Program Magister Pendidikan Fisika Program Pasca Sarjana Universitas Ahmad Dahlan (UAD) Yogyakarta 2012

ANALISIS TUMBUKAN LENTING SEBAGIAN DENGAN MEMANFAATKAN LOGGER PRODisusun Oleh : MUHAMMAD SUBHAN (1184106)

Tumbukan Lenting SebagianLatar Belakang Dalam kehidupan sehari-hari,kita biasa menyaksikan benda-benda saling bertumbukan. Salah satu contoh kejadian dalam tumbukan adalah pada permainan sepak bola. Bola yang di tendang awalnya dalam keadaan diam. Setelah di tendang akan bergerak. Mengapa Bola tersebut bergerak ? karena bola tersebut memiliki momentum. Jadi setiap benda yang bergerak,maka dapat dikatakan benda tersebut memiliki momentum. Jadi momentum itu adalah hasil kali antara massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut atau jumlah gerak yang berbanding lurus dengan massa dan kecepatan benda.

Tujuan Praktikum

Secara umum tujuan adalah untuk memperdalam pemahaman terhadap materi ini. Adapun tujuan khusus dari mempelajari materi ini adalah sebagai berikut. Memperkenalkan kepada siswa tentang teknik analisis video pada kajian momentum dan tumbukan Menentukan nilai eksperimenal kecepatan setelah tumbukan Menurunkan persamaan tumbukan lenting sebagian berdasarkan data eksperimental dengan teknik fitting data Peristiwa yang berkaitan erat dengan momentum, impuls dantumbukan. Memperdalam pemahaman tentang momentum, impuls dan tumbukan.

Bahan dan Alat

Modul eksperimen Momentum tumbukan dan impuls Perangkat lunak video Logger Pro 3 File video tumbukan lenting sebagian Komputer dengan sistem operasi (diutamakan) Windows seven

TeoriLandasan Teori Momentum merupakan suatu besaran vektor yang mempunyai arah yang sama dengan arah kecepatan benda. Momentum dapat dirumuskan sbagai berikut:

p m.vp = momentum, m = massa, v = kecepatan

TumbukanKebanyakan tumbukan yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari termasuk dalam jenis ini, di mana total energi kinetik akhir lebih kecil dari total energi kinetik awal. Tumbukan antara bola yang dipantulkan ke dinding dan lenting ke udara, dll. Hukum Kekekalan Energi Kinetik :1 1 1 1 2 2 m1v12 m2 v 2 m1v'1 m2 v' 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 m1v12 m1v'1 m2 v' 2 m2 v 2 2 2 2 2 2 2 2 m1v12 m1v'1 m2 v' 2 m2 v 2 22 2 m1 v12 v'1 m1 v' 2 v 2 2

:

m1 v1 v'1 v1 v'1 m2 v' 2 v2 v' 2 v2 Kita bagi persamaan a dengan persamaan b (dengan anggapan bahwa v1 v'1 dan v 2 v' 2m1 v1 v'1 m2 v'1 v2 v1 v'1 v' 2 v2

m1 v1 v'1 v1 v'1 m2 v' 2 v2 v'2 v2

v1 v2 v'1 v'2 v1 v2 (v'1 v'2 )

v1 v 2 (v'1 v' 2 ) (v'1 v' 2 ) 1 v1 v 2

Suatu tumbukan lenting sebagian biasanya memiliki koofisien elastisitas (e) berkisar antara 0 sampai 1. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

0 e 1

Dimana nilai koofisien elastisitas (e) dinyatakan dengan persamaan:

e

(v'1 v' 2 ) v1 v2

Sebagai contoh praktikum kejadian adalah sebagai berikut : Sebuah bola detembakkan dengan kecepatan awal vo dan sudut 60o terhadap horizontal. Jarak pusat bola ke dinding adalah 1 meter. Saat mencapai titk tertinggi bola menumbuk di dinding vertical dan memantul dengan sudut 70o. Bila koofisien restitusi tumbukkan e maka kecepatan v bola saat mencapai tanah,,,

y

asin

v0 x

cos

Dititik tertinggi kecepatan bola pada arah sumbu y adalah nol. Sedangkan pada arah sumbu x adalah vx= vox cos dan v'x = voy sin a. Pada koofisien restitusi hokum kekekalan energi tidak berlaku. Maka dapat di rumuskan Setelah memantul, kecepatan bola dalam arah sumbu x adalah v 'xe e vx v'oy sin vox cos

Tanda minus menunjukkan bahwa arah bola setelah terpantul berlawanan dengan arah mula-mula.

Prosedur Praktikum Pengambilan Data

1. Mengaktifkan perangkat lunak Logger Pro 3 2. Mengaktifkan rekaman video gejala fisika ke layar aktif Looger Pro 3, melalui Insert -Movie, sehingga muncul tampilan movie player

Gambar 1

Jika video peristiwa tumbukan diaktifkan, maka langkah 1 dan 2 menghasilkan tampilan di monitor seperti terlihat pada Gambar 2

Gambar 2

3. Klik tombol maka akan muncul tombol lainnya 4. Menjalankan video dan melakukan tracking lintasan objek dengan menggunakan Video analysis Tools Buttons untuk mendapatkan data numerik dari posisi objek sebagai fungsi waktu.Add point Tombol ini untuk memanpilkan titik yang mengikuti garis gerak benda pada video Set origin Tempatkan pointer pada tempat dimana terletaak nol pada sumbu x dan y Set scale Tombol untuk kalibrasi ukuran sebenarnya. 5. Membuat titik koordinat pada video dengan cara clik Set Origin kemudian dalam monitor video gerakan krusor hingga membentuk titik koordinat XY yang mencangkup semua daerah obyek video yang diteliti sebagaimana gambar 3.

Set Origin

Letakan Kursor Di sini

Gambar 3

6.Menentukan skala jarak/lintasan gerak obyek video dengan cara klik Scale, klik dan tarik pada tongkat, kemudian kita masukan besaran skalanya, misal 1 meter pada sebuah ruas tongkat, seperti gambar 4.

Gambar 4

Klik dan taik pada satu garis

7. Melakukan Tracking pada setiap gerakan bola yang dilempar ke atas. Perbesar video agar gambar lebih jelas dan tracking tepat

Saat dilakukan tracking , pada jendela Video analysis dan Grafik, akan muncul data dan grafik secara otomatis. Data dan grafik tersebut mengintepretasikan tracking tracking yang kita lakukan. Pada saat kita melakukan tracking , secara bersamaan data angka dan titik/point grafik juga tercatat, sampai kita selesai melakukan traking. Hasilnya seperti gambar 5

gambar 5

8. Pada gambar 6 nampak bahwa grafik untuk sumbu Y ada empat variabel, yaitu X 9m), Y (m), Vx (m/s) dan Vy (m/s). Untuk kepentingan analisis kali ini, kita hanya memerlukan data Y (m). Caranya dengan klik sumbu X seperti gambar 6

Klik disini, lalu pilih X

Gambar 6

Analisis DataDengan melakukan langkah 1 s/d 8 di atas, kita sudah mengumpulkan data praktikum. Langkah selanjutnya adalah melakukan analisis sebagai berikut :1. Block grafik X terhadap waktu. 2. Kopi data ke office Excel seperti pada gambar 7

Karena persamaan v'oy sin , evox cos

geraknya adalah Maka di dapat

hasil dari tabel di melakukan fitting data.

samping

tanpa

KesimpulanBerdasarkan data eksperimen dan analisis data, dapat disimpulkan bahwa hasil eksperimen tumbukan lenting sebagian dapat menentukan nilai kecepatan setelah tumbukan v'x Seperti pada tabel di atas.

Terima Kasih