Laporan Hasil Pratikum

Usaha Dan Energi

SMA N 1 GUBUG2012Laporan Hasil Pratikum

Tentang Usaha Dan EnergiMata pelajaran FisikaTIM PENYUSUN Ilham Hasanas S

Ardana Rizki Arta

Ika Nur Aidha Hapsari

Tyas Pitaloka

Dyah Ayu Suryani

Dewi Nur Zulianti

Silfi Atun

SMA N 1 GUBUGTahun Pelajaran 2012/2013KATA PENGANTARDengan mengucap syukur Alhamdulillah, kami telah dapat menyelesaikan Laporan pratikum yang berjudul Usaha dan Energi yang merupakan laporan akhir dari kegiatan pratikum menentukan usaha dan energi suatu benda pegas untuk memenuhi tugas fisika.

Didalam ilmu fisika ada yang dikenal dengan sebutan Energi dan Usaha. Apa dan bagaimana energy dan usaha itu sendiri terjadi akan kami bahas didalam laporan ini. Laporan praktikum ini kami susun berdasarkan sumber-sumber yang kami pilah dari berbagai buku , media cetak , website-website di internet, hasil praktikum kami dan sumber-sumber lainnya, serta dilengkapi dengan teori-teori yang berkaitan dengan Usaha dan Energi serta hasil pengamatan yang meluncurkan sebuah benda pada bidang miring.

Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penyusunan laporan ini. Terutama kepada pembimbing kami yang senantiasa mengarahkan kami dalam menyelesaikan laporan ini. Untuk itu kami akan senantiasa menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dari para pembaca. Akhir kata semoga laporan ini bermanfaat bagi kita semua .

Tim PenyusunDaftar Isi

Kata Pengantar

Daftar Isi .. 4 Daftar Gambar . 5BAB 11.1. latar Belakang 10 1.2. tujuan Praktek.... 10

1.3. manfaat Praktek 10 BAB 2 ( Tinjauan Pustaka)2.1. teori tentang usaha dan energy . 11 2.2. penjelasan tentang alat percobaan. 11

BAB 3 ( Metode Pratikum)

3.1. alat dan bahan praktek beserta . 183.2. langkah kerja . 183.3. data Pengamatan 18BAB 4 (Pembahasan)

4.1. analisis Data .. 19 4.2. pembahasan .. 19BAB 5 (Penutup)5.1. Kesimpulan ... 215.2. Saran 215.4. Daftar Pustaka 225.5. Lampiran 23Daftar gambar

Gambar tiang papan luncur.............................................................................11Gambar papan luncur......................................................................................17Gambar beban.................................................................................................17Gambar papan luncur......................................................................................17Gambar benda yang meluncur.......................................................................17

Gambar handphone (stopwatch)....................................................................18

Gambar penggaris..........................................................................................18Gambar busur.................................................................................................18Galeri Foto1. Bahan dipersiapkan

mengamplas bidang miring yang bertujuan agar

bidang miring licin saat benda meluncur

2. Pasang bidang miring

3. Pasang beban

4. Ukur jarak beban

5. mengukur panjang bidang miring

6. Benda diluncurkan pada ketinggian 20cm

7. benda meluncur

8. benda hendak diluncurkan pada ketinggian 40 cm

9. menghitung kecepatan waktu

10. Siap meluncurkan beban seberat 1,3 kg setinggi 40 cm

11. Persiapan menghitung waktunya

12. Benda mulai meluncur

BAB I1.1. Latar BelakangDi dalam ilmu fisika ada yang di kenal dengan sebutan Energi dan Usaha. Apa dan bagaimana energi dan usaha itu sendiri . coba kita telusuri latar belakang di angkatnya materi ini sebagai materi pelajaran fisika yang cukup penting. Semua makhluk hidup di dunia ini setiap hari melakukan pekerjaan atau aktivitas masing-masing secara rutin . makhluk hidup di dunia inibaik manusia, hewan dan tumbuhan ternyata selalu berhubungan dengan yang namanya energy untuk melakukan suatu pekerjaan seperti mesin yang memerlukan energy listrik.1.2. Tujuan Praktek

1.2.1. Menghitung energy tangensial

1.2.2. Menghitung energy kinetik

1.2.3. Menghitung usaha yang dilakukan1.3. Manfaat Praktek

1.3.1. Mengetahui kecepatan pada saat benda meluncur sampai bawah

1.3.2. Mengetahui energy potensial dan kinetik yang diperlukan beban untuk meluncur dari suatu ketinggian tertentu 1.3.3. Mengetahui usaha yang dilakukan suatu benda saat meluncur dari suatu ketinggian tertentuBAB IITinjauan Pustaka 2.1. Teori tentang usaha dan Energi 2.1.1 USAHA Dalam percakapan sehari-hari kita sering menggunakan kata usaha yang pada umumnya mengandung pengertian tentang segala sesuatu kegiatan yang dilakukan untuk mencapai suatu keinginan. Misalnya, seseorang yang belajar keras karena ingin pandai disebut telah melakukan usaha, anak yang berusah mengangkat beban berat sampai keringatnya bercucuran tetapi beban tidak berpindah. Dalam kehidupan sehari-hari anak ini telah melakukan usaha.Bagaimana dengan usaha dalam fisika?

Dalam Fisika khususnya mekanika usaha merupakan sesuatu yang dilakukan oleh gaya pada sebuah benda yang menyebabkan benda bergerak. Usaha dikatakan telah dilakukan hanya jika gaya menyebabkan benda bergerak. Sebuah mesin melakukan usaha ketika mengangkat suatu memindahkan sesuatu.sesorang yang membawa batu bata ke lantai 2 juga dikatakan telah melakukan usaha. Namun, jika kamu hanya menahan sebuah benda agar benda tersebut tidak bergerak, itu bukan melakukan usaha. Sesorang yang sedang menahan sebuah batu besar agar tidak menggelinding ke bawah tidak melakukan usaha walaupun orang tersebut telah mengerahkan seluruh kekuatannya untuk menahan batu tersebut. Jadi, dalam Fisika usaha berkaitan dengan gerak sebuah benda.

Usaha dalam Fisika itu berhubungan dengan gaya dan perpindahan. Usaha diberi lambang W yang didefinisikan sebagai hasil kali komponen gaya searah perpindahan (Fx) dengan besar perpindahannya ( ). Secara matematis definisi ini ditulis dengan rumus:W= Fx2.1.1.1. Gaya F membentuk sudut terhadap perpindahanF sin FF cosW = Fx = F cos x2.1.1.2. Gaya F searah perpindahanFW = FxSatuan usaha : W = Fx= N mUsaha memiliki satuan N m atau disebut joule (J).Satu joule (1 J) adalah besar usaha yang dilakukan oleh gaya satu Newton untuk memindahkan suatu benda searah gaya sejauh satu meter.

Dalam fisika, usaha adalah hasil kali perpindahan dengan gaya yang menyebabkannya. Gaya yang dimaksud ini adalah gaya yang searah atau segaris dengan perpindahan. Secara matematis, usaha dituliskan :W = F sDimana : a. W = usaha (joule)

b. F = gaya (Newton)

c. s = perpindahan (meter)

Apabila faya F membentuk sudut Dengan demikian dapat dirumuskan

W = F cos Misalkan usaha yang dilakukan oleh gaya F1 adalah W1, oleh gaya F2 adalah W2, oleh gaya F3 adalah W3 maka usaha total adalah:Wtotal = W1 + W2 + W3 + . . .2.1.2. ENERGIDalam kehidupan sehari-hari, kita banyak menggunakan berbagai macam enerhi, antara lain energi kimia, energi bumi, energi air terjun dan energi nuklir. Energi tersebut dihasilkan oleh sumber energi. Diantara sumber-sumber energi ada energi yang dapat diperbarui dan tidak dapat diperbarui. Contoh energi yang dapat diperbarui antara lain bahan pangan sebagai sumber energi kimia, PLTA sebagai sumber energi listrik , manusia dan hewan sebagai sumber energi mekanik. Sedangkan sumber energi yang tidak dapat diperbarui adalah minyak bumi (solar, bensin, minyak tanah yang merupakan sumber energi kimia ). Mengingat terbatasnya sumber daya energi yang berasal dari alam itu, maka kita harus mengupayakan penghematan energi. Dan dalam materi in kita akan membahas mengenai energi potensial maupun energi kinetik.2.1.2.1. Energi Kinetik

Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh sebuah benda berkaitan dengan geraknya. Oleh karena itu, energi kinetik bisa juga disebut energi gerak. Besar energi kinetik bergantung pada kelajua benda. Energi kinetik merupakan skalar, bukan vector.Secara umum, energi kinetik dapat dirumuskan :Ek=1/2m vDimana :Ek= energi kinetik (joule)

m =massabenda (kg)

v= kecepatan benda (m/s)

Dan dapat juga digunakan rumus untuk mencari usaha :

W = Ek2 Ek1Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda karena geraknya.

Ketika benda di lempar ke atas dengan kecepatan vo = v dan vt = 0 (benda berhenti sebelum berbalik arah) dengan ketinggian h dalam waktu t, maka energi kinetiknya adalah:vB = vt = vo at (berlawanan arah dengan g)0 = vo ata = (1)Sedangkan tinggi benda :AB = st = vo x t - at2 (berlawanan arah dengan g)= v x t - x t2= vt -AB = (2)Jadi usaha yang dilakukan benda adalah :W = F s= m x a x AB . (persamaan (1) dan (2) disubstitusikan)= m x x v x tW = m x v2Jadi besarnya energi kinetik yang dimiliki oleh benda yang bergerak adalah:Ek = mv2Dengan ketentuan :m = massa benda, satuannya kgv = kecepatan benda, satuannya ms-1Ek = energi kinetik, satuannya J2.1.2.2 .Energi Potensial

Sudah dapat kita ketahui secara bersama bahwa benda dapat dikatakan bergerak karena sesuatu atau benda tersebut mempunyai energi, yang disebut energi potensial. Kekuatan yang tersimpan tersebut merupakan interaksi yang sifatnya skalar. Karena bersifat skalar, maka energi potensial tidak mempunyai arah, tidak seperti medan gaya yang merupakan vector. Pada benda yang dilepas sehingga dapat bergerak sendiri, hal ini karena benda tersebut mempunyai energi yang dinamakan energi potensial gravitasi (energi potensial gravitasi bumi).Secara umum, energi potensial dapat dirumuskan :Ep = m g hDimana : Ep = energi potensial (joule)

m = massa benda (kg)

g = gravitasi benda (m/s)

h = ketinggian benda (m)

Dan dapat juga digunakan rumus untuk mencari usaha : W = Ep2 Ep1

Secara umum energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam sebuah benda atau dalam suatu keadaan tertentu. Dengan demikian dalam setiap benda terdapat energi potensial, namun karena masih tersimpan maka energi potensial akan ada manfaatnya bila diubah dulu menjadi bentuk energi lainnya. Misalnya, energi potensial yang terdapat dalam air yang berada di atas suatu tebing baru bermanfaat ketika diubah menjadi energi kinetik dalam aiar terjun.

Dalam pengertian yang lebih sempit yaitu dalam mekanika, energi potensial adalah energi yang dimiliki benda karena kedudukan atau keadaan benda tersebut. Contoh energi potensial dalam hal ini adalah energi potensial gravitasi, artinya energi ini potensial untuk melakukan usaha dengan cara mengubah ketinggiannya. Semakin tinggi kedudukan suatu benda dari bidang acuan semakin besar energi potensial gravitasi yang dimilikinya.Banyak sekali contoh energi potensial dalam kehidupan kita. Karet ketapel yang kita regangkan memiliki energi potensial. Karet ketapel dapat melontarkan batu karena adanya energi potensial pada karet yang diregangkan. Demikian juga busur yang ditarik oleh pemanah dapat menggerakan anak panah, karena terdapat energi potensial pada busur yang diregangkan.

Untuk mengangkat batu dari permukaan tanah hingga mencapai ketinggian h, maka kita harus melakukan usaha yang besarnya sama dengan hasil kali gaya berat batu (W = mg) dengan ketinggian h. Ingat ya, arah gaya angkat kita sejajar dengan arah perpindahan batu, yakni ke atas FA = gaya angkat

W = FA . s = (m)(-g) (s) = mg(h2-h1) persamaan 1

Tanda negatif menunjukkan bahwa arah percepatan gravitasi menuju ke bawahDengan demikian, energi potensial gravitasi sebuah benda merupakan hasil kali gaya berat benda (mg) dan ketinggiannya (h). h = h2 h1EP = mgh persamaan 2

Berdasarkan persamaan EP di atas, tampak bahwa makin tinggi (h) benda di atas permukaan tanah, makin besar EP yang dimiliki benda tersebut. Ingat ya, EP gravitasi bergantung pada jarak vertikal alias ketinggian benda di atas titik acuan tertentu. Biasanya kita tetapkan tanah sebagai titik acuan jika benda mulai bergerak dari permukaan tanah atau gerakan benda menuju permukaan tanah. Apabila kita memegang sebuah buku pada ketinggian tertentu di atas meja, kita bisa memilih meja sebagai titik acuan atau kita juga bisa menentukan permukaan lantai sebagai titik acuan. Jika kita tetapkan permukaan meja sebagai titik acuan maka h alias ketinggian buku kita ukur dari permukaan meja. Apabila kita tetapkan tanah sebagai titik acuan maka ketinggian buku (h) kita ukur dari permukaan lantai.

Jika kita gabungkan persamaan 1 dengan persamaan 2 :

Persamaan ini menyatakan bahwa usaha yang dilakukan oleh gaya yang menggerakan benda dari h1 ke h2 (tanpa percepatan) sama dengan perubahan energi potensial benda antara h1 dan h2. Setiap bentuk energi potensial memiliki hubungan dengan suatu gaya tertentu dan dapat dinyatakan sama dengan EP gravitasi. Secara umum, perubahan EP yang memiliki hubungan dengan suatu gaya tertentu, sama dengan usaha yang dilakukan gaya jika benda dipindahkan dari kedudukan pertama ke kedudukan kedua. Dalam makna yang lebih sempit, bisa dinyatakan bahwa perubahan EP merupakan usaha yang diperlukan oleh suatu gaya luar untuk memindahkan benda antara dua titik, tanpa percepatan.Catatan :Tidak ada rumus umum untuk Energi Potensial. Berbeda dengan energi kinetik yang memiliki satu rumus umum, EK = mv2, bentuk persamaan EP bergantung gaya yang melakukan usaha.2.1.2.3. Hubungan Usaha dan Energi Kinetik

Saat kalian mempelajari gaya, masih ingatkah kalian gaya itu dapat menimbulkan apa ? Apabila gaya F bekerja pada suatu benda yang bermassa m selama t dan berpindah sejauh st Coba kalian rumuskan usaha yang dilakukan oleh gaya F tersebut! m F mv0 v1A s1 BUsaha yang dilakukan oleh gaya F adalah :W = F st ..(1)Gerak ini adalah gerak lurus berubah beraturan dengan percepatan sebesar :vB = vA + ata =Perpindahannya :AB = st = vAt + at2= vAt + t2= (vB + vA ) t (2)Apabila persamaan (2) dimasukkan ke dalam persamaan (1) maka :W = F st= m a (vB + vA) t= m (vB + vA)t= m (v2B - v2A)= m x v2B - m x v2AOleh karena mv2B adalah Ek di B dan mv2A adalah Ek di A maka :WA-B = EkB - EkAAtau secara umum dapat dinyatakan :W = EkDengan ketentuan :WA-B = usaha yang dilakukan dri A ke BEkA = energi kinetik di AEkB = energi kinetik di BTernyata : Besarnya usaha yang dilakukan pleh gaya tetap yang bekerja pada sebuahbenda sama dengan selisih atau perubahan energi kinetiknyaGaya yang bekerja pada benda di titik B adalah gaya berat benda (karena benda jatuh).Secara matematis dapat ditulis :

Ep benda di B terhadap A (sebagai acuan) = WA-B= F s= m a s= m g hPersamaan umum untuk menghitung energi potensial adalah :Ep = m g hDengan ketentuan : m = massa bendag = percepatan gravitasih = kedudukan benda terhadap A di tanahB = kedudukan bendaA = titik acuan (di tanah)

Catatan kecil:

1. Benda jatuh bebas, dimana gaya yang bekerja hanya gaya berat (merupakan medan gaya konservatif, yaitu gaya yang mampu menghasilkan usaha pergi pulang sebesar nol), sehingga usahanya merupakan perubahan energi potensial W = Ek2 Ek1. Karena tanpa gaya luar, maka usaha totalnya sama dengan nol.2. Benda meluncur pada bidang miring yang licin, sehingga gaya yang bekerja pada benda hanya gaya berat. Karena tidak ada gaya luar (gaya gesekan fk = 0), maka prinsipnya sama dengan gambar (a) yaitu merupakan gerak dalam medan gaya konservatif. Usaha peluncuran benda dari atas ke bawah sama dengan perubahan energi potensial dan juga sama dengan perubahan energi kinetik (W = Ek2 Ek1 = Ep2 Ep1).

3. Benda meluncur pada bidang miring yang memiliki koefisien gesekan. Karrena bekerja gaya gesekan (bidang kasar), maka usahanya bukan merupakan perubahan energi potensial ataupun perubahan energi kinetik (W Ek2 Ek1 dan juga W Ep2 Ep1).Jumlah dari energi potensial dengan energi kinetik dinamakan energi mekanik, dan dirumuskan :

Em = Ep + Ek2.2. Penjelasan tentang alat percobaan yang dipakai Statip Setinggi 80 cmPapan luncurPada ketinggian 40 cm, 60 cm, dan 80 cm dipasang paku

Guna: untuk meletakkan ujung papan luncur.

Bidang miring /papan luncur

Papan Luncur

Panjang: 75cmLebar: 20 cm

Pada salah satu sisinya dibuat licin

Guna: meluncurkan benda/beban seberat 1,3 kg Beban seberat 1,3 kg

Berat: 1,3 kg

Guna: Beban yang akan diluncurkan sebagai acuan untuk menghitung usaha dan energi. Sebagai alat untuk percobaan/penghitungan kecepatanBAB III

Metode Pratikum

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1.Statip Setinggi 80 cm

3.1.2.Papan luncur/bidang miring sepanjang 75 cm

3.1.3. Paku

3.1.4. Beban seberat 1,3 kg

3.1.5. Stopwatch/handphone

3.1.6.Busur kayu

3.2. Langkah Kerja

3.2.1. Pasang papan luncur / bidang miringdengan penyangganya menurut ketinggianya (20,40 sampai 60 cm)

3.2.2 Letakan beban diatas papan luncur kemudian ukur ketinggian bidang miring tersebut

3.2.3. Ukur sudut papan luncur saat ketinggian (20,40,60 /satuan cm)

3.2.4. Luncur kan beban seberat 1,3 pada bidang luncur pada ketinggian 20, 40 kemudian hingga 60 cm)

3.2.5. Catatlah waktu ketika beban meluncur menurut ketinggian masing-masing.

3.3. Data Pengamatan

NoMassa BendaTinggi

Papan LuncurSudut Bidang LuncurWaktu MelucurJarak

Ditempuh

11,3 ( kg )60 ( cm ) 50o00,28 (dtk)63

21,3 ( kg )40 ( cm )30o00,98 (dtk)63

31.3 ( kg )20 ( cm )14o04,32

(dtk)

63

BAB IV

Analisis dan pembahasan4.1. Analisis4.1.1 Menghitung Kecepatan

Percobaan I

V1

=2,25 m2/s Percobaan II

V2

= = 0.64 m2/s

Percobaan III

V3

=0,14 m2/s4.1.2. Menghitung Energi Potensial

EP= m x g x h

Percobaan I

EP

= 1,3 x 10 x 0,6= 7,8 joule

Percobaan II

EP

=1,3 x 10 x 0,4= 5,2 joule

Percobaan III

EP

= 1,3 x 10 x 0,2= 2,6 joule

4.1.3. Menghitung Energi Kinetik

QUOTE

2

Percobaan I

EK = QUOTE

2

= 0,65 x 5,06 = 3,28 joule Percobaan II

EK

=

= 0,65 x 0,409 = 0,26 joule

Percobaan III

EK =

= 0,65 x 0,01

= 0,013 joule

4.1.4. Menghitung Usaha

Percobaan I

WI

= EP

W1= 7,8 joule Percobaan II

W2= EP

W2= 5,2 Percobaan III

W3= EP

W3= 2,6 4.2. Pembahasan

Ternyata semakin tinggi ketinggian benda yang akan diluncurkan semakin besar kecepatan benda tersebut meluncur karena permukaan papan luncur semakin tegak dan waktu yang dibutuhkan semakin sedikit.

Ternyata Ternyata semakin tinggi ketinggian benda yang akan diluncurkan semakin besar energy potensialnya karena tinggi benda yang diluncurkan semakin besar.

Ternyata Ternyata semakin tinggi ketinggian benda yang akan diluncurkan semakin besar energy kineticnya karena kecepatan luncurnya semakin kecil.

Ternyata besarnya usaha sama dengan besarnya energy potensial benda. Semakin tinggi ketinggian benda yang diluncurkan semakin besar usahanya karena semakin sedikit waktu yang dibutuhkan untuk meluncur. Jadi ketinggian/kedudukan suatu benda mempengaruhi kecepatan, energi, dan usaha yang dilakukan benda.BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Pengertian usaha dalam fisika tidak bisa dipisahkan dengan gaya dan perpindahan. Seseorang atau suatu benda dikatakan melakukan usaha jika padanya ditemukan gaya dan perpindahan. Jika Anda berusaha mendorong sebuah bis, dan bus sama sekali tidak bergerak, berarti Anda tidak melakukan usaha. Ketika Anda bersepeda menuruni jalan menukik, sepeda dapat melaju tanpa Anda kayuh sedikitpun. Untuk peristiwa kedua ini, juga tidak melakukan usaha.

Dalam fisika, usaha adalah hasil kali perpindahan dengan gaya yang menyebabkannya. Gaya yang dimaksud ini adalah gaya yang searah atau segaris dengan perpindahan. Secara matematis, usaha dituliskan :

W = F sDimana : a. W = usaha (joule) b. F = gaya (Newton) c. s = perpindahan (meter) Apabila faya F membentuk sudut Dengan demikian dapat dirumuskan

W = F cos

5.2 . Saran

Dalam melakukan percobaan ini harus dilakukan scara berulang-ulang, karena jika hanya melakukan satu kali percobaan , tingkat ketepatan akan berkurang. Dan disaat inilah meniliti berat dan panjang mata kita harus lebih jeli dan sigap.M. Daftar Pustaka

(http://www.gurumuda.com/2008/10/hukum-hooke-dan-elastisitas/)Foster,Bob. 2004.Fisika SMA Terpadu. Jakarta : Erlangga(http://www.google.co.id/search?hl=id&q=getaran+pegas&btnG=Telusuri+dengan+Google&meta=&aq=f&oq=)BUKU FISIKA Zhuldyn's BlogContoh Laporan Praktikum Fisika Konstanta Pegas | Ncofies Room's | Only For EveryoneHasil Penelusuran Gambar Google untuk http://3.bp.Gambar-busurblogspot.com/-http://www. usaha dan energi pada pratikum pegas - Penelusuran Googlehttp://www.slideshare.net/AdietIobe/makalah-6057637Laporan Praktikum Sistem Pegas | PDF File Search Engine - KQ5.org

menghitung selisih panjang, frekuensi, Ep, dan periode Ihsanulirfan's BlogPeralatan pendukung Laboratorium | Jenis dan fungsi peralatan laboratorium | A Moment with DiajengPetunjuk Praktikum | PDF File Search Engine - KQ5.orgSabir.2006.Buku Kerja Fisika Sma .Padang : Esis