makalah isi fisika

BAB IPENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Setiap kegiatan kita hampir selalu berhubungan dengan gerak. Saat

membaca tulisan ini, sadar atau tidak, sebenarnya kita sedang bergerak. Yang

bergerak adalah bola mata kita untuk menyusuri tiap huruf dalam tulisan ini.

Selanjutnya tangan kita untuk membalik halaman demi halaman dalam

makalah ini. Selain itu, kegiatan kita juga selalu menyertakan gerak.

Karena setiap saat kita melakukan gerak, maka perlu dipelajari ilmu

tentang gerak tersebut. Dengan ilmu ini, diharapkan kita tidak hanya bergerak,

tetapi bisa menghayati arti dari tiap gerakan yang kita lakukan. Ilmu tentang

gerak juga sangat bermanfaat dalam memprediksi kecepatan dan ukuran

komponen kendaraan agar dicapai kualitas yang maksimal.

Roda kendaraan merupakan komponen yang penting agar kendaraan

berfungsi sebagaimana mestinya. Untuk itu, perlu diperhitungkan segala

sesuatunya. Mulai dari bahan, ukuran, kapasitas udara jika itu menggunakan

udara serta bentuknya. Hal ini diamksudkan agar kinerja roda menjadi

maksimal.

Ukuran roda kendaraan sangat berpengaruh terhadap kecepatan yang

ditimbulkan. Kendaraan yang ukuran rodanya tidak sesuai akan mengalami

gangguan, bahkan bisa jadi mencelakakan penggunanya. Oleh karena itu,

penelitian mengenai ukuran roda serta kecepatan yang ditimbulkan perlu

1

untuk dilakukan. Dari sinilah penulis mencoba melakukan simulasi kecepatan

yang ditimbulkan dari beberapa roda yang ukuran diameternya berbeda-beda.

B. TUJUAN

Seperti yang telah dikemukakan pada kata pengantar, tujuan utama

pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah Fisika

Dasar II semester 2 dan 4 pada Fakultas Ilmu Keguruan dan Pendidikan

jurusan Biologi Universitas Pangeran Dharma Kesuma Segeran Indramayu.

Adapun tujuan lain pelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Menyelidiki hubungan kecepatan dengan jarak dan waktu

2. Menyelidiki pengaruh jari-jari roda terhadap kecepatan yang ditimbulkan

3. Sebagai persiapan bahan ajar bagi peserta didik kelak

C. BATASAN MASALAH

Pembahasan yang akan penulis lakukan dibatasi hanya materi-materi

berikut:

1. Pengukuran berulang dan sesatannya

2. Kecepatan linear

3. Kecepatan sudut

D. METODE PENGUMPULAN DATA

Metode yang penulis pakai untuk mengumpulkan data pada makalah ini

dibagi dua. Pertama adalah mencari literatur bacaan dari internet dan buku-

buku yang relefan sebagai bahan landasan teori. Kedua, penelitian dan

pengamatan terhadap objek penelitian sebagai pembahasan.

2

Untuk melakukan penelitian, penulis melakukan praktek langsung dengan

beberapa alat dan bahan.

Bahan dan alat yang penulis gunakan untuk membuat roda adalah sebagai

berikut.

Bahan:

1. Kertas kardus

2. Kertas HVS yang telah diberi pola lingkaran masing masing berdiameter

7 cm, 10 cm dan 14 cm.

3. Kertas HVS yang diberi nomor 1, 2 dan 3.

Alat:

1. Pisau cutter

2. Gunting

3. Lem kertas

4. Selotip / lakban

Alat-alat yang digunakan sebagai media penelitian adalah sebagai berikut:

1. Meteran

2. Stopwatch

3. Sepidol

4. Lantai (sebagai lintasan) berbahan keramik putih halus.

Pada lantai dibuat panjang lintasan sejauh 2 meter. Pada jarak tersebut

diberi tanda titik. Selanjutnya, penelitian yang dilakukan adalah dengan

menjalankan roda-roda tersebut satu persatu pada lintasan secara berulang

dengan tangan. Masing-masing roda dijalankan sebanyak sepuluh kali. Penulis

3

mengasumsikan gaya otot yang bekerja pada tiap roda sama. Kemudian,

masing-masing roda dihitung waktu yang diperlukan untuk mencapai titik 2

meter pada lintasan tersebut.

Hasil pengukuran tersebut dimasukan dalam tabel berikut:

Tabel 1.1 Waktu yang diperlukan oleh roda

Untuk mencapai jarak 2 m.

Setelah semua data diperoleh, selanjutnya dilakukan perhitungan untuk

mencari jarak rata-rata yang ditempuh oleh masing-masing roda. Kemudian

mencari kecepatan linear dan kecepatan sudut (anguler) dari masing-masing

roda. Tekhnik yang dipakai untuk perhitungan tersebut dapat dilihat pada Bab

II Landasan teori.

4

E. SISTEMATIKA PENULISAN

Makalah ini ditulis menurut sistematika berikut:

1. Lembar Pengesahan

2. Kata Pengantar

3. Daftar Isi

4. Bab I Pendahuluan

5. Bab II Landasan Teori

6. Bab III Pembahasan

7. Bab IV Penutup

8. Daftar Pustaka

5

BAB IILANDASAAN TEORI

A. PENGUKURAN

Ketepatan pengukuran merupakan hal yang sangat penting didalam fisika

untuk memperoleh hasil/data dari suatu pegukuran yang akurat dan dapat

dipercaya. Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Secara umum

penyebab ketidakpastian hasil pengukuran ada tiga, yaitu kesalahan umum,

kesalahan sistematik, dan kesalahan acak.

Kesalahan umum adalah kesalahan yang disebabkan keterbatasan pada

pengamat saat melakukan pengukuran. Kesalahan ini dapat disebabkan karena

kesalahan membaca skala kecil, dan kekurangterampilan dalam menyusun dan

memakai alat, terutama untuk alat yang melibatkan banyak komponen.

Kesalahan sistematik merupakan kesalahan yang disebabkan oleh alat

yang digunakan dan atau lingkungan di sekitar alat yang memengaruhi kinerja

alat. Misalnya, kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan komponen

alat atau kerusakan alat, kesalahan paralaks, perubahan suhu, dan kelembaban.

Kesalahan acak adalah kesalahaan yang terjadi karena adanya fluktuasi-

fluktuasi halus pada saat melakukan pengukuran. Kesalahan ini dapat

disebabkan karena adanya gerak brown molekul udara, fluktuasi tegangan

listrik, landasan bergetar, bising, dan radiasi.

6

1. Ketidakpastian pada Pengukuran Tunggal

Pengukuran tunggal merupakan pengukuran yang hanya dilakukan

sekali saja. Pada pengukuran tunggal, nilai yang dijadikan pengganti nilai

benar adalah hasil pengukuran itu sendiri. Sedangkan ketidakpastiannya

diperoleh dari setengah nilai skala terkecil instrumen yang digunakan..

Untuk suatu besaran X maka ketidak-pastian (KTP) adalah :

∆X = ½ NST

dengan hasil pengukurannya dituliskan sebagai :

X = X ± ∆X

2. Ketidakpastian pada Pengukuran Berulang

a. Menggunakan nilai simpangan baku nilai rata-rata sampel

Pada pengukuran berulang kita akan mendapatkan hasil pengukuran

sebanyak N kali. Berdasarkan analisis statistik, nilai terbaik untuk

menggantikan nilai benar xo adalah nilai rata-rata dari data yang diperoleh

. Sedangkan untuk nilai ketidakpastiannya (Δx) dapat digantikan oleh

nilai simpangan baku nilai rata-rata sampel.

Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

7

b. Menggunakan Kesalahan ½ – Rentang

Pada pengukuran berulang, ketidakpastian dituliskan tidak lagi seperti

pada pengukuran tunggal. Kesalahan ½ – Rentang merupakan salah satu

cara untuk menyatakan ketidakpastian pada pengukuran berulang. Cara

untuk melakukannya adalah sebagai berikut :

1). Kumpulkan sejumlah hasil pengukuran variabel x, misalnya n buah,

yaitu X1, X2, …, Xn

2). Cari nilai rata-ratanya yaitu Xrata-rata = X1 + X2 + X3 +…......../ n

3). Tentukan Xmax dan Xmin dari kumpulan data X tersebut dan

ketidakpastiannya dapat dituliskan : ∆X =( Xmax – Xmin)/2

4). Tuliskan hasilnya sebagai : X = Xrata-rata ± ∆X

Cara menentukan banyaknya angka yang boleh disertakan pada

pengukuran berulang adalah dengan mencari ketidakpastian relatif

pengukuran berulang tersebut. Ketidakpastian relatif dapat ditentukan

dengan membagi ketidakpastian pengukuran dengan nilai rata-rata

pengukuran. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

Setelah mengetahui ketidakpastian relatifnya, Anda dapat

menggunakan aturan yang telah disepakati para ilmuwan untuk mencari

banyaknya angka yang boleh disertakan dalam laporan hasil pengukuran

berulang. Aturan banyaknya angka yang dapat dilaporkan dalam

pengukuran berulang adalah sebagai berikut.

8

• ketidakpastian relatif 10% berhak atas dua angka

• ketidakpastian relatif 1% berhak atas tiga angka

• ketidakpastian relatif 0,1% berhak atas empat angka

B. KECEPATAN LINEAR

Kecepatan linear (v) merupakan hasil bagi panjang lintasan linear yang

ditempuh benda dengan selang waktu tempuhnya. Secara matematis dapat

ditulis sebagai berikut atau

C. KECEPATAN SUDUT (KECEPATAN ANGULER)

Kecepatan sudut merupakan besar sudut yang ditempuh tiap satu satuan

waktu. Satuan kecepatan sudut adalah rad s-1. Selain itu, satuan lain yang

sering digunakan untuk menentukan kecepatan pada sebuah mesin adalah

rpm, singkatan dari rotation per minutes (rotasi per menit).

Persamaan kecepatan sudut (ω) sebagai berikut

9

BAB IIIPEMBAHASAN

A. HASIL PENGUKURAN

1. Waktu Rata-Rata Tiap Roda

Penulis membuat 3 buah roda. Masing-masing berdiameter 7 cm (roda

3), 10 cm (roda 2), dan 14 cm (roda 1). Penulis sengaja membuat ukuran

diameter sedemikian rupa agar lebih mudah melakukan perhitunagan.

Data yang diperoleh dari hasil pengukuran waktu yang diperlukan

oleh roda untuk menempuh jarak 2 meter ditempuh pada lintasan adalah

seperti pada tabel berikut:

Tabel 3.1Waktu yang diperlukan oleh masing-masing roda

Untuk mencari waktu rata-rata tiap roda, penulis menggunakan

metode nilai simpangan baku nilai rata-rata sampel.

10

Laporan yang disajikan berup hasil perhitungan brikut:

Hasil perhitungan waktu rata-rata untuk tiap roda adalah sebagai berikut:

Sesatan untuk masing-masing roda adalah seperti berikut:

11

xo = Waktu rata rata roda 0xi = jumlah xi

xi = waktu yang ditempuh pada percobaan ke i

N = banyaknya percobaanx = sesatan waktu

Δx3

Δx3

Ketidak pastian relatif masing-masing roda yaitu:

Dari data di atas, maka dapat disajikan informasi mengenai waktu yang

diperlukan oleh tiap roda untuk menempuh jarak 2 meter adalah:

Roda 1 = 0,93 ± 0.04 detik

Roda 2 = 1,09 ± 0,05 detik

Roda 3 = 1,30 ± 0,10 detik

2. Kecepatan linear (tangensial) tiap roda

Karena kecepatan linear (v) merupakan hasil bagi panjang lintasan

linear yang ditempuh benda dengan selang waktu tempuhnya, maka secara

sederhana dapat ditulis dalam sebuah persamaan:

Dengan demikian, dapat dicari kecepatan linear tiap roda adalah:

Jadi, kecepatan linear tiap roda adalah:

Roda 1 = 2,06 ms-1 sampai 2,25 ms-1



12

3. Kecepatan sudut (anguler) tiap roda

Untuk mencari kecepatan sudut tiap roda, terlebih dahulu kita cari

frekuensi putaran dari tiap roda. Untuk mencarinya, kita gunakan turunan

dari persamaan pada kecepatan linar berikut:

v = 2 rff = v/2rf = v/d

Berdasarkan persamaan di atas, maka besar kecepatan sudut adalah:

= 2f = 2 (v/d) = 2v/d

Berdasarkan persamaan tersebut, dapat diketauhi besar kecepatan

sudut masing-masing roda adalah:

Jadi, masing-msing roda memilki kecepatan sudut sebesar:

Roda 1 = 0,29 rad s-1 sampai 0,32 rad s-1



13

B. HUBUNGAN ANTARA KECEPATAN LINEAR DENGAN

KECEPATAN SUDUT

Dari perhitungan di atas, dapat disajikan sebuah tabel perbandingan

antara kecepatan linear dengan kecepatan sudut serta hubungannya dengan

waktu tempuh, panjang lintasan dan diameter tiap roda sebagai berikut:

Tabel 3.2 Perbandingan kecepatan linear, kecepatan sudut,waktu tempuh, panjang lintasan dan diameter roda

Dari tabel tersebut, dapat dilihat bahwa terdapat hubungan berlawanan

antara kecepatan linear dengan kecepatan sudut. Makin besar kecepatan

sudut maka kecepatan linear semakin kecil. Sebaliknya, jika kecepatan

sudut diperkecil, maka kecepatan linear makin besar.

Kemudian, jika waktu yang ditempuh semakin lama, maka kecepatan

sudut makin besar. Namun sebaliknya, kecepatan linear akan semakin

kecil.

Ukuran diameter roda juga berpengaruh terhadap kecepatan anguler

maupun linear serta waktu tempuhnya. Makin besar diameternya

makawaktu tempuh akan semakin cepat. Hal ini akan mengakibatkan

kecepatan linear menjadi makin kecil, tetapi kecepatan anguler makin

besar. Begitupun sebaliknya, makin kecil diameternya makawaktu tempuh

14

akan semakin lambat. Hal ini akan mengakibatkan kecepatan linear

menjadi makin besar, tetapi kecepatan anguler menjadi makin kecil.

Dari penjelasan tersebut, hubungan kecepatan anguler dengan

kecepatan linear dapat digambarkan dalam persamaan:

= 2v/d atau = v/r

v = d/2 atau v = r

15

BAB IVPENUTUP

A. SIMPULAN

Simpulan yang dapat penulis tarik dari pembahasan yang telah penulis

lakukan adalah:

1. Kecepatan linear merupakan hasil dari jarak yang ditempuh per waktu

yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut;

2. Kecepata sudut merupakan besar sudut yang ditempuh tiap satu satuan

waktu.

3. Kecepatan sudut dapat pula dikatakan sebagai hasil bagi kecepatan linear

dengan jari-jari roda

4. Makin besar diameter atau jari-jari lingkaran, maka makin kecil waktu

tempuh serta kecepatan linearnya, namun kecepatan sudut akan semakin

besar.

5. Makin kecil diameter atau jari-jari lingkaran, maka makin besar waktu

tempuh serta kecepatan linearnya, namun kecepatan sudut akan semakin

kecil.

B. SARAN

Saran yang bisa penulis berikan adalah:

1. Dalam melakukan percobaan seperti yang telah penulis lakukan, sebaiknya

digunakan alat untuk memberikan gaya awal (kecepatan awal), karena

kecpatan yang ditimbulkan akan relatif sama jika dibandingkan dengan

tangan kosong;

16

2. Perlu diteliti lagi kemugkinan lainnya jika menggunakan alas atau bahan

yang berbeda;

3. Roda yang dibuat diusahakan memiliki lebar yang cukup sehingga tidak

terjadi slip atau pembelokan arah jalan roda;

4. Lakukan percobaan dengan minimal dua orang karena akan sangat repot

jika melakukan seorang diri;

5. Lebih dikaji lagi pemahaman tentang gerak melingkar agar kelak

ditemukan tekhnologi lain yang lebih mempermudah kegiatan manusia.

17

DAFTAR PUSTAKA

Choiriyah. 2005. LKE TUNTAS Bahasa Indonesia. Jakarta: Graha Pustaka.

Tim Penulis Departemen Agama RI. 2004. Panduan Penulisan Karya Tulis/Karya Ilmiah Guru Pendidikan Agama Islam (revisi). Jakarta: Departemen Agama RI.

Kanginan, Marten. 2008. Fisika untuk SMA/MA kelas X (revisi). Jakarta: Erlangga.

Nurachmandani, Setya. 2009. Fisika 1 : Untuk SMA/MA Kelas X (BSE). Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional

http://www.google.co.id

http://pustaka.ut.ac.id/

18

http://pustaka.ut.ac.id/

http://www.google.co.id/

LAMPIRANFOTO-FOTO DOKUMENTASI PENELITIAN

1. Mengukur panjang lintasan

19

2. Alat dan bahan

20

12

3

RODA-RODA

METERAN

3. Percobaan

21

START AWAL

makalah isi fisika

Documents