
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error
3. Hasil pengukuran tebal kertas (T)
Pengukuran ke Dengan Mikrometer sekup
(T ± ∆T) Cm
Dengan Jangka Sorong
(T ± ∆T) mm
1
Physics Modul Eksperiments5
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error
VI. Analisis Data, Perhitungan dan kesimpulan
1. dari hasil pengukuran panjang kayu, alat ukur manakah yang lebih teliti?
Berikan alasannya.
2. dari hasil pengukuran diameter kelereng dan tebal kertas alat ukur manakah
yang lebih teliti? Berikan alasannya.
3. posisi mata yang mana yang lebih teliti dalam melakukan pengukuran?
Berikan alasannya.
4. untuk menghitung diameter rambut, alat ukur manakah yang anda akan
gunakan? Mengapa.
5. hitunglah nilai rata-rata hasil pengukuran x , kesalahan pengukuran (∆x) dan
perentase error perhitungan (
Δxx x100%) pada tiap-tiap data pengukuran.
Gunakan persamaan berikut:
x=∑ x in
Δx=∑ |x i−x|
n
Dengan x = rata-rata hasil pengukuran
∆x = ketidak pastian pengukuran
∑ x i = jumlah data hasil pengukuran
n = banyaknya pengulangan
Jawab.
Physics Modul Eksperiments6
VII. Kesimpulan
Mengukur Massa
I. Tujuan : Mengukur besaran massa dengan berbagai alat ukur massa (neraca/timbangan)
II. Alat dan bahan1. neraca lengan2. neraca pegas3. koin/benda yang akan diukur4. kawat tembaga5. kertas
Physics Modul Eksperiments7
III. Teori dasar
Di lingkunagn sekitar, kita sering mendapati berbagai kegiatan menimbang massa
benda, seperti menimbang telur, beras, kapasitas muatan truk, bahkan menimbang
emas. Semua kegiatan tersebut menggunaka alat ukur yang berbeda. Namun pada
hakekaktnya semua kegiatan ini merupakan pengukuran massa. Masing-masing
pengukuran membutuhkan ketelitian yang berbeda sehingga alat ukur yang di
gunakan berbeda pula (Nursyamsudin,2004)
IV. Cara kerja
1. Mengukur massa benda dengan neraca pegas
a. timbanglah massa benda/koin dengan cara mengaitkan pada neraca
pegas
b. lihat nilai yang tertera pada neraca pegas, lalu tulis pada tebel data
pengamatan.
c. Ulangi sampai 5 kali pengulangan dengan orang yang berbeda.
d. Ulangi langkah a sampai c dengan kawat tembaga dan kertas.
2. Mengukur massa benda dengan neraca lengan
a. timbanglah massa benda/koin dengan cara meletakan di lengan neraca
b. lihat nilai yang tertera pada neraca, lalu tulis pada tebel data
pengamatan.
c. Ulangi sampai 5 kali pengulangan dengan orang yang berbeda.
d. Ulangi langkah a sampai c dengan kawat tembaga dan kertas.
V. Data Hasil Pengamatan
1. Hasil pengukuran massa benda dengan neraca pegas
Pengukuran ke Benda/koin
(m ± ∆m) gr
Kawat tembaga
(m ± ∆m) gr
Kertas
(m ± ∆m) gr
1
2
3
4
Physics Modul Eksperiments8
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error
2. Hasil pengukuran massa benda dengan neraca lengan
Pengukuran ke Benda/koin
(m ± ∆m) gr
Kawat tembaga
(m ± ∆m) gr
Kertas
(m ± ∆m) gr
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error
VI. Analisis Data, Perhitungan dan kesimpulan
1. Dari hasil pengukuran massa denagn neraca pegas apakah semua benda
dapat diukur denagn neraca lengan?
2. Dari hasil pengukuran alat ukur manakah yang lebih teliti (presisi) ?
3. Dari kedua alat pengukur massa tersebut apakah dapat mengukur massa
air ? jelaskan.
4. Hitunglah nilai rata-rata hasil pengukuran x , kesalahan pengukuran (∆x)
dan perentase error perhitungan (
Δxx x100%) pada tiap-tiap data
pengukuran. Gunakan persamaan berikut:
x=∑ x in
Δx=∑ |x i−x|
n
Dengan x = rata-rata hasil pengukuran
∆x = ketidak pastian pengukuran
∑ x i = jumlah data hasil pengukuran
n = banyaknya pengulangan
Jawab.
Physics Modul Eksperiments9
VII. Kesimpulan
Mengukur Volume
I. Tujuan : Mengukur besaran volume dengan berbagai caraII. Alat dan bahan
a. jangka sorongb. gelas ukurc. kelerengd. batu kerikil
III.Teori dasar
Archimenes pernah pernah kebingungan ketrika ia diminta oleh kaisar untuk
menentukan apakah mahkota kerajaan tersebut erbuat dari emas asli atau imitasi.
Kemudian, ia menghitung massa jenisnya dengan mengukur perbandingan massa dan
volumemahkota tersebut. Oleh karena bentuk mahkota buklan merupakan bentuk
yang teratur seperti silinder atauboladan sejenisnya, maka ia mencelupkan mahkota
Physics Modul Eksperiments10
tersebutkedalam zat cair. Dari pekerjaan inilah ia merumuskan bagaiaman
menentukan massa jenis emas (Nursyamsudin,2004).
IV. Cara kerja
1. Mengukur volume kelereng secara matematis
a. ukurlah diameter kelereng dengan menggunakan jangka sorong, lakukan
oleh orang yang berbeda dan dilakukan 5 kali pengulangan.
b. hitung volume kelereng dengan menggunakan rumus volume benda.
c. Tulis data yang didapat pada tabel data pengamatan.
2. Mengukur volume kelereng menggunakan gelas ukur
a. tuangkan air ke dalam gelas ukur kira-kira 50 ml
b. masulan kelereng kedalam gelas ukur, kemudian catat volume air
sekarang. Hitunglah selisih volume air, yaitu volume sebelum dan sesudah
kelereng dicelupkan. Selisih volume air tersebut adalah volume kelereng.
c. Catat pada tebel data pengamatan, ulangai sampai 5 kali pengulangan.
3. mengukur volume kerikil menggunakan gelas ukur
a. tuangkan air ke dalam gelas ukur kira-kira 50 ml
b. masulan kerikil kedalam gelas ukur, kemudian catat volume air sekarang.
Hitunglah selisih volume air, yaitu volume sebelum dan sesudah kelereng
dicelupkan. Selisih volume air tersebut adalah volume kelereng.
c. Catat pada tebel data pengamatan, ulangai sampai 5 kali pengulangan.
V. Data Hasil Pengamatan
1. Hasil pengukuran volume kelereng secara matematis
Pengukuran ke Diameter
(D ± ∆D) gr
Volume ( πD2)
(V ± ∆V) gr
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error
Physics Modul Eksperiments11
2. Hasil pengukuran volume kelereng menggunakan gelas ukur
Pengukuran ke Vair semula
(V ± ∆V) gr
Vair sesudah
(V ± ∆V) gr
Volume ∆ V
(Vair sesudah- Vair semula)
(V ± ∆V) gr
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error
VI. Analisis Data, Perhitungan dan kesimpulan
1. Dari hasil pengukuran volume dengan cara yang berbeda manakah yang
lebih teliti (presisi) ?
2. apakah cara matemais dapat di gunakan untuk menghitung volume
kelereng ? jelaskan.
3. Hitunglah nilai rata-rata hasil pengukuran V , kesalahan pengukuran (∆V)
dan perentase error perhitungan (
ΔVV x100%) pada tiap-tiap data
pengukuran. Gunakan persamaan berikut:
V=∑ V in
ΔV=∑ |V i−V|
n
Dengan V = rata-rata hasil pengukuran
∆V = ketidak pastian pengukuran
∑ V i = jumlah data hasil pengukuran
n = banyaknya pengulangan
Jawab.
Physics Modul Eksperiments12
F2F1
F3
VII. Kesimpulan
Komponen Vektor
I. Tujuan : menguraikan vektor menjadi dua buah vektor yang sebidangII. Alat dan bahan
a. neraca pegas 3 buahb. benangc. kertas grafikd. papan tripleke. paku payungf. busur derajat
III. Teori dasar
Setiap vektor diuraikan kedalam komponen vektor yang diinginkan. Penguraian
vektor dilakukan untuk mempermudah penjumlahan dua buah vektor atau lebih.
Pemahaman konsep ini sanagt bermanfaat untuk lebih mendalami pelajaran fisika
khususnya untuk bidang mekanika, medan listrik dan bidang lainnya.
Kita akan mudah menemukan resultan ketiga vektor berikut ini dengan cara mencari
dulu komponen tiap vektornya. Perhatikan gambar berikut.
Physics Modul Eksperiments13
F1
F2F3
Ursiksnlsh vektor F2 dan F3 sehingga diperoleh komponen vektor pada arah vertikal
dan horizontal. Jika 1 (satu) kotak memiliki 1 N maka kita akan mendapatkan daa-
data sebagi berikut.
F1 = 6 NF2x = 9 N F2y = 3 NF3x = 4 N F3y = 2 N
Sesuai gambar (buatlah gambar terlebih dahulu), maka akan didapatkan bahwa:
F2x - F3x =9-4 = 5 N
F1 + F2y + F3y = 6 + 3 + 2 = 11 N
Sehingga denagn menggunakan rumus
phytagoras kita dapat menemukan
resultan ketiga vektor gaya sebagai berikut
FR=√(∑ FX )2+ (∑ FY )2
=√52+112
=12 ,1N
IV. Cara kerja
a. Siapkan benag dan diikat membentuk huruf Y seperti gambar berikut
b. Kaitkan neraca pegas pada tiap ujung tali sehingga membentuk gambar
berikut.
c. Siapkan papan tripleks, tancapkan paku payung kemudian kaitkan dua
neraca pegas pada paku payung. Tarik neraca pegas ketiga sehingga dua
neraca lainnya membentuk sudut 900 (siku-siku).
Physics Modul Eksperiments
F2
F3
F1
FR
14
α
d. Tandai titik sambungan benang yang membentuk sudut siku-siku dan titik
lain pada benang penghubung neraca pegas ketiga, kemudian buatlah garis
seperti pada gambar berikut.
e. catat hasil yag di tunjukan oleh neraca 1 sebagai F1 dan neraca 2 sebagai F2,
catat pula hasil yang di tunjukan oleh neraca 3 sebagai F3.
f. Ukurlah sudut α yaitu sudut antara vektor F dengan F1
g. Lakukan percobaan sebanyak 5 kali dengan merubah salah satu paku payung ( merubah-ubah sudut α.
h. Masukan data kedalam tabel
V. Data Hasil Pengamatan
1. Hasil pengukuran volume kelereng secara matematis
Pengukuran ke F1
Newton
F2
Newton
F
Newton
α F1 sin α F2 sin α
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error pengukuran
VI. Analisis Data, Perhitungan dan kesimpulan
1. Dari hasil pengukuran jika nilai sudut α di rubah-ubah apakah yang terjadi?
2. amatilah tabel data, adakah kecenderungan nilai yag sama? Tuliskan
terdapat pada bagian mana?
Physics Modul Eksperiments15
3. Hitunglah nilai rata-rata hasil pengukuran V , kesalahan pengukuran (∆V)
dan perentase error perhitungan (
ΔVV x100%) pada tiap-tiap data
pengukuran. Gunakan persamaan berikut:
V=∑ V in
ΔV=∑ |V i−V|
n
Dengan V = rata-rata hasil pengukuran
∆V = ketidak pastian pengukuran
∑ V i = jumlah data hasil pengukuran
n = banyaknya pengulangan
Jawab.
Physics Modul Eksperiments16
VII. Kesimpulan
Resultan Dua Vektor
I. Tujuan : menemukan resultan dua buah vektor dalam bentuk rumus kosinusII. Alat dan bahan
a. neraca pegas 3 buahb. benangc. kertas grafikd. papan tripleke. paku payungf. busur derajat
III.Teori dasar
Resultan dua buah vektor dapat di hitung dengan rumus tertentu yang di hasilkan oleh
percobaan ini. Pada bagian lain, resulta vektor dapat di hitung melalui analisis vektor
yaitu dengan cara menguraikan vektor menjadi komponen-komponennya.
Resultan vektor akan menjadi bagian penting dalam pelajaran fisika misalnya
mekanika. Melalui analisis vektor, persoalan mekanika dan dinamika yang sulit di
visualisasikan dapat di sederhanakan untuk analisis penyelesaian masalah.
IV. Cara kerja
a. Siapkan benag dan diikat membentuk huruf Y seperti gambar berikut
Physics Modul Eksperiments17
F1
F2F3
α
F1
F2
F3FR α
b. Kaitkan neraca pegas pada tiap ujung tali sehingga membentuk gambar
berikut.
c. Siapkan papan tripleks, tancapkan paku payung kemudian kaitkan dua
neraca pegas pada paku payung. Tarik neraca pegas ketiga, ikat pada paku
payung. Catat ketiga gaya tersebut, masukan ke dalam tabel. Lalu
gambarkan garis penghubung seperti pada gambar berikut.
d. ukurlah sudut α, yaitu sudut antara F1 dan F2.
Info: karena sistem dalam keadaan setimbang maka F3 = FR
e. lakukan percobaan sampai 5 kali dengan cara merubah-ubah tarikan pada
neraca ke tiga /F3.
f. Masukan data kedalam tabel
V. Data Hasil Pengamatan
1. Hasil pengukuran volume kelereng secara matematis
Pengukuran ke F1
(N)
F2
(N)
FR
(N)
α F12 F2
2 Cos α 2F1 F2 Cos α F12 +F2
2
+2F1 F2 Cos α
1
2
3
4
5
Physics Modul Eksperiments18
Rata-rata
Ketidakpastian
pengukuran
Error pengukuran
VI. Analisis Data, Perhitungan dan kesimpulan
1. Dari hasil pengukuran jika nilai F3 di rubah-ubah apakah yang terjadi?
2. amatilah tabel data, adakah kecenderungan membentuk pola tertentu?
Tuliskan terdapat pada bagian mana?
3. Berdasarkan pola kecenderunagn yang ada, buatlah formula dalam bentuk
persamaan matematis (rumus)
4. Hitunglah nilai rata-rata hasil pengukuran V , kesalahan pengukuran (∆V) dan
perentase error perhitungan (
ΔVV x100%) pada tiap-tiap data pengukuran.
Gunakan persamaan berikut:
V=∑ V in
ΔV=∑ |V i−V|
n
Dengan V = rata-rata hasil pengukuran
∆V = ketidak pastian pengukuran
∑ V i = jumlah data hasil pengukuran
n = banyaknya pengulangan
Jawab.
Physics Modul Eksperiments19
Titik star
Titik jatuh
VII. Kesimpulan
Percepatan Gravitasi
I. Tujuan : menentukan percepatan gerak jatuh bebasII. Alat dan bahan
a. stopwatchb. penggarisc. benangd. beban (bola besi, kertas)
III.Teori dasar
Contoh paling terkenal gerak dengan percepatan (hampir) tetap adalah gerak benda di
bawah pengaruh gravitasi bumi. Gerak ini menarik perhatian para filsuf dan ilmuwan
sejak zaman dahulu. Pada abad ke 4 SM, Aristoteles berpendapat bahwa benda yang
berat akan jatuh lebihcepat dari pada benda yang ringan. Sembilan belas abad
kemudian, Galileo mengemukakan bahwa dalam keadaan hampa udara atau gesekan
udara di abaikan semua benda, baik benda berat maupun ringan, akan jatuhdengan
percepatan yang sama. Jadi benda yang berat dan benda yang ringan akan jatuh engan
kecepatan yang sama Ruwanto,2005).
IV. Cara kerja
a. Ukurlah tinggi jarak antara titik star dengan titik jatuh
b. siapkan benda (bola besi) dan stopwatch.
c. Ketika bola besi mulai dijatuhkan, hidupkan stopwatch.
Physics Modul Eksperiments20
d. Ketika bola mengenai dasar lantai, matikan stopwatch. Catat waktunya di
data pengamatan.
e. Ulangi 5 kali pengulangan.
f. Ganti bola besi dengan kertas. Ikuti langkah b sampai e.
g. Sekarang buatlah kertas seperti bola. Ikuti langkah b sampai e
V. Data Hasil Pengamatan
1. Hasil pengukuran bola besi
Pengukuran ke x
(m)
t
(s)
t2
(s2)
g
(2x/t2)
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian pengukuran
Error pengukuran
2. Hasil pengukuran kertas
Pengukuran ke x
(m)
t
(s)
t2
(s2)
g
(2x/t2)
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian pengukuran
Error pengukuran
3. Hasil pengukuran bola bola kertas
Pengukuran ke x t t2 g
Physics Modul Eksperiments21
(m) (s)
(s2)
(2x/t2)
1
2
3
4
5
Rata-rata
Ketidakpastian pengukuran
Error pengukuran
VI. Analisis Data, Perhitungan dan kesimpulan
1. Dari hasil pengukuran percepatan gravitasi dari tiga benda ersebut apakah ada
perbedaan?jelaskan.
2. Apakah massa benda dapat mempengaruhi percepatan gravitasi?
3. Apakah tinggi jarak jatuh (x) mempengaruhi gravitasi? Jelaskan baik melalui
percobaan maupun rumus.
4. Hitunglah nilai rata-rata hasil pengukuran V , kesalahan pengukuran (∆V) dan
perentase error perhitungan (
ΔVV x100%) pada tiap-tiap data pengukuran.
Gunakan persamaan berikut:
V=∑ V in
ΔV=∑ |V i−V|
n
Dengan V = rata-rata hasil pengukuran
∆V = ketidak pastian pengukuran
∑ V i = jumlah data hasil pengukuran
n = banyaknya pengulangan
Jawab.
Physics Modul Eksperiments22