PRAKTIKUM FISIKA KELAS XII IPA Hari/Tanggal: Rabu, 12 Agustus 2015

Kelas XII IPA 1

Nama Kelompok D

Anggota Caroline Gita Chandra

Jason Mamesah

Mutiara Tanu

Valencia Vanessa

PERCOBAAN : FREKUENSI ARUS (TEGANGAN) BOLAK-BALIK A. Tujuan : Menentukan frekuensi arus & tegangan listrik PLN.

B. Teori : (Lihat gambar !)

Kawat penghantar AB yang terletak diatas meja horizontal, ditaruh didalam medan magnet homogen yang ditimbulkan oleh magnet ladam C. Jika kawat tersebut dialiri arus listrik bolakbalik, maka akan dikenai gaya Lorentz yang arahnya bolak-balik pula, serta terletak didalam bidang yang tegak lurus arah arus dan arah medan magnet (yakni bidang vertikal!). Karena kawat dikenai gaya yang arahnya bolak-balik, berarti kawat digetarkan. Oleh karena itu pada kawat akan timbul gelombang diam transversal (atau gelombang berdiri atau gelombang stasioner). Dengan menggunakan rumus Melde, maka frekuensi arus (tegangan) bolak-

balik tersebut dapat diukur dengan rumus :𝑓 =1

𝜆√

𝐹

𝜇

dimana : F = gaya tegangan tali = berat beban

a. μ= massa per satuan panjang tali

b. λ= panjang gelombang yang terjadi pada tali

Dengan demikian, jika F , λ dan μ diketahui, maka frekuensi arus (tegangan) bolak-balik tersebut dapat

dihitung. Petunjuk : Gunakan semua besaran dalam satu sistem (S.I) Panjang gelombang (λ ), dicari dengan

menggunakan rumus : 𝐿 = 𝑛1

2𝜆 dimana L = panjang tali dan n = banyak tengahan gelombang

yang terjadi. Gaya tegangan tali ( F ) = berat beban (m g B , ) dengan g = 9,8 m/ dt 2

.

C. Alat-alat : 1. Sumber tegangan bolak-balik 2. Magnet ladam (tapal kuda) 3. Kawat lemas AB 4. Beban pemberat (s/d arde miligram !)

D. Pelaksanaan :

1. Buat susunan seperti gambar di atas. Agar tidak berbahaya gunakan tegangan ± 6 volt AC. Magnet

ladam ditaruh tegak lurus kawat AB tsb. 2. Beri beban dengan teliti, sehingga diperoleh gelombang diam dengan amplitudo terbesar. Catat massa

beban dan jumlah tengahan gelombang yang terjadi. 3. Ulangi pelaksanaan 2 untuk massa beban yang lain, sehingga diperoleh jumlah tengahan gelombang (n)

yang lain lagi (min. 5 kali lagi).

4. Ukur μ tersebut, dengan jalan menimbang massa kawat & mengukur panjang kawat. Agar tidak

membongkar rangkaian, mintalah contoh kawat yang digunakan. Ulangi pelaksanaan 1 s/d 4 untuk kawat yang lain (min. 1 kali lagi)

5. Tabelkan datanya dalam tabel data pengamatan. Tabel Data

No 𝜇(𝑘𝑔

𝑚3) 𝑚𝐵(𝑘𝑔) F(N) L(m) n 𝜆(𝑚) f(m) Δ𝑓

1 10-4 1,56 x10-

3 0,015 1 9 0,222 55,168 -0,86

2 10-4 2,4 x10-3 0,023 1 7 0,285 53,213 1,089

3 10-4 3,24 x10-

3 0,031 1 6 0,333 52,873 1,429

4 10-4 4,92 x10-

3 0,048 1 5 0,4 54,772 -0,47

5 10-4 2,4 x10-3 0,023 0,5 4 0,25 60,663 -6,361

6 10-4 3,24 x10-

3 0,031 0,5 3 0,333 52,873 1,429

7 10-4 2,4 x10-3 0,023 0,75 5 0,3 50,552 3,75

Analisa Data :

1. Dihitung f masing-masing percobaan Σf=380,114 Δf = 2,199

2. Hitung harga rata-ratanya ( f ) = 54,302

3. Hitung deviasi rata-ratanya (Δf ) = 2,199

4. Tuliskan hasil f percobaan anda ( f ± Δf )

5. Hitung kesalahan relatifnya 𝐾𝑅 = Δ𝑓

Δ𝑓̅̅ ̅̅ 𝑥100%

Kesalahan relatif = 4,04 %

E. Pembahasan Pada percobaan kali ini, setelah semua alat disiapakan, pertama-tama yang dilakukan adalah

menyalakan sumber tegangan bolak-balik. Setelah menyalakan sumber tegangan, meletakkan magnet

tapal kuda pada kawat. Meletakkan magnet yang pertama pada ukuran 50 cm. Dan letakkan beban hingga

diperoleh gelombang yang diam dan stabil. Setelah gelombang stabil dan diam, beban tersebut diukur

massanya. Pada panjang kawat 1 m dilakukan percobaan sebanyak 4 kali. Dengan banyak gelombang 9

gelombang, 7 gelombang, 6 gelombang, dan 5 gelombang. Setelah melakukan percobaan dengan ukuran

kawat 1 m, dilakukan percobaan yang sama dengan ukuran panjang kawat 0,75. Dengan langkah yang

sama, didapat 5 gelombang dengan massa beban 2,4x10-3 kg. Pada panjang kawat 0,5 m, dilakukan 2

percobaan. Didapat banyak gelombangnya adalah 4 gelombang dengan massa beban 2,4x10-3, dan 3

gelombang dengan massa 3,24x10-3.

Setelah didapat data massa beban, panjang kawat, dan banyak gelombang, langkah selanjutnya

adalah mencari berat beban dengan mengalikan antara massa beban dan gaya gravitasi, yaitu 9,8 m/s2.

Untuk mencari µ, dicari menimbang massa kawat dan mengukur panjang kawat. µ yang didapat pada

percobaan ini adalah sebesar 10-4 kg/m3. Langkah selanjutnya adalah menghitung panjang gelombang

dengan cara 2𝐿

𝑛. Untuk mencari frekuensi arus tegangan bolak-balik, dapat dihitung dengan rumus yang

ada pada dasar teori. Dari hasil percobaan kali ini, frekuensi yang paling besar adalah pada panjang kawat

0,5 m dengan banyak gelombang 4 gelombang. Frekuensi yang di dapat adalah sebesar 60,663.

Sedangkan panjang gelombang yang terkecil didapat dari panjang kawat sepanjang 0,75 m dan banyak

gelombang yaitu 5 gelombang. Frekuensi terkecil tersebut sebesar 50,552. Setelah semua frekuensi

didapat, dicari rata-rata dari frekuensi dan dicari kesalahan relatifnya. Kesalahan relatif yang didapat

adalah sebesar 2,199.

Pada saat melakukan praktikum menggunakan suatu alat ukur, akan selalu terdapat ketidakpastian.

Berdasarkan data percobaan, terdapat kesalahan relatif sebesar ... %. Kesalahan relatif pada percobaan

dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

1. Keterbatasan pengamat saat melakukan pengukuran

Kesalahan ini dapat disebabkan karena kesalahan membaca skala yang kecil, kekurang terampilan

dalam menyusun dan memakai alat, serta hal lain yang menyebabkan kesalahan-kesalahan kecil pada

data pengamatan di mana hal ini menyebabkan hasil percobaan yang berbeda.

2. Massa beban dianggap sama yaitu 0.42 gr

Massa beban yang digunakan dalam percobaan dianggap sama sehingga mempengaruhi perhitungan.

Tidak dilakukan pengukuran untuk massa setiap beban karena adanya keterbatasan waktu percobaan.

Hal ini menyebabkan adanya ketidakakuratan dalam pengambilan data.

3. Perkiraan panjang tali yang tidak akurat

Percobaan ini dilakukan menggunakan tali yang panjangnya 1m di mana beban akan terus ditambah

sampai titik batas maksimal jumlah gelombang yang dapat dihitung. Percobaan diulangi sebanyak 7 kali

dengan data yang berbeda-beda. Jika telah mencapai titik maksimum, maka panjang tali diubah

dengan menjepit tali pada panjang tertentu (dalam percobaan ini 50cm dan 75cm). Pada tahap ini

dapat terjadi kesalahan di mana tangan tidak tepat menjepit di panjang tali yang ditentukan, misalnya

di 50,2cm atau 75,5cm. Kesalahan ini dapat mempengaruhi banyaknya gelombang yang dapat diamati

atau banyaknya beban yang ditambahkan pada wadah.

4. Percepatan gravitasi dianggap 9,8 m/s2 sementara angka percepatan gravitasi berbeda di

masing-masing tempat.

F. Kesimpulan

Frekuensi gelombang dapat dihitung menggunakan rumus 𝑓 =1

𝜆√

𝐹

𝜇 . Pada percobaan terdapat

kesalahan relatif sebesar 4,04% .