Upload
itsmegya
View
101
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
fisika dasar I
Citation preview
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
MODUL I : PERIHAL KETIDAKPASTIAN
BAB I
PENDAHULUAN
I.I TUJUAN PERCOBAAN
Setelah mengikuti praktikum fisika ini, mahasiswa diharapkan mampu :
1. Menggunakan alat ukur dasar,sebagaimana yang akan di praktikumkan.
2. Melakukan dan menentukan ketidakpastian pada pengukuran pada
pengukuran tunggal dan berulang.
3. Mengerti angka berarti.
I.II ALAT-ALAT
1. Jangka sorong
2. Mikrometer sekrup
3. Balok baja
4. Balok kuningan
5. Balok alumunium
6. Mistar plastik
7. Termometer
8. Voltmeter
9. Amperemeter
10. Stopwatch.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 3
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB II
TEORI PERCOBAAN
II.I TEORI DASAR
Dalam melakukan percobaan, pengetahuan tentang Teori Ketidakpastian
sangat penting. Dengan teori tersebut dapat memberikan penilaian yang wajar dari
percobaan kita. Jelas bahwa hasil percobaan kita tidak dapat diharapkan tepat
sama dengan hasil riset, dimana hasil benar dengan xo. Namun, selama xo berada
pada xo- ∆x ≤ xo≤ xo+ ∆x (1)
Dengan :
Xo = nilai terbaik, sebagai pengganti nilai benar
∆x = kesalahan pada hasil pengukuran yang disebabkan oleh kesalahan alat,
pengamatan, waktu dan lain-lain.
Maka percobaan kita sungguh – sungguh mempunyai arti dan dapat dipertanggung jawabkan.
Sumber kesalahan
Setiap hasil pengukuran selalu dihinggapi suatu kesalahan. Hal ini
disebabkan oleh adanya tiga sumber kesalaha, yaitu:
1. Kesalahan bersistem, misalnya: kesalahan kalibrasi,zero error, gesekan
paralaks, keadaan fisis yang berbeda.
2. Kesalahan acak, misalnya: gerak brown, fluktuasi tegangan listrik,
background noise, landasan bergetar.
3. Tingkat keakuratan alat ukur modern, misalnya: osiloskop, micrometer
dan sebagainya.
Kesalahan pada Hasil Pengukuran
Pengukuran Tunggal
Sebab-sebab pengukuran tidak diulang :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 4
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
1. Peristiwanya tidak diulang, contoh pengukuran kecepatan komet, lamanya
gerhana matahari total dan lain- lain.
2. Walaupun diulang, hasilnya tetap sama : hal ini biasanya akibat alat ukur
kasar yang dipakai untuk mrngukur yang halus, contoh : tebal buku dengan
mistar dan lain- lain.
Dalam hal demikian hasil pengukuran dihasilkan sebagai berikut :
dimana x : hasil pengukuran tunggal
∆x : ketidakpastian = ½ nst.
Pengukuran Berulang
Pengukuran berulang menghasilkan sampel dari populasi x yaitu
. Untuk menyatakan nilai terbaik sebagai pengganti nilai
benar x0 dari pengukuran di atas, maka dipakai nilai rata-rata sampel, yaitu :
Sedangkan untuk ketidakpastian pada pengukuran berulang
digunakan rumus deviasi standar, yaitu
Hasil pengukuran dilaporkan sebagai berikut :
x = x±Δx
Ketidakpastian
Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 5
X = x ± ∆x
∆x =√¿¿¿¿
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan
kalibarasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, adanya gesekan , kesalahan
paralaks, fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang sangat
mempengaruhi hasil pengukuran. Hal ini disebabkan karena sistem yang diukur
mengalami suatu gangguan.Dengan demikian sangat sulit untuk mendapatkan
nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran.Oleh sebab itu, setiap hasil
pengukuran harus dilaporkan dengan ketidakpastiannya.
Ketidakpastian dibedakan menjadi dua, yaitu ketidakpastian mutlak dan
relatif.Masing-masing ketidakpastian dapat digunakan dalam pengukuran
tunggal dan berulang.
Ketidakpastian mutlak
Suatu nilai ketidakpastian yang disebabkan karena keterbatasan alat ukur
itu sendiri.Pada pengukuran tunggal, ketidakpastian yang umumnya digunakan
bernilai setengah dari NST. Untuk suatu besaran X maka ketidakpastian
mutlaknya dalam pengukuran tunggal adalah:
dengan hasil pengukurannya dituliskan sebagai
Ketidakpastian Relatif
Ketidakpastian relatif adalah ketidakpastian yang dibandingkan dengan
hasil pengukuran.terdapat hubungan hasil pengukuran terhadap KTP yaitu :
Apabila menggunakan KTP relatif maka hasil pengukuran dilaporkan sebagai :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 6
Δx 1/2 NST
X= x ±
KTP relatif = ∆x/x
X= x ±( KTP relatif .
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Angka Berarti (Significant Figures)
Angka berartI menyatakan dengan KTP Relatif (dalam %).Semakin kecil
KTP relatif, maka semakin tinggi mutu pengukuran, atau semakin tinggi ketelitian
hasil pengukuran yang dilakukan. Aturan praktis yang menghubungkan antara
KTP relative dan AB adalah sebagai berikut:
Perambatan Ketidakpastian
Jika suatu variabel merupakan fungsi dari variabel lain yang disertai
oleh ketidakpastian, maka variabel ini akan disertai pula oleh ketidakpastian. Hal
ini disebut sebagai perambatan ketidakpastian. Contoh perambatan ketidakpastian
dapat dilihat pada tabel berikut ini,
Variabel yang
dilibatkanOperasi Hasil Ketidakpastian
a±Δab±Δb
Penjumlahan p=a+b Δp=Δa+ Δb
Pengurangan q=a−b Δq=Δa−Δb
Perkalian r=a x b Δr=( Δaa
+ Δbb ) r
Pembagian s=ab
Δs=( Δaa
+ Δbb ) s
Pangkat t=an Δt=(nΔaa ) t
II.2 TEORI TAMBAHAN
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 7
AB=1−log(∆ xx )
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika, walaupun
demikian tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat.Ada ketidakpastian yang
berhubungan dengan setiap pengukuran.Ketidakpastian muncul dari sumber yang
berbeda.Di antara yang paling penting, selain kesalahan, adalah keterbatasan
ketepatan setiap alat pengukur dan ketidakmampuan membaca sebuah alat ukur di
luar batas bagian terkecil yang ditunjukkan. Misalnya anda memakai sebuah
penggaris centimeter untuk mengukur lebar sebuah papan, hasilnya dapat
dipastikan akurat sampai 0,1 cm, yaitu bagian terkecil pada penggaris tersebut.
Alasannya, adalah sulit untuk memastikan suatu nilai di antara garis pembagi
terkecil tersebut, dan penggaris itu sendiri mungkin tidak dibuat atau dikalibrasi
sampai ketepatan yang lebih baik dari ini.
Alat Ukur Dasar
Alat ukur adalah perangkat untuk menentukan nilai ataubesaran dari
suatu kuantitas atau variabel fisis.Pada umumnya alat ukur dasar terbagi
menjadi dua jenis, yaitu alat ukur analog dan digital.Ada dua sistem
pengukuran yaitu system analog dan sistem digital.Alat ukur analog
memberikan hasil ukuran yang bernilai kontinyu, misalnya penunjukan
temperatur dalam ditunjukkan oleh skala, penunjuk jarum pada skala meter, atau
penunjukan skala elektronik (Gambar 1.a).Alat ukur digital memberikan hasil
pengukuran yang bernilai diskrit. Hasil pengukuran tegangan atau arus dari
meter digital merupakan sebuah nilai dengan jumlah digit tertentu yang
ditunjukkan pada panel display-nya (Gambar 1.b). Suatu pengukuran selalu
disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara
lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol,
kesalahan paralaks, fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang saling
mempengaruhi serta keterampilan pengamat. Dengan demikian amat sulit untuk
mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran. Adapun
beberapa jenis alat ukur adalah sebagai berikut :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 8
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Alat ukur panjang
Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat (pita),
mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan masing-masing mempunyai tingkat
ketelitian yang berbeda.
a. Mistar
Mistar adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur benda yang
panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm. Tingkat ketelitiannya 0,5 mm ( ½ x 1
cm) dan satuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi. Untuk
mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatan harus tegak
lurus dengan obyek dan mistar.
Contoh pengukuran dengan mistar:
Panjang balok di atas adalah 3,2 cm atau 32 mm.
b. Meteran lipat (pita pengukur)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 9
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Meteran lipat biasanya digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak
bisa dilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau
bentuknya tidak lurus. Mistar lipat (pita pengukur) mempunyai tingkat ketelitian
sampai dengan 1 mm.
c. Jangka sorong
Jangka sorong biasa digunakan untuk mengetahui panjang bagian luar
maupun bagian benda dengan sangat akurat / teliti dan mempunyai tingkat
ketelitian sampai dengan 0,1 mm.
Jangka sorong seperti pada gambar di atas adalah jangka sorong yang
skalanya mudah dibaca. Tetapi jangka sorong yang ada di laboratorium sekolah
mempunyai cara pembacaan skala yang berbeda, dimana ada skala utama dan
skala vernier/nonius.
Cara membaca skala:
Hasil pembacaan = 4,74 cm atau 47,4 mm
d. Mikrometer Sekrup
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 10
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Mikrometer sekrup digunakan untuk mengetahui ukuran panjang yang
sangat kecil dan mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm.
Alat Ukur Massa
Neraca yang digunakan di laboratorium fisika pada umumnya berbeda
neraca yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Berikut adalah beberapa
contoh neraca :
Gambar 1.1 contoh neraca dalam bergbagai bentuk
Gambar 1.2 contoh neraca yang sering ditemukan di laboratarium
Ada empat macam prinsip kerja neraca, yaitu:
Prinsip kesetimbangan gaya gravitasi, contoh neraca sama lengan.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 11
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Prinsip kesetimbangan momen gaya, contoh neraca dacin.
Prinsip kesetimbangan gaya elastis, contoh neraca pegas untuk menimbang
bahan-bahan kimia.
Prinsip inersia (kelembaman), contoh neraca inersia.
Alat Ukur Waktu
Gambar 2.3 Stopwatch
Sebenarnya ada banyak alat ukur waktu yang tersedia, seperti jam tangan,
jam dinding, jam bandul dan sebagainya. Namun yang sering digunakan di
laboratorium adalah stopwatch.
Ada banyak jenis stopwatch dengan berbagai ketelitian, mulai dari 1 detik,
1/10 detik, sampai 1/100 detik.Ada juga stopwatch digital dengan ketelitian yang
sangat tinggi, misalnya fasilitas stopwatch di handphone.
Alat Ukur Suhu (temperatur)
Gambar 2.4 Berbagai Macam Termometer
Alat ukur suhu adalah termometer, dan ada banyak jenis termomter.Dilihat
dari jenis skala ada tiga macam termomometer, yaitu Celcius, Fahrenheit, dan
Reamur.Ditinjau dari bahan termometrik yang digunakan juga ada tiga jenis
termometer, yaitu termometer gas, zat cair, dan zat padat (termokopel dan
hambatan platina).
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 12
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Alat Ukur Massa jenis
Massa jenis termasuk besaran turunan yaitu sama dengan massa dibagai
volume benda. Oleh karena itu, untuk menentukan massa jenis sebuah benda kita
perlu dua alat ukur, yaitu alat ukur massa (neraca) dan alat ukur volume
(penggaris untuk benda yang teratur bentuknya atau gelas ukur). Cara lain untuk
mengukur volume benda adalah dengan memasukkan benda langsung ke dalam
gelas ukur.
Contoh:
Mula-mula air pada gelas ukur menunjuk skala pada 12,4 ml. Setelah sebuah
benda dimasukkan pada gelas ukur, air menunjuk pada skala 20,2 ml. Jadi volume
benda tersebut adalah 20,2 ml – 12,4 ml atau 7,8 ml.
Nilai Skala Terkecil (Least Count) Alat Ukur
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 13
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Gambar 1.3 Skala utama dan Skala Nonius
Pengukuran dilakukan dengan menggunakan suatu alat ukur, dimana
untuk setiap alat ukur akan memiliki nilai skala terkecil (nst), yaitu suatu nilai
skala yang tidak dapat lagi dibagi-bagi. Ketelitian alat ukur bergantung
pada NST ini.
Setiap alat ukur memiliki skala yakni berupa panjang atau busur.Pada
skala tersebut terdapat goresan besar dan kecil yang berfungsi sebagai pembagi
serta dibubuhi nilai tertentu.Secara fisik, jarak antara dua goresan kecil yang
berdekatan tidak pernah kurang dari 1 mm dengan tepat (1 mm adalah daya
resolusi mata yang maksimum).Keadaan menjadi lebih buruk lagi bila ujung atau
pinggir dari obyek yang diukur tidak tajam.
Nonius merupakan alat bantu pada alat ukur untuk mengahasilkan
pengukuran yang lebih teliti dari yang dapat ditunjukan oleh nst. Alat bantu ini
membuat alat ukur menjadi lebih besar kemampuannya dalam pengukuran, karen
jarak antara dua garis skala yang berdekatan seolah-olah menjadi lebih kecil.
Parameter alat ukur
Ada beberapa istilah dan definisi dalam pengukuran yang harus
dipahami,
diantaranya :
a) Akurasi, kedekatan alat ukur membaca pada nilai yang sebenarnya dari
variabel yang diukur.
b) Presisi, hasil pengukuran yang dihasilkan dari proses pengukuran, atau
derajat untuk membedakan satu pengukuran dengan lainnya.
c) Kepekaan, ratio dari sinyal output atau tanggapan alat ukur perubahan
input atau variabel yang diukur.
d) Resolusi, perubahan terkecil dari nilai pengukuran yang mampu
ditanggapi oleh alat ukur.
e) Kesalahan, angka penyimpangan dari nilai sebenarnya variabel yang diukur.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 14
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB III
LANGKAH PERCOBAAN
III. PROSEDUR PERCOBAAN
III.1 Pengukuran dengan Jangka Sorong
1. Memutar pengunci ke kiri,
2. Membuka rahang,
3. Memasukkan batang baja, tembaga dan alumunium ke rahang bawah
jangka sorong,
4. Menggeser rahang agar rahang tepat pada benda,
5. Memutar pengunci ke kanan
6. Membaca skala utama dan nonius
III.2 Pengukuran dengan Mikrometer
1. Menjepit batang baja, tembaga, dan alumunium yang akan diukur
ketebalannya dengan rahang mikrometer sampai rapat benar
2. Mengamati skala utama pada tuas mikrometer
3. Membaca skala utama dan nonius
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 15
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB IV
ANALISA DATA
I. DATA PENGAMATAN DAN ANALISA MATEMATIS
IV.1 Pengukuran BAJA
IV.1.1 Menggunakan Mikrometer Sekrup
Data Pengamatan
a. Lebar (L) b. Tinggi (T)
n Ln (mm) Ln2 n Tn (mm) Tn2
1 21.80 475.240 1 11.24 126.338
2 21.64 468.290 2 11.24 126.338
3 21.73 472.193 3 11.21 125.664
4 21.76 473.498 4 11.68 136.422
5 21.78 474.368 5 11.24 126.338
6 21.87 478.297 6 11.25 126.563
7 21.91 480.048 7 11.24 126.338
8 21.75 473.063 8 11.25 126.563
9 21.65 468.723 9 11.26 126.788
10 21.78 474.368 10 11.66 135.956
Jumlah 217.67 4738.09 Jumlah 113.27 1283.31
Perhitungan
1.
a. L=217.6710
= 21.767
b. T=113,2710
= 11.327
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 16
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
2.
a. ∆ L=√ (10 x 4738.09 )−(217.67 )2
102 (10−1 )=0. 027306775
b. ∆ T=√ (10x 1283.31 )−(113,27 )2
102 (10−1 )=0.057803114
3.
a. AB = 1 – Log(0,027306775
21.767) = 1 – (-2.9015) = 3.9015
AB = 4
b. AB = 1 – Log( 0,057803114
11,327) = 1 – (-2.2921) = 3.2921
AB = 4
4.
a. L = L ± ∆ L
L = ( 21.767 ±0,027) mm
b. T = T ± ∆ T
T = ( 11,327± 0,058 ) mm
5 .
a. KTP Relatif = 0,027306775
21.767x 100% = 0,125 %
b. KTP Relatif = 0,057803114
11,327x 100% = 0,510 %
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 17
∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)
2
n2 (n−1 )
KTPRelatif =( ∆ xx )×100 %
X=x± ∆ x
AB = 1 – Log (∆ xx
)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
6. Luas = L x T
= ( 21.767 x 11,327 ) mm
= 246,554809 mm2
∆ Luas= (∆ LL +
∆ TT ) x Luas
= (0,027306775
21,767 +0,057803114
11,327 ) x 246,554809
= (0,00125450 + 0.00510312 ) x 246,554809
= 1,56750 mm2
Luas =Luas + ∆ Luas
Luas = ( 246,55 ± 1,56750) mm2
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 18
AB = 1 – Log (∆ LuasLuas )
= 1 – Log (1,56750
246,554809)
= 1 – (- 2,196)
= 3,196
AB = 4
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
IV.1.2 Menggunakan Jangka Sorong
Data Pengamatan
a. Panjang (P) b. Lebar (L)
n Pn (mm) Pn2 n Ln (mm) Ln2
1 37.451,402.502
5 1 11.90 141.6100
2 37.451,402.502
5 2 11.90 141.6100
3 37.451,402.502
5 3 11.85 140.4225
4 37.501,406.250
0 4 11.90 141.6100
5 37.451,402.502
5 5 11.90 141.6100
6 37.451,402.502
5 6 11.90 141.6100
7 37.451,402.502
5 7 11.85 140.4225
8 37.451,402.502
5 8 11.85 140.4225
9 37.451,402.502
5 9 11.90 141.6100
10 37.501,406.250
0 10 11.90 141.6100
Jumlah 374.60 14,032.52 Jumlah 118.85 1,412.54
c.Tinggi
(T)
n Tn (mm) Tn2
1 23.20 538.2400
2 23.10 533.6100
3 23.15 535.9225
4 23.20 538.2400
5 23.20 538.2400
6 23.10 533.6100
7 23.20 538.2400
8 23.20 538.2400
9 23.20 538.2400
10 23.20 538.2400
Jumlah 231.75 5370.823
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 19
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
1.
a.P = 374.60
10= 37,460
b. L = 118.85
10= 11,885
c. T = 231.75
10= 23,175
2.
a.∆ x=√ (10 x14032,52 )−(374.60)2
102 (10−1 )=0 .0066633
b. ∆ x=√ (10 x1412.54 )−(118.85 )2
102 (10−1 )=0 .0092796
c. ∆ x=√ (10 x5370.823 )−(231,75)2
102 (10−1 )=¿ 0.01364225
3.
a. AB = 1 – Log (0.0066633
374.60 ) = 1 – (- 3.7499) = 4.7499
AB = 4
b. AB = 1 – Log (0,0092796
11.885 ) = 1 – (- 3,1075) = 4.1075
AB = 4
c. AB = 1 – Log (0,01364225
23.175 ) = 1 – (- 3.230) = 4.2300
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 20
∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)
2
n2 (n−1 )
AB = 1 – Log (∆ xx
)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
AB = 4
4.
a. P= P ± ∆ P
P =(37.460± 0,007) mm
b. L =L ± ∆ L
L = ( 11.885 ± 0,009 ) mm
c. T= T ± ∆ T
T= ( 23.175 ± 0,014 ) mm
5 .
a. KTP Relatif =0.0066633
37.460x 100% = 0,018 %
b. KTP Relatif = 0,0092796
11.885x 100% = 0,078%
c. KTP Relatif = 0,01364225
23.175x 100% = 0,059%
6. Volume = P x L x T
= (37.460 x 11.885 x 23.175) mm
= 10317,79042 mm3
∆ Volume=¿(∆ PP +
∆ LL
+ ∆ TT ) x Volume
= (0,0066633
37.460 + 0,0092796
11.885+0,01364225
23.175 ) x 10317,79042
= ( 0.0001778 + 0.0007807+ 0.0005887) x 10317.79042
= 15.9633
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 21
KTPRelatif =( ∆ xx )×100 %
X=x± ∆ x
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
∆ Volume= 15,9633
Volume= Volume ± ∆ Volume
Volume = ( 10317 ± 15.96) mm3
IV.2 Pengukuran Kuningan
IV.2.1 Menggunakan Mikrometer Sekrup
Data Pengamatan
a. Lebar(L)
b.Tinggi(T)
n Ln (mm) Ln2 n Tn (mm) Tn2
1 21.75 473.06250 1 11.05 122.10250
2 21.78 474.36840 2 11.04 121.88160
3 21.77 473.93290 3 11.08 122.76640
4 21.78 474.36840 4 11.06 122.32360
5 21.78 474.36840 5 11.04 121.88160
6 21.78 474.36840 6 11.12 123.65440
7 21.77 473.93290 7 11.08 122.76640
8 21.80 475.24000 8 10.95 119.90250
9 21.79 474.80410 9 11.00 121.00000
10 21.77 473.93290 10 11.08 122.76640Jumla 217.77 4742.379 Jumlah 110.50 1,221.0454
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 22
AB = 1 – Log (∆ VolumeVolume
)
= 1 – Log (15.9633
10317.79042)
= 1 – (-2,8105)
= 3,8105
AB = 4
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
h
Perhitungan
1.
a. L =217.77
10= 21,777
b. T = 110.50
10 = 11,050
3.
a. ∆ L=√ (10 x 4742.379 )−(217,77 )2
102 (10−1 )=¿ 0.004358899
b. ∆ T=√ (10 x 1221.0454 )−(110.50)2
102 (10−1 )=0 .015055453
3.
a. AB = 1 – Log (0,004358899
21.777) = 1 – (- 3.6986) = 4.6986
AB = 5
b. AB = 1 – Log(0.015055453
11.050 ) = 1 – (- 2.8657) = 3.8657
AB = 4
4.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 23
∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)
2
n2 (n−1 )
X=x± ∆ x
AB = 1 – Log (∆ xx
)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
c. L = L ± ∆ L
L =( 21.777 ± 0.0044 ) mm
b. T = T ± ∆ T
T =( 11,050 ± 0,0150) mm
5 .
a. KTP Relatif = 0. 004358899
21.777x 100% = 0.020 %
b. KTP Relatif = 0. 015055453
11.050x 100% = 0.136 %
6. Luas = L x T
= ( 21.777 x 11.050 ) mm
= 240.63585 mm2
∆ Luas= (∆ LL +
∆ TT ) x Luas
= .0 .004358899
21,777 +0 .015055453
11 . 050 ) x 240.63585
= ( 0.00020016 + 0.00136248 ) x 240.63585
= 0.376027 mm2
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 24
AB = 1 – Log (∆ LuasLuas )
= 1 – Log (0.376027
240.63585)
= 1 – (- 2.8061)
= 3.8061
KTPRelatif =( ∆ xx )×100 %
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Luas =luas + ∆ L
Luas =( 240.64 ± 0.376 ) mm2
IV.2.2 Menggunakan Jangka Sorong
Data Pengamatan
a. Panjang (P) b. Lebar (L)
n Pn (mm) Pn2 n Ln (mm) Ln2
1 37.80 1,428.840 1 22.50 506.2500
2 37.80 1,428.840 2 22.50 506.2500
3 37.80 1,428.840 3 22.50 506.2500
4 37.85 1,432.623 4 22.50 506.2500
5 37.85 1,432.623 5 22.50 506.2500
6 37.85 1,432.623 6 22.55 508.5025
7 37.90 1,436.410 7 22.50 506.2500
8 37.85 1,432.623 8 22.50 506.2500
9 37.85 1,432.623 9 22.50 506.2500
10 37.85 1,432.623 10 22.50 506.2500
Jumlah 378.40 14,318.67 Jumlah 225.05 5,064.753
c.Tingi (T)
N Tn Tn2
1 11.30 127.6900
2 11.30 127.6900
3 11.35 128.8225
4 11.30 127.6900
5 11.30 127.6900
6 11.25 126.5625
7 11.25 126.5625
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 25
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
8 11.30 127.6900
9 11.30 127.6900
10 11.30 127.6900
Jumlah 112.95 1,275.778
Perhitungan
1.
a.x= 378 . 40
10= 37.840
b. x = 225 .05
10= 22.505
c. x = 112 . 95
10= 11.295
2.
a.∆ x=√ (10 x14318,67 )−(378,40)2
102 (10−1 )=0.012472191
b. ∆ x=√ (10 x5064,753 )−(225,05)2
102 (10−1 )=0.0055 27708
c.∆ x=√ (10 x1275,778 )−(112,91)2
102 (10−1 )=0.100619746
3.
a. AB = 1 – Log (0 .012472191
37 .840 ) = 1 – (- 3.4820) = 4.482
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 26
∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)
2
n2 (n−1 )
AB = 1 – Log (∆ xx
)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
AB = 4
b. AB = 1 – Log (0 .005527708
22 .505 ) = 1 – (- 3.6097) = 4.6097
AB = 4
c. AB = 1 – Log (0 .100619746
11 . 291 ) = 1 – (- 2.0501) = 3.0501
AB = 4
4.
a. X= x ± ∆ x
P = (37.84 ± 0.013 )mm
b. L = x ± ∆ x
L = ( 22.51 ± 0.005) mm
c. T = x ± ∆ x
T = ( 11.29 ± 0.101 ) mm
5 .
a. KTP Relatif =0 .012472191
37 .840x 100% = 0.033 %
b. KTP Relatif = 0 .005527708
22 .505x 100% = 0.025 %
c. KTP Relatif = 0 .100619746
11 . 291x 100% = 0.891%
6. Volume = P x L x T
= (37.840 x 22.505 x 11.291) mm
= 9615,2936 mm3
∆ Volume=¿(∆ PP +
∆ LL
+ ∆ TT ) x Volume
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 27
KTPRelatif =( ∆ xx )×100 %
X=x± ∆ x
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
= (0 .012472191
37 .840 + 0 .005527708
22 .505+ 0 . 100619746
11 .291 ) x 9615.2936
=( 0.0003296034+ 0.000245621 + 0.008911499 ) x 9615.2936
= 91.21763079
∆ Volume= 91.21763079
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 28
AB = 1 – Log (∆ VolumeVolume )
= 1 – Log (91.21763079
9615.2936 )
= 1 – (- 2.0229)
= 3.0229
AB = 4
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Volume= Volume ± ∆ Volume
Volume = ( 9615.29 ± 91.22) mm3
IV.3 Pengukuran Aluminium
IV.3.1 Menggunakan Mikrometer Sekrup
Data Pengamatan
a. Lebar (L) b. Tinggi (T)
n Ln (mm) Ln2 n Tn (mm) Tn2
1 21.81 475.6761 1 12.36 152.7696
2 21.83 476.5489 2 12.41 154.0081
3 21.84 476.9856 3 12.38 153.2644
4 21.90 479.61 4 12.36 152.7696
5 21.84 476.9856 5 12.37 153.0169
6 21.82 476.1124 6 12.36 152.7696
7 21.81 475.6761 7 12.34 152.2756
8 21.86 477.8596 8 12.34 152.2756
9 21.84 476.9856 9 12.32 151.7824
10 21.95 481.8025 10 12.35 152.5225Jumla
h 218.50 4,774.242 Jumlah 123.591,527.45
4
Perhitungan
1.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 29
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
a. x =218 .50
10 = 21.850
b. x = 123.59
10 = 12.359
2.
a. ∆ x=√ (10 x 4774,242 )−(218,50 )2
102 (10−1 )=0.01374369
b. ∆ x=√ (10 x1527,454 )−(123,59 ) ²10²(10−1)
= 0.007593857
3.
a. AB = 1 – log( 0 .01374369
21 .850) = 1 – ( -3.2014) = 4.2014
AB = 4
b. AB =1 – log ( 0 .007593857
12 .359) = 1 – (-3.2115) = 4.2115
AB = 4
4.
a. L = x ± ∆ x
L =(21.85 ± 0.014)mm
b. T = x ± ∆ x
T =(12.36 ± 0.008)mm
5 .
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 30
∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)
2
n2 (n−1 )
KTP Relatif =( ∆ xx )×100 %
X=x± ∆ x
AB = 1 – Log (∆ xx
)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
a. KTP Relatif =0 .01374369
22 .850x 100% = 0.060 %
b. KTP Relatif = 0 .007593857
12 .359x 100% = 0.061 %
6. Luas = L x T
= ( 22.850 x 12.359 ) mm
= 282.40315mm2
∆ Luas= (∆ LL +
∆ TT ) x Luas
= (0 .01374369
22 .850+ 0 .007593857
12 . 359 ) x 282.40315
= ( 0.00060147 + 0.00061444 ) x 282.40315
= 0.34338 mm2
Luas =Luas + ∆ Luas
Luas =( 282.4 ± 0.343) mm2
IV.3.2 Menggunakan Jangka Sorong
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 31
AB = 1 – Log (∆ LuasLuas )
= 1 – Log (0.34338
282. 40315)
= 1 – (- 2.9151)
= 3.9151
AB = 4
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Data Pengamatan
a. Panjang (P) b. Lebar (L)
nPn
(mm) Pn2 nLn
(mm) Ln2
1 38.55 1486.1025 1 22.10 488.4100
2 38.55 1486.1025 2 22.10 488.4100
3 38.45 1478.4025 3 22.10 488.4100
4 37.55 1410.0025 4 22.15 490.6225
5 37.60 1413.7600 5 22.10 488.4100
6 37.60 1413.7600 6 22.10 488.4100
7 37.50 1406.2500 7 22.15 490.6225
8 37.60 1413.7600 8 22.10 488.4100
9 37.55 1410.0025 9 22.10 488.4100
10 37.60 1413.7600 10 22.10 488.4100
Jumlah 378.55 14331.903 Jumlah 221.10 4,888.525
c.Tinggi
(T)
n Tn Tn2
1 11.60 134.5600
2 11.55 133.4025
3 11.55 133.4025
4 11.55 133.4025
5 11.55 133.4025
6 11.55 133.4025
7 11.55 133.4025
8 11.55 133.4025
9 11.55 133.4025
10 11.60 134.5600
Jumlah 115.60 1,336.340
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 32
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Perhitungan
1.
a.x= 378 .55
10= 37.855
b. x = 221. 10
10 = 22.110
c. x = 115 . 60
10 = 11.560
2.
a.∆ x=√ (10 x14331,903 )−(378 .55 )²10² (10−1)
= 0.145019155
b. ∆ x=√ (10 x 4888. 525 )−(221.10 ) ²10² (10−1)
= 0.006666667
c.∆ x=√ (10 x1336 . 340 )−(115 .60 )²10²(10−1)
= 0.006666667
3.
a. AB = 1 – log( 0 .145019155
37 .855) = 1 – ( -2.4167) = 3.4167
AB = 4
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 33
∆ x=sx=√ (n∑ x i2 )−(∑ x i)
2
n2 (n−1 )
AB = 1 – Log (∆ xx
)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
b. AB = 1 – log( 0 .006666667
22 . 110) = 1 – ( -3.5207) = 4.5207
AB = 4
c. AB = 1 – log( 0 .006666667
11 . 560)= 1 – ( -3.2390)= 4.2390
AB = 4
4.
a. x= x ± ∆ x
P = (37.86 ± 0.145)mm
b. L =x ± ∆ x
L =(22.11 ± 0.007)mm
c. T = x ± ∆ x
T =(11.56 ± 0.007) mm
5 .
a. KTP Relatif =0 .145019155
37 .855x 100% = 0.383 %
b. KTP Relatif = 0 .006666667
22 . 110x 100% = 0.030 %
c. KTP Relatif = 0 .006666667
11 . 560x 100% = 0.058 %
6. volume = P x L x T
= ( 37.855 x 22,110 x 11.560 )mm
= 9675.420mm3
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 34
X=x± ∆ x
KTPRelatif =( ∆ xx )×100 %
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
∆ Volume=¿(∆ PP +
∆ LL
+ ∆ TT ) x Volume
= (0 .145019155
37 .855+ 0 . 006666667
22 . 110+ 0 . 006666667
11 .560 ) x 9675.420
=( 0.00383091 + 0.00030153 + 0.00057670 ) x 9675.420
= 45,5629
Volume= Volume ± ∆ Volume
Volume = (9675.5± 45.56) mm
II. ANALISA TEORITIS
Pada saat pengukuran dilakukan pastikan bahwa kondisinya selalu sama,
contohnya adalah suhu yang dapat mempengaruhi logam. Pengukuran yang dilakukan
secara berulang dapat meningkatkan keakuratan data, karena data yang yang didapat
lebih kuat dan dapat dipertanggungjawabkan.
Setelah dilakukan percobaan pengukuran terhadap beberapa lempengan logam
yaitu balok, ternyata ketidakpastian dalam pengukuran memang terjadi.Setiap
pengukuran, yaitu pengukuran panjang, tinggi dan lebar balok, semuanya dilakukan
sepuluh kali pengukuran.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 35
AB = 1 – Log (∆ VolumeVolume )
= 1 – Log (45. 5629
9675. 450)
= 1 – (- 2.3271)
= 3.3271
AB = 3
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Dari sepuluh kali pengukuran itu ternyata berbeda-beda walaupun ternyata
perbedaannya tidak terlalu jauh.Hali ini disebabkan oleh faktor-faktor penyebab
ketidakpastian.Misalnya saja karena kesalahan kalibrasi, yang disebabkan oleh
kurang bagusnya alat, bisa juga karena kesalahan pembacaan skala oleh si pengukur
dan bisa juga karena ketelitian alat pengukur yang terbatas serta faktor-faktor
ketidakpastian lainnya.
Sehingga untuk mencari jalan keluarnya, dari sepuluh hasil pengukuran yang
ada kemudian dirata-ratakan sehingga ditemukan nilai rata-rata yang kemudian
ditetapkan sebagai hasil pengukuran.Hasil pengukuran pun untuk memastikan
ketepatannya, dibuat nilai deviasi dengan menggunakan rumus.
Simpangan yang didapat dari perhitungan terhadap data pengukuran penting
untuk diketahui agar toleransi pengukuran tidak terlalu jauh dari nilai yang
sebenarnya. Semakin kecil simpangan alat ukur , maka semakin akurat alat ukur
tersebut.
Mempelajari pengukuran dan ketidakpastian pengukuran dalam fisika
sangatlah penting. Karena setiap pengukuran yang dilakukan, akan rentan terjadi
kesalahan dalam pengukuran tersebut, yang akan berpengaruh terhadap data yang
didapat. Oleh karena itu pengetahuan terhadap teori ketidakpastian sangat penting
untuk dipahami agar kesalahan yang terjadi dapat diminimalisir bahkan dapat
dihilangkan, dan juga hasil pengukuran dengan lebih teliti dan objektif.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 36
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB V
KESIMPULAN
Dari percobaan pengukuran ini, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai
berikut:
Jangka sorong digunakan untuk pengukuran dengan ketelitian 0,1 mm dan
mikrometer sukrup digunakan untuk pengukuran dengan ketelitian 0,01 mm.
Setiap pengukuran mengalami ketidakpastian yang dikarenakan beberapa faktor
seperti, kesalahan bersistem, kesalahan acak, skala terkecil alat pengukur dan
keterbatasan orang yang mengukur.
Untuk memastikan nilai suatu pengukuran, beberapa hasil pengukuran dapat
dirata-ratakan, sehingga dapat diperoleh nilai deviasi yang digunakan untuk
membuat nilai hasil pengukuran menjadi lebih efektif.
Penentuan angka berarti (AB) sangatlah penting, mengingat banyaknya angka
yang muncul sebagai hasil pengoperasian pada kalkulator. Sehingga kita harus
bisa menentukan angka yang benar-benar berarti dengan menggunakan rumus
tertentu.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 37
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
DAFTAR PUSTAKA
Modul Praktikum Fisika Dasar I, 2010. Penerbit Laboratorium Fisika Dasar
FMIPA ITB.
Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga
Nugraha, Kosim, Supriatna, Syampurno, Penuntut Praktikum Fisika
Zeas, Zemansky, Soedarjana, Fisika untuk Universitas, Binacipta
Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar; Penerbit ITB
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 38
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
MODUL II : GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN
BAB I
PENDAHULUAN
I.1TUJUAN PERCOBAAN
Praktikum berjudul “ Gerak Lurus Berubah Beraturan " ini disusun dengan
tujuan untuk :
Menentukan besarnya percepatan yang terjadi dari suatu gerak lurus berubah
beraturan
Menentukan besarnya kecepatan dari suatu gerak jatuh bebas
I.2PERALATAN
Rel presisi
Kereta dinamika
Balok bertingkat
Perekam waktu
Catu daya
Beban
Pita meteran
Stopwatch
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 39
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB II
TEORI PENDAHULUAN
II.1 TEORI DASAR
Gerak lurus berubah beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang
mempuyai lintasan berupa garis lurus dan perubahan kecepatan setiap saatnya tetap. Dengan
kata lain, besar penambahan kecepatan rata-ratanya sama besar dalam selang waktu yang
sama besar pula. Adapun set persamaan yang menggambarkan gerak lurus berubah beraturan
adalah sebagai berikut:
V = Vo + at (1)
S = Vot + ½ at2 (2)
V2= Vo2 + 2as (3)
Persamaan (1) dapat ditafsirkan sebagai berikut : Percepatan aadalah perubahan kecepatan
rata-rata, atau perubahan perubahan kecepatan persatuan waktu. Suku vadalah kecepatan
akhir suatu benda bila mengalami perubahan kecepatan per satuan waktu aselama selang
waktu tdari kecptan awal Vo.
Sementara itu, perubahan posisi yang dialami benda selama pergerakan tersebut
dinyatakan oleh s, yaitu selisih jarak antara posisi akhir dan posisi awal benda yang
bersangkutan. Contoh gerak lurus berubah beraturan adalah gerak jatuh bebas. Percepatan
yang dialami benda ini adalah sebesar percepatan gravitasi bumi g. Persamaan gerak jatuh
bebas sama dengan persamaan gerak lurus berubah beraturan (3), dimana jarak s digantikan
oleh tinggi h, dan percepatan a digantikan oleh percepatan gravitasi g.
h = ½ gt2 (2)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 40
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
II.2 TEORI TAMBAHAN
Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus
dengan percepatan tetap. Percepatan ini dapat berupa perubahan kecepatan yang semakin
cepat atau semakin berkurang (perlambatan). GLBB memiliki percepatan tetap karena
pertambahan kecepatan rata-ratanya sama besar dalam selang waktu yang sama besar pula.
Grafik dibawah ini menggambarkan hubungan yang terjadi pada GLBB ;
Untuk GLBB yang memiliki kecepatan awal (Vo), maka ;
(1)
dimana :
S = jarak (m)
t = selang waktu (s)
Vo = kecepatan awal (m/s)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 41
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Vt = kecepatan akhir (m/s)
a = percepatan (m/s2)
Pada selang waktu t, terjadi perubahan kecepatan (∆v) dari Vo menjadi Vt , sehingga
kecepatan rata-rata dapat dituliskan,
(2)
Apabila persamaan (1) dan (2) digabung, akan didapat ,
(3)
Kita ketahui bahwa untuk mencari jarak (S),dapat digunakan rumus
bila persamaan (1) dan (2) dimasukan ke dalam rumus itu maka diperoleh ;
(4)
1. Gerak Jatuh Bebas (GJB)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 42
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (Vo = 0). Semakin ke bawah
gerak benda semakin cepat. Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu
sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi (a = g = 9,8 m/s2). Persamaan gerak jatuh
bebas sama dengan GLBB, hanya saja untuk jarak (s) diganti oleh tinggi (h).
Untuk mengetahui waktu yang diperlukan benda untuk mencapai permukaan tanah
atau ketinggian tertentu, dapat menggunakan persamaan ke tiga;
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 43
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB III
LANGKAH PERCOBAAN
III.1 Gerak Lurus Berubah Beraturan
Persiapan Percobaan
1. Disambung rel presisi dengan penyambung rel dan dipasang pula kaki rel pada kedua
ujung rel.
2. Dipasang perekam waktu pada ujung kiri rel presisi dan dipasang katrol rel pada
ujung kanan rel.
3. Dipasang kereta dinamika yang dilengkapi beban di sebelah kanan perekam waktu.
4. Dipasang kertas perekam waktu dan ujung kertas dijepit pada kertas dinamika.
5. Dihubungkan catu daya ke sumber listrik (PLN) dan dipilih tegangan pada catu daya
12 volt DC.
6. Dihubungkan kabel perekam waktu catu daya.
Langkah Percobaan
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 44
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
1. Diletakkan balok bertingkat di dekat ujung kiri rel presisi, pegan kereta, kemudian
diangkat ujung kiri rel presisi untuk diletakkan pada tangga pertama balok bertingkat.
Kereta tetap dipegang agar tidak meluncur. Dirapatkan posisi pada perekam waktu.
2. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, kereta dilepaskan agar bergerak.
Diukur pula lama pergerakan dengan menggunakan stopwatch.
3. Pada saat kereta menyentuh tumpukan berpenjepit/berhenti, perekam waktu
dimatikan.
4. Dikeluarkan kertas perekam dan amati jarak titik-titk data. Bila jaraknya semakin
menjauh/dekat berarti kereta tidak bergerak lurus beraturan.
5. Diulangi langkah 1-4 dengan terlebih dahulu meletakan ujung kiri rel posisi pada
tangga balok bertingkat.
6. Potongan-potongan kertas perekam disusun dalam diagram hasil pengamatan.
III.2Gerak Jatuh Bebas
1. Beban diikat dengan tali (15 cm) dan ujung tali yang lain diikatkan pada klip kertas.
Kemudian, dihubungkan klip kertas dengan perekam waktu.
2. Dipegang kertas perekam yang dijepit dengan klip, dan dibiarkan beban bebas
tergantung. Kemudian dimiringkan rel presisi hampir vertikal.
3. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, dilepaskan pegangan dari kertas
perekam, dan dibiarkan benda jatuh bebas, Diukur pula lama pergerakan dengan
stopwatch.
4. Dimatikan perekam waktu pada saat beban berhenti.
5. Dikeluarkan kertas perekam dan amati jarak-jarak titik-titik data.
6. Kertas perekam waktu dipotong-potong sepanjang 2 titik data.
7. Potongan kertas perekam disusun secara sejajar vertikal pada hasil pengamatan.
8. Diulangi langkah 1-8 dengan mengubah jarak ketinggian bebas.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 45
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB IV
ANALISA DATA
IV.1.Data Percobaan
Gerak Lurus Berubah Beraturan
Kondisi Waktu (t) Jarak
Posisi 1 t1 = 3,1 s 0,845 m
Posisi 2 t2 = 2,5 s 0,845 m
Posisi 3 t3 = 2,0 s 0,845 m
Gerak Jatuh Bebas
Kondisi Waktu (t) Jarak
Posisi 1 t1 = 0,25 s 0,742 m
Posisi 2 t2 = 0,40 s 0,906 m
Posisi 3 t3 = 0,50 s 0,967 m
IV.2.Analisa Percobaan GLBB
IV.2.1Analisa Matematis
Hitunglah besarnya percepatan dari tiap-tiap percobaan GLBB!
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 46
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
S = Vot + ½ a t2
Vt = Vo + at
Percobaan I
Percepatan (a) :
0,845m = 0 x 3,1s + ½ a (3,1s)2
a = 0,845m/4,805 s2
= 0,1759 m/s2
Kecepatan (Vt) :
Vt = 0,1759m/s2 x 3,1s
= 0,5453 m/s
Percobaan II
Percepatan (a) :
0,845m = 0 x 2,5s + ½ a (2,5s)2
a = 0,845m/3,125s2
= 0,2704 m/s2
Kecepatan (Vt) :
Vt = 0,2704m/s2x 2,5s
= 0,676 m/s
Percobaan III
0,845m = 0 x 2,0s+ ½ a (2,0s)2
a = 0,845 m/2,0 s2
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 47
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
= 0,4225 m/s2
Kecepatan (Vt) :
Vt = 0,4225m/s2 x 2,0s
= 0,845 m/s
Kondisi Waktu (t) Jarak (s) Percepatan (a) Kecepatan (Vt)
Rendah t1 = 3,1 s 0,845 cm 0,1759 m/s2 0.5453m/s
Sedang t2 = 2,5 s 0,845 cm 0,2704 m/s2 0,6760m/s
Tinggi t3 = 2,0 s 0,845 cm 0,4225 m/s2 0,845m/s
Buatlah grafik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percobaan GLBB!
1 2 3 40
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t)
waktu (s)
kece
rpat
an (m
/s)
IV.2.2.Analisa Teoritis
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 48
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Pada percobaan GLBB, dapat dilihat dari tabel hasil percobaan bahwa
ketinggian berpengaruh pada percepatan (a). Kereta dinamika pada ketinggian
rendah/percobaan 1 (tingkat balok kesatu) mengalami percepatan 0,1759 m/s2,
sedangkan pada ketinggian sedang/percobaan 2 (tingkat balok kedua)
mengalami percepatan 0,2704m/s2, dan pada balok tingkat ketiga/percobaan 3
percepatannya 0,4225 m/s2. Perbedaan ini dapat disebabkan karena tinggi-
rendahnya balok membentuk kemiringan yang berbeda. Sudut kemiringan (α) ini
yang nantinya berpengaruh pada percepatan.
Dari rumus diatas terlihat bahwa sudut kemiringan (sin α) berbanding
lurus dengan percepatan (a).Oleh karena itu, semakin besar nilai sudut
kemiringan (ketinggian balok bertingkat) semakin besar pula nilai percepatan.
IV.3.Analisa Percobaan GJB
IV.3.1.Analisa Matematis
Hitunglah besarnya kecepatan akhir dari tiap-tiap percobaan gerak jatuh bebas!
Vt2 = 2 g h
Percobaan I
Kecepatan (Vt) :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 49
ΣF= 0F−w=0F=wF=w sin α
ΣF= m .aw sin α =m . am . g sin α=m .a
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Vt = √2x 9.8 x0 . 742
= 3.8136 m/s
Percobaan II
Kecepatan (Vt) :
Vt = √2x 9.8 x0,906
= 4.2140 m/s
Percobaan III
Kecepatan (Vt) :
Vt = √2x 9.8 x0,967
= 4.3535 m/s
Buatlah grafik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percobaan gerak jatuh
bebas!
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 50
Ketinggia
n (h)
Waktu (t) Kecepatan akhir (Vt)
0,742 m t1 = 0,25 s 3,8136m/s2
0,906 m t2 = 0,40 s 4,2140m/s2
0,967m t3 = 0,50 s 4,3535m/s2
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3 4.40
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t)
waktu (s)
kece
pata
n (m
/s)
IV.3.2.Analisa TeoritisWaktu yang diperoleh berdasarkan rumus dan hasil percobaan dalam
gerak jatuh bebas berbeda, waktu yang diperoleh berdasarkan rumus lebih besar
dibandingkan waktu yng diperoleh berdasarkan percobaan, hal ini bisa karena
dipengaruhi oleh
Pengaturan ketinggian yang kurang tepat.
Orang yang melakukan percobaan teliti atau kurang tepat dalam
pengamatan.
Ketelitian alat ukur yang sudah tidak baik lagi.
Kemungkinan berbedanya besar gaya gravitasi di tempat dilakukannya
percobaan dengan di tempat normal dimana percepatan gravitasi sesuai teori
yang ditentukan (besar gaya gravitasi yang diberikan oleh bumi pada setiap
benda semakin berkurang terhadap kuadrat jaraknya (r) dari pusat bumi).
Secara matematis, kecepatan pada gerak jatuh bebas adalah,
Dari rumus diatas, dapat dilihat bahwa massa benda tidak mempengaruhi
kecepatan jatuh benda. Adapun yang mempengaruhi kecepatan adalah gaya
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 51
atauv= √2 g .h V= g . t
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
gesek udara. Untuk benda-benda yang ringan dengan permukaan luas maka gaya
gesek udaranya semakin besar. Sedangkan untuk benda-benda yang berat maka
gaya geseknya semakin kecil. Contohnya bila kita menjatuhkan batu dan kertas
pada ketinggian yang sama, maka batu akan mendarat lebih cepat, hal ini bukan
karena pengaruh berat (massa) tetapi karena gaya gesek udara pada batu lebih
kecil dari pada gaya gesek udara pada kertas. Jika gaya gesek udara tidak ada
atau diabaikan maka semua benda akan jatuh dengan percepatan yang sama.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 52
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang telah di lakukan dengan topik percobaan “Gerak Lurus
Berubah Beraturan” maka dapat kami simpulkan sebagai berikut :
1. Gerak lurus berubah beraturan dengan lintasan yang lurus maka percepatannya
konstan / tetap
2. Jarak antar titik-titik pada kertas perekam berbeda
3. Semakin cepat laju kereta presisi maka jarak titik-titik pada kertas perekam semakin
jauh sedangkan waktu yang diperlukan semakin sedikit.
4. Dari hasil yang diperoleh praktikum GLBB dan GJB,semakin tinggi
kedudukan benda maka semakin cepat gerak benda ketika hendak mencapai
tujuan dan semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan.
5. Hasil GLBB
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 53
Kondisi Waktu (t) Jarak (s) Percepatan (a) Kecepatan (Vt)
Rendah t1 = 3,1 s 0,845 cm 0,1759 m/s2 0.5453m/s
Sedang t2 = 2,5 s 0,845 cm 0,2704 m/s2 0,6760m/s
Tinggi t3 = 2,0 s 0,845 cm 0,4225 m/s2 0,845m/s
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
6. Hasil GJB
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 54
Ketinggia
n (h)
Waktu (t) Kecepatan akhir (Vt)
0,742 m t1 = 0,25 s 3,8136m/s2
0,906 m t2 = 0,40 s 4,2140m/s2
0,967m t3 = 0,50 s 4,3535m/s2
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
DAFTAR PUSTAKA
Gudang Ilmu Fisika Gratis
Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga
Kanginan,M. 1993.Seribu Pena Fisika SMU Kelas 3. Jakarta: Erlangga
Sears, Zemansky, Ssoedarjana, Fisiska untuk Universitas, Binacipta
Suratman,M. 2000. Fisika 3 SMK Teknologi dan Industri. Bandung: Armico
Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar;Penertbit ITB
Tim Penyusun PT Intan Pariwara. PR Fisika. Klaten: Intan Pariwara
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 55
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
MODUL III : PEGAS SPIRAL
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan PercobaanSetelah mengikuti praktikum fisika dasar mengenai materi “Pegas Spiral” Mahasiswa
dituntuk mempunyai kemampuan sebagai berikut :
1. Mampu memahami hukum Hooke
2. Mampu menentukan besarnya konstanta pegas.
3. Mampu menentukan hubungan antara waktu getar, konstanta pegas, massa
beban dan percepatan grafitasi.
1.2 Alat Dan Bahan
1. Statif
2. Skala perlengkapan statip
3. Pegas spiral
4. Tabung tempat menaruh beban (ember)
5. Neraca dan Anak timbangan
6. Stopwatch
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 56
g = grafitasi
x = rengangan
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB II
Teori Pendahuluan
II.1 Teori Dasar
Sutu pegas dengan konstanta pegas k, jika diberi beban m pada ujung pegas tersebut
padanya akan terjadi pergeseran sejauh x dengan persamaan
F =-k x
(1)
Dimana :
F = Gaya pada pegas
K = konstanta pegas
X =pergeseran (regangan)
Jika pegas yang berbedan tadi diberi simpangan dan keudian digetarkan, maka pada
ember, pegas dan beban akan mengalami getaran harmonis, sehingga diperoleh:
T=2 π √ mk
(2)
Dimana:
M =jumlah berat beban, pegas dan ember
T = waktu getar / perioda
k = konstanta
II.2 Teori Tambahan
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 57
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut
gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak
harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang
sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak
periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Pegas merupakan salah satu contoh
benda elastis. Elastis atau elastsisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke
bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Jika sebuah
gaya diberikan pada sebuah benda yang elastis, maka bentuk benda tersebut berubah. Untuk
pegas dan karet, yang dimaksudkan dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang.
Perlu kita ketahui bahwa gaya yang diberikan juga memiliki batas-batas tertentu. Sebuah
karet bisa putus jika gaya tarik yang diberikan sangat besar, melawati batas elastisitasnya.
Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke bentuk semula jika diregangkan dengan
gaya yang sangat besar. Jadi benda-benda elastis tersebut memiliki batas elastisitas.
Robert Hooke pada tahun 1676 mengusulkan sutu hokum fisika yang menyangkut
pertambahan panjang sebuah benda elastic yang dikenai oleh suatu gaya. Menurut Hooke,
pertambahan panjang berbanding lurus dengan yang diberikan pada benda. Secara matematis,
hokum Hooke ini dapat dituliskan sebagai;
Dengan ; F = gaya yang dikerjakan (N)
x = pertambahan panjang (m)
k = konstanta gaya (N/m)
Hukum Hooke akurat jika pegas tidak ditekan sampai kumparan pegas bersentuhan
atau diregangkan sampai batas elastisitas. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih
alias F mempunyai arah berlawanan dengan perpanjangan x. Sedangkan Konstanta pegas
berkaitan dengan kaku atau lembut sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin
kaku sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan
pegas. Sebaliknya semakin lembut sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin
kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 58
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Pada pegas yang digantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada benda bermassa yang
dikaitkan pada ujung pegas. Akibatnya, walaupun tidak ditarik ke bawah, pegas dengan
sendirinya meregang sejauh x0. Pada keadaan ini benda yang digantungkan pada pegas berada
pada posisi setimbang.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 59
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB III
LANGKAH PERCOBAAN
1. Mengaitkansalahsatuujungpegaspadastatip,mengganti
ujunglainnyadengantabungkosong.Kemudian mengatur skala
sedemikianrupahinggajarummenunjukkanpadabagianskala itu dan mensatat
penunjukjarumitu.
2. Menambahkan berturut-turut beban-beban ke dalam tabung. Tiap
penambahan beban lalu menggetarkan pegas sebanyak 20 getaran dan
mencatat waktunya, melakukan hal di atas hingga pengukuran 8 beban.
3. Setelah menyelesaikan semua beban yang tersedia ( 8 keping ) kemudian
mengurangi satu persatu beban dalam tabung. Setelah itu setiap
pengurangan beban dalam tabung, menggetarkanya sebanyak 20 getaran
mencatat kembali waktu yang diperlukan.
4. Mengulangi langkah percobaan (2), (3) dan(4) dengan penambahan dan
pengurangan dua keping beban.
5. Menimbang masing-masing berat ember, pegas dan beban.
1.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 60
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB IVAnalisa Data
IV.1 Data Percobaan
Dari hasil praktikum fisika mengenai Pegas Spiral. Diperoleh hasil sebagai berikut:
Massa Benda : 84.1 gram
Mass Pegas : 14.10 gram
Massa Ember : 41.90 gram
1.a. Penambahan Satu Bebann Beban X (cm) Getara
nt
(detik)1 10.10 1.60 20 11.52 20.60 3.30 20 12.13 30.80 4.90 20 15.04 41.30 6.40 20 15.05 52.10 8.00 20 15.26 62.90 9.60 20 16.07 72.70 11.10 20 17.08 84.10 12.80 20 18.0
1.b. Pengurangan Satu Bebann Beban X (cm) Getara
nt
(detik)8 84.10 12.80 20 18.07 72.70 11.20 20 17.06 62.90 9.60 20 16.05 52.10 8.00 20 15.24 41.30 6.40 20 15.03 30.80 4.90 20 15.02 20.60 3.30 20 12.11 10.10 1.60 20 11.5
2.a. Penambahan Dua BebanN Beban X (cm) Getaran t(detik)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 61
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
2 20.60 3.30 20 12.104 41.30 6.40 20 15.006 62.90 9.60 20 16.008 84.10 12.80 20 18.00
2.b. Pengurangan Dua BebanN Beban X (cm) Getaran t(detik)8 84.10 12.80 20 18.006 62.90 9.60 20 16.004 41.30 6.40 20 15.002 20.60 3.30 20 12.00
IV.2 Analisa MatematikaIV.2.1 Perhitungan Konstanta Pegas Menggunakan Persamaan (1)
F = - k x
m . g = -k . x
-k = m. g
x
Dimana : m : massa (kg)
g : grafitasi (9.8 m/s2)
x : jarak/regangan (m)
IV.2.1.1. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan satu
beban
Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap Satu Beban
n Massa
(m)
Jarak
(g)
Grafitasi
(x)
Gaya
(F)
-k -k2
1 0,0101 0,016 9,8 0,09898 6,18625 38,269692 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,42473
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 62
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
3 0,0308 0,049 9,8 0,30184 6,16000 37,94564 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993775 0,0521 0,08 9,8 0,51058 6,38225 40,733126 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229787 0,0727 0,111 9,8 0,71246 6,41856 41,197898 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,45951
Jumlah 50,44864 318,2541
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √8 (318,2541 )−¿¿¿
= √ 0,9675448
= 0.0464
k = ∑ k
n =
50,448648 = 6.31
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 6.31 0.0464
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
0.0989800000000001
0.20188
0.301840000000001
0.404740.51058
0.616420.71246
0.82418
Grafik Hubungan Antara Gaya (F) Terhadap Jarak (x)
Series2
gaya (F)
Jara
k (X
)
JARAK
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 63
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
IV.2.1.2. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan satu beban
Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap Satu Beban
n Massa(m)
Jarak (g)
Grafitasi (x)
Gaya(F)
-k -k2
1 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,459512 0,0727 0,112 9,8 0,71246 6,36125 40,465503 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229784 0,0521 0,08 9,8 0,51058 6,38225 40,733125 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993776 0,0308 0,049 9,8 0,30184 6,16000 37,945607 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,424738 0,0101 0,016 9,8 0,09898 6,18625 38,26969
Jumlah 50,39134 317,52170
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √8 (317,52170 )−¿¿¿
= √ 0,886453448
= 0.0445
k = ∑ k
n =
50,391348
= 6.30
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 6.30 0.0445
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 64
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
0.824180.71246
0.616420.51058
0.404740.3018400000000
010.20188
0.09898
Grafik Hubungan Antara Gaya (F) Terhadap Jarak (x)
Series2
Gaya (F)
Jara
k (X
) JARAK
IV.2.1.3. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan dua beban
Tabel Hasil Perhitungan Konstantadari Penambahan Setiap dua Beban
n Massa(m)
Jarak (g)
Grafitasi (x)
Gaya(F)
-k -k2
2 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,424734 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993776 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229788 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,45951
Jumlah 25,30159 160,10779
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √4 (160,10779 )−¿¿¿
= √ 0,260748
= 0.0737
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 65
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
k = ∑ k
n =
25,301594
= 6.33
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 6.33 0.0737
0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
0.20188
0.40474
0.61642
0.82418
Grafik Hubungan Antara Gaya (F) Terhadap Jarak (x)
Series2
Gaya (F)
Jara
k (X
)
Jarak
IV.2.1.4. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan dua beban
Tabel Hasil Perhitungan Konstantadari Penambahan Setiap Satu Beban
n Massa(m)
Jarak (g)
Grafitasi (x)
Gaya(F)
-k -k2
2 0,0841 0,128 9,8 0,82418 6,43891 41,459514 0,0629 0,096 9,8 0,61642 6,42104 41,229786 0,0413 0,064 9,8 0,40474 6,32406 39,993778 0,0206 0,033 9,8 0,20188 6,11758 37,42473
Jumlah 25,30159 160,10779
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √4 (160,10779 )−¿¿¿
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 66
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
= √ 0,260748
= 0.0737
k = ∑ k
n =
50,448648
= 6.31
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 6.31 0.0464
0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.140
0.10.20.30.40.50.60.70.80.9
0.82418
0.61642
0.40474
0.20188
Grafik Hubungan Antara Gaya (F) Terhadap Jarak (x)
Series2
Gaya (F)
Jara
k (X
)
Jarak
IV.2.2. Perhitungan Konstanta Pegas Menggunakan Persamaan (2)
T = 2π √ mk
T2 = (2π)2 mk
k = 4 π2 m
T 2
k = 4 π2 m¿¿
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 67
Dimana :m : Jumlah berat beban, pegas, dan ember (kg)T : Waktu getar/ periodat : Waktu (s)f : Jumlah getaran
: 3.14/
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
IV.2.2.1. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan satu beban
Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap Satu Beban
n Beban
(gram)
x(m)
Getaran
t (detik
)
m(Kg)
T(detik
)
T2
(detik)
k (N/m)
K2
(N/m)F
1 10,10 0,0160
20 11,5 0,06610
0,5750
0,3306
7,8991 62,39504
0,12638
2 20,60 0,0330
20 12,1 0,07660
0,6050
0,3660
8,2685 68,36827
0,27286
3 30,80 0,0490
20 15 0,08680
0,7500
0,5625
6,0969 37,17174
0,29875
4 41,30 0,0640
20 15 0,09730
0,7500
0,5625
6,8344 46,70885
0,43740
5 52,10 0,0800
20 15,2 0,10810
0,7600
0,5776
7,3945 54,67837
0,59156
6 62,90 0,0960
20 16 0,11890
0,8000
0,6400
7,3403 53,87934
0,70466
7 72,70 0,1110
20 17 0,12870
0,8500
0,7225
7,0380 49,53361
0,78122
8 84,10 0,1280
20 18 0,14010
0,9000
0,8100
6,8338 46,70085
0,87473
Jumlah 57,7054
419,4361
*Massa Seluruh : massa beban + massa pegas + massa ember
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √8 (419,4361 )−¿¿¿
= √ 25,5756448
= 0.2389
k = ∑ k
n=
57,705448
= 7.4
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 68
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 7.21 0.2389grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat.
0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.80000.9000
0.81000.7225
0.64000.57760.56250.5625
0.36600.3306
Series2Periode (T2
bera
t (Kg
)
IV.2.2.2. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan satu beban
Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap Satu Beban
n Beban
(gram)
x(m)
Getaran
t (deti
k)
m(Kg)
T(deti
k)
T2
(detik)
k (N/m)
k2 (N/m)
F
8 84,10 0,1280
20 18,0 0,14010
0,9000
0,8100
6,8338
46,70085
0,87473
7 72,70 0,1120
20 17,0 0,12870
0,8500
0,7225
7,0380
49,53361
0,78826
6 62,90 0,0960
20 16,0 0,11890
0,8000
0,6400
7,3403
53,87934
0,70466
5 52,10 0,0800
20 15,2 0,10810
0,7600
0,5776
7,3945
54,67837
0,59156
4 41,30 0,0640
20 15,0 0,09730
0,7500
0,5625
6,8344
46,70885
0,43740
3 30,80 0,0490
20 15,0 0,08680
0,7500
0,5625
6,0969
37,17174
0,29875
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 69
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
2 20,60 0,0330
20 12,1 0,07660
0,6050
0,3660
8,2685
68,36827
0,27286
1 10,10 0,0160
20 11,5 0,06610
0,5750
0,3306
7,8991
62,39504
0,12638
Jumlah 57,7054
419,4361
*Massa Seluruh : massa beban + massa pegas + massa ember
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √8 (419,4361 )−¿¿¿
= √ 25,5756448
= 0.2389
k = ∑ k
n =
57,705448
= 7.4
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 7.21 0.2389grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat.
0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.0000
0.1000
0.2000
0.3000
0.4000
0.5000
0.6000
0.7000
0.8000
0.90000.8100
0.72250.6400
0.57760.56250.5625
0.36600.3306
Series2Periode (T2
bera
t (Kg
)
IV.2.2.3. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan dua beban
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 70
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap dua Beban
n Beban
(gram)
x(m)
Getaran
t (detik
)
m(Kg)
T(detik
)
T2
(detik)
k (N/m)
k2 (N/m)
F
2 20,60 0,0330
20 12,0 0,07660
0,6000
0,3600
8,4069 70,67586
0,27743
4 41,30 0,0640
20 15,0 0,09730
0,7500
0,5625
6,8344 46,70885
0,43740
6 62,90 0,0960
20 16,0 0,11890
0,8000
0,6400
7,3403 53,87934
0,70466
8 84,10 0,1280
20 18,0 0,14010
0,9000
0,8100
6,8338 46,70085
0,87473
Jumlah 29,4153
217,9649
*Massa Seluruh : massa beban + massa pegas + massa ember
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √4 (217,9649 )−¿¿¿
= √ 6,599748
= 0.3708
k = ∑ k
n =
29,41534
= 7.35
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 7.35 0.3708
grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 71
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.80000.9000
0.3600
0.56250.6400
0.8100
Series2
Periode (T2
bera
t (Kg
)
IV.2.2.4. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan dua beban
Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap dua Beban
n Beban (gram)
x(m)
Getaran
t (detik)
m(Kg)
T(detik)
T2
(detik)k (N/m) k2
(N/m)F
8 84,10 0,1280 20 18,0 0,14010 0,9000 0,8100 6,8338 46,70085 0,874736 62,90 0,0960 20 16,0 0,11890 0,8000 0,6400 7,3403 53,87934 0,704664 41,30 0,0640 20 15,0 0,09730 0,7500 0,5625 6,8344 46,70885 0,437402 20,60 0,0330 20 12,0 0,07660 0,6000 0,3600 8,4069 70,67586 0,27743
Jumlah 29,4153 217,9649*Massa Seluruh : massa beban + massa pegas + massa ember
k = ± ∆ k , dimana ∆ k = √n (∑ k2 )−¿¿¿
= √4 (217,9649 )−¿¿¿
= √ 6,599748
= 0.3708
k = ∑ k
n =
29,41534
= 7.35
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 72
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 7.35 0.3708grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat.
0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.150000.00000.10000.20000.30000.40000.50000.60000.70000.80000.9000
0.3600
0.56250.6400
0.8100
Series2
Periode (T2
bera
t (Kg
)
IV.3 Analisa TeoritisPada praktikum tentang materi pegas spiral diperoleh data dan hasil
koefisien pegas yang nilainya hampir sama. Hasil koefisen pada percobaan
praktikum hasil selisih perbedaan koefiennya kecil. Faktor faktor yang
mempengaruhi selisih data tersebut antara lain ;
a. Faktor penimbangan adalah salah satu faktor yang mempengaruhi hasil data.
Dalam penimbangan ada beberapa yang mempengaruhi hasilnya anatara lain
kebersiihan timbangan dan sampel yang ditimbang. Timbangan yang baik
adalah timbangan yang selalu dirawat dengan sering melakukan kalibrasi
secara berkala untuk mengetahui sesatannya. Kondisi lingkungan ketika
menimbang alangkah baiknya di ruangan tertutup pada suhu ruangan tertentu.
Dan yang terakhir adalah water kompas yang menunjukan kesetimbangan
posisi alatnya.
b. Kondisi alat pegas yang sering digunakan adalah salah satu faktor yang
memperngaruhi hasil. Alat pegas yang sering diguakan akan mengalami
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 73
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
peregangan secara perlahan lahan yang mengakibatkan pengukuran di waktu
yang berbeda akan mengalami perbedaaan.
c. Kesalahan praktikan adalah salah satu faktor yang penting. Antara seseorang
dengan orang lain pasti secara tidak langsung ada perbedaan dalam membaca
skala pegas karena pegas selalu bergerak.
d. Kondisi lingkungan percobaan adalah salah satu hal terpenting dalam
percobaan. Kondisi sirkulasi udara yang tinggi akan memperngaruhi sistem
kerja pegas, kondisi lingkungan ketika praktikum tidak ideal karena berisik
maka akan memperngaruhi secara sikologis dan mempengaruhi juga dalam
pembacaan skala
e. Pembulatan dalam perhitungan
Apabila pegas makin kaku, maka konstanta pegas besar dan semua
memiliki gaya yang bernilai negatif hal ini menunjukan gaya pemulihan (F).
Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya(F) mempunyai arah berlawanan
dengan simpangan (x). Semakin berat beban maka semakin lama waktu yang
dibutuhkan karena massa benda besar berarti inersia benda besar. Dengan
demikian, reaksi yang diberikan benda lebih lambat sehingga periode makin
lama.
Grafik menunjukkan gaya F dan regangan x berbanding lurus. Pada saat
pegas ditarik waktu yang dibutuhkan lama dan dalam kenyataannya, pada
suatu saat tertentu pegas tersebut berhenti bergerak karena adanya gaya
gesekan udara.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 74
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB V
Kesimpulan
Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa semakin berat beban
yang digantung pada pegas maka akan besar juga pertambahan panjang
(regangan) pegas. Hasilnya pun sama apabila semakin ringan beban yang
menempel di pegas maka akan semakin kecil pula regangan (pertambahan
panjang) pada pegas. Dari hasil tersebut secara garis besar hubungan antara
pertambahan panjang pegas (regangan) dengan pertambahan gaya pegas
adalah berbanding lurus.
Konstanta pegas adalah ukuran elastisitas pegas.Jadi apabila pegas makin
kaku maka konstanta pegas besar.Massa benda besar berarti inersia benda
besar.Dengan demikian, reaksi yang diberikan benda lebih lambat sehingga
periode makin lama. Sebaliknya, makin kaku pegas (konstanta pegas besar)
maka dibutuhkan gaya yang lebih besar
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 75
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Daftar Pustaka
Halliday,Resnick,Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga
Sears, Zemansky, Soedarjana, fisika untuk Universitas, Binacipta
Sutrisno, Gie, Seri Fisika Dasar,Penerbit ITB
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 76
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
MODUL IV : KOEFISIEM MUAI PANJANG LOGAM
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 TUJUAN PERCOBAAN
Dapat menghitung koefisien muai panjang logam pada logam alumunium dan
tembaga.
1.2 ALAT PERCOBAAN
1. Pipa – pipa logam
2. Statif dengan penjepit logam dan mistar
3. Roda silinder dengan jarum penunjuk
4. Skala petunjuk perubahan panjang
5. Thermometer
6. Ketel uap dengan pipa karet penyambung
7. Kompor pembakar / bunsen
8. Jangka sorong dan mistar
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 77
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB II
TEORI PERCOBAAN
II.1 TEORI DASAR
Secara eksperimen perubahan tempratur ∆T pada batang logam yang
mempunyai panjang L akan mengakibatkan perubahan panjang ∆L. Pada umumnya
juka tempratur naik, maka jarak antara atompada bahan akan naik, sehingga secara
keseluruhan pada bahan itu mengalami pemuaian.
Perubaha ukuran pada dimensi linier, seperti panjang, lebar, tebal disebut
sebagai muai linier. Untuk perubahan temperatur yang kecil, perubahan panjang,
lebar atau tebal akan sebanding dengan perubahan temperatur.
Perubahan panjang ∆L berbanding lurus dengan L dan ∆T, maka dapat ditulis
:
∆L = α L ∆ (1)
Dimana α merupakan konstanta pembanding antara perubahan temperatur
dengan perubahan panjang relatif terhadap panjang awalnya.
α juga dinamakan dengan “ Koefisien muai linier “ dan persamaan (1) juga
dapat ditulis dalam bentuk :
∆ LL
=α . ∆ T (2)
Dimana α untuk setiap bahan adalah berbeda- beda.
Suatu zat isotropik, apabila dipanaskan akan mengalami perubahan panjang
secara uniform pada seluruh bagiannya. Artinya, untuk suatu ∆T yang diberikan,
maka : ∆ LL
untuk lebar, tebal dan panjang akan sam. Oleh karena itu, maka didapat
turunan koefisien muai luas maupun koefisien muai volume.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 78
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
II.2 TEORI TAMBAHAN
II.2.1 Pengertian Pemuaian
Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh
perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima
kalor.Pemuaian terjadi ketika zat dipanaskan (menerima kalor), partikel-partikel
zat bergetar lebih cepat sehingga saling menjauh dan benda memuai.Sebaliknya,
ketika zat didinginkan (melepas kalor) partikel-partikel zat bergetar lebih lemah
sehingga saling mendekati dan benda menyusut.
Pemuaian terjadi pada zat padat, zat cair dan gas.Pemuaian pada zat padat
ada 3 jenis, yaitu pemuaian panjang (untuk satu dimensi), pemuaian luas (dua
dimensi) dan pemuaian volume (untuk tiga dimensi).Sedangkan pada zat cair dan
zat gas hanya terjadi pemuaian volume saja. Pada teori ini akan dibahas tentang
pemuaian pada zat padat.
II.2.2 Pemuaian Panjang
Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda
karena menerima kalor.Pada pemuaian panjang, nilai lebar dan tebal sangat kecil
dibandingkan nilai panjang benda tersebut, sehingga lebar dan tebal dianggap
tidak ada.Salah satu contoh pemuaian panjang adalah kabel jaringan listrik.Kabel
jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari.
Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar
matahari.Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai
jenis zat padat adalah musschenbroek.
Pada umumnya jika temperatur naik, maka jarak rata-rata antar atom pada
bahan akan naik, sehingga secara keseluruhan pada bahan itu mengalami
pemuaian. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi beberapa faktor, yaitu
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 79
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
panjang awal benda, koefisien muai panjang atau koefisien muai linier dan besar
perubahan suhu.Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar :
Keterangan :
L = panjang akhhir (m)
L0 = panjang awal (m)
ΔL = pertambahan panjang (m)
Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang
1 m disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu,
dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan:
Keterangan:
L = Panjang akhir (m)
L0 = Panjang mula-mula (m)
ΔL = Pertambahan panjang (m)
α = Koefisien muai panjang (/ºC)
Δt = kenaikan suhu (ºC)
Beberapa koefisien muai panjang benda dapat dilihat pada table berikut :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 80
L = L0 + ΔL
ΔL = L0.α.Δt
L = L0 (1 + α.Δt)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
II.2.3 Pemuaian Luas
Pemuaian luas atau pemuaian bidang adalah pertambahan ukuran luas
suatu benda karena menerima kalor.Pemuaian luas terjadi pada benda yang
mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan
dianggap tidak ada.Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah
lempeng besi yang lebar sekali dan tipis.Seperti halnya pada pemuaian luas
faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, benda, koefisien
muai luas dan besar perubahan suhu.Pertambahan luas zat padat untuk setiap
kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m2 disebut koefisien muai luas (β). Hubungan
antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat
adalah :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 81
A = A0 + ΔA
ΔA = A0 – β .Δt
ΔA = A0 (1 + β .Δt)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Keterangan:
A = Luas akhir (m2)
ΔA = Pertambahan luas (m2)
A0 = Luas mula-mula (m2)
β = Koefisien muai luas zat (/º C)
Δt = Kenaikan suhu (ºC)
Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari
dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai
panjang.Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :
II.2.4 Pemuaian Volume
Pemuaian volume adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena
menerima kalor.Pemuaian volume terjadi karena benda yang mempunyai ukuran
panjang, lebar dan tebal.Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume
adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam
3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama
dengan 3 kali koefisien muai panjang.
Persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan
volume akhir suatu benda tidak jauh beda pada perumusan sebelumnya. Hanya
saja beda pada lambangnya saja. Perumusannya adalah :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 82
β = 2α
γ = 3α
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Keterangan:
V = Volume akhir (m3)
ΔV = Pertambahan volume (m3)
V0 = Volume mula-mula (m3)
γ = Koefisien muai volume zat (/0C)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 83
V = V0 + ΔV
ΔV = V0 .γ .Δt
ΔV = V0 (1 + γ .Δt)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB III
LANGKAH PERCOBAAN
1. Merangkai alat seperti gambar berikut :
2. Meletakkan batang logam yang akan ditentukan koefisien muai panjangnya di
atas roda silinder dengan jari-jari r, tanpa slip. Pertambahan panjang akan
menyebabkan roda-roda berputar sehingga pertambahan panjang ini dapat
dibaca pada pergeseran jarum r pada skala S.
3. Mengamati dan mencatat kadar suhu ruangan.
4. Mengsi ketel uap dengan air dan menyimpannya di atas kompor.
5. Memeriksa apakah jarum sudah bebas bergerak, tidak ada gesekan pada
porosnya, kemudian mengukur panjang jarum dan diameter roda sekunder.
6. Mengambil salah satu logam dan mengukur panjangnya (=Lo), dan menjepit
salah satu ujungnya pada statif.
7. Memasang pipa karet pada ketel dan pada ujung pipa logam yang terjepit.
Kemudian memeriksa apakah ujung logam yang lain sudah benar menekan
roda silinder tanpa slip. Bila logam bertambah panjang, maka roda akan
berputar. Memberi beban jika perlu.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 84
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
8. Memberi sedikit simpangan pada jarum, agar mudah untuk membaca
skalanya, misalnya So.
9. Menyalakan api. Pada saat pipa memuai (jika sistemnya baik), jarum akan
bergeser secara kontinu, jika tidak, mngulangi langkah 5-8.
10. Mengamati dan mencatat skala yang ditunjukan oleh jarum St dan juga
panjang logam Lt. Bila jarum berhenti bergeser, artinya temperatur batang
sudah sama dengan temperatur uap air tersebut.
11. Mengulangi langkah 4-9 untuk logam yang lain.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 85
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB IV
ANALISA DATA
IV.1 DATA PERCOBAAN
Diameter roda jarum skala : 0.0145 m
Panjang jarum skala : 0.224 m
Suhu ruang : 26 ºC
1. Alumunium
No.
Diameter dalam Diameter luar Panjang ( Lo )
1 0.0075 m 0.0096 m 0.58 m2 0.0075 m 0.0096 m 0.58 m3 0.0075 m 0.0096 m 0.58 m
No.
Temperatur ( º C ) Penambahan ( ∆L)
1 29ºC 0.001 m2 34ºC 0.015 m3 39ºC 0.018 m4 44ºC 0.021 m
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 86
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
2. Tembaga
No.`
Diameter dalam Diameter luar Panjang ( Lo )
1 0.0075 cm 0.0096 cm 0.602 cm2 0.0075 cm 0.0096 cm 0.602 cm3 0.0075 cm 0.0096 cm 0.602 cm
No.
Temperatur ( º C ) Penambahan ( ∆L)
1 40ºC 0.004 cm2 45ºC 0.004 cm3 50ºC 0.004 cm4 55ºC 0.004 cm
IV.2 ANALISA MATEMATIS
∆L = α x Lo x ∆T
IV.2.1 Alumunium
Dari tabel di atas,Diketahui :
1) T1 = 26 ⁰C
T2 = 29 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.58 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 87
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Penambahan (∆L) = 0,001
Ditanya :
α?
Jawab :
∆L = α x Lo x ∆T
0.001 = α x 0.58 x ( 29-26)
0.001 = α x 0.58 x 3
0.001 = α x 1.74
∆ L=0.0011.74
=5.7471 x10−4
2) T1 = 26 ⁰C
T2 = 34 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.58 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Penambahan (∆L) = 0,015 m
Ditanya :
α?
Jawab :
∆L = α x Lo x ∆T
0.015 = α x 0.58 x ( 34-26)
0.015 = α x 0.58 x 8
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 88
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
0.015 = α x 4.64
∆ L=0.0187.54
=2.3873 x 10−3
3) T1 = 26 ⁰C
T2 = 39 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.58 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Penambahan (∆L) = 0,018 m
Ditanya :
α?
Jawab :
∆L = α x Lo x ∆T
0.018 = α x 0.58 x ( 39 -26)
0.018 = α x 0.58 x 13
0.018 = α x 7.54
∆ L=0.0187.54
=3.2327 x 10−3
4) T1 = 26 ⁰C
T2 = 44 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.58 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 89
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Penambahan (∆L) = 0,021 m
Ditanya :
α?
Jawab :
∆L = α x Lo x ∆T
0.021 = α x 0.58 x ( 44 -26)
0.021 = α x 0.58 x 18
0.021 = α x 10.44
∆ L=0.02110.44
=2.0115 x10−3
IV.2.2 Tembaga
Dari tabel di atas,Diketahui :
1) T1 = 26 ⁰C
T2 = 40 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.602 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Penambahan (∆L) = 0,004 m
Ditanya :
α?
Jawab :
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 90
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
∆L = α x Lo x ∆T
0.004 = α x 0.602 x ( 40-26)
0.004 = α x 0.602 x 14
0.004 = α x 8.428
∆ L=0.0048.428
=4.7461 x10−4
2) T1 = 26 ⁰C
T2 = 45 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.602 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Penambahan (∆L) = 0,004 m
Ditanya :
α?
Jawab :
∆L = α x Lo x ∆T
0.004 = α x 0.602 x ( 45-26)
0.004 = α x 0.602 x 19
0.004 = α x 11.438
∆ L= 0.00411.438
=3.4971 x 10−4
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 91
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
3) T1 = 26 ⁰C
T2 = 50 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.602 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Penambahan (∆L) = 0,004 m
Ditanya :
α?
Jawab :
∆L = α x Lo x ∆T
0.004 = α x 0.602 x ( 50 -26)
0.004 = α x 0.602 x 24
0.004 = α x 14.448
∆ L= 0.00414.448
=2.7685 x 10−4
4) T1 = 26 ⁰C
T2 = 55 ⁰C
Panjang awal (L0) = 0.602 m
Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m
Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m
Penambahan (∆L) = 0,004 m
Ditanya :
α?
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 92
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Jawab :
∆L = α x Lo x ∆T
0.004 = α x 0.602 x ( 55 -26)
0.004 = α x 0.602 x 29
0.004 = α x 17.458
∆ L= 0.00417.458
=2.2912 x10−4
IV.3 Analisa Teoritis
Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberpa faktor yaitu panjang
awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai
panjang suatu benda sendiri di pengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan.
Bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor, logam
dapat memuai karena adanya peubahan suhu yang tinggi. Dari percobaan yang telah
dilakukan diketahui bahwa antara logam almunium dan tembaga yang mempunyai
pertambahan panjang yang lebih besar adalah almunium, itu dikarenakan almunium
memiliki titik lebur yang rendah dibanding dengan logam tembaga
Pada pada praktikum kali ini membahas tentang pemuaian panjang pada
almuniumdan tembaga.Pada percobaan tembaga panjang awal alumunium adalah
0.58m , kemudian setelah dialiri uap panas terjadi penambahan panjang 0.021 m
pada kenaikan suhu 44 ºC sehingga panjang muainya berubah menjadi 0.601 m,
dengan pertambahan panjang logam alumunium dapat menentukan koefisien
muainya sebesar 2.0115 x 10−3 /° C.
Dan pada percobaan tembaga, diketahui panjang awal tembaga sebelum
memuai yaitu 0.602 m setelah dialiri uap panas panjangnya bertambah sebesar 0,004
cm pada kenaikan suhu 55 ºC sehingga panjang muainya mejadi 0.606 m dan
diperoleh koefisien muai sebesar 2.2912 x10−4/OC.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 93
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB V
KESIMPULAN
Setelah melakukan percobaan yang telah dilakukan diperoleh :
pada percobaan alumunium diperoleh pertambahan panjang sebesar 0.58m
dan koefisien muai sebesar 2.0117x103 /˚C
Sedangkan percobaan pada padatembaga diperoleh pertambahn panjang
0.602 m dan koefisien muai sebesar 2.2912 x 10-4 /˚C
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 94
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2008. Pemuaian. http://alljabbar.wordpress.com
Anonim. 2010. Pemuaian Zat. http://modulfisika.blogspot.com
Anonim. 2011. Laporan Menentukan Koefisien Muai Panjang dari Suatu
Logam. http://gentingbocor.wordpress.com
Anonim. 2008. Pemuaian. http://physics2008.wordpress.com
Sidik Purnomo. 2011. Pemuaian. http://sidikpurnomo.net
Anonim. 2010. Gelombang Bunyi Dalam Zat Padat Isotropik
3.http://merry.blog.uns.ac.id
Petunjuk Praktikum Fisika Dasar I, 2011. Penerbit Laboratorium Fisika
Dasar.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 95
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
MODUL V : KALORIMETER
BAB I
PENDAHULUAN
I.I Tujuan Percobaan
Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan:
1. Mampu menentukan kalor lebur es
2. Mampu menentukan panas jenis suatu benda berdasarkan Azas Black
I.II Alat-alat Percobaan
1. Satu set kalorimeter dan pengaduknya
2. Thermometer
3. Stopwatch
4. Bongkah es batu secukupnya
5. Benda yang akan diukur kalor jenisnya
6. Neraca teknis
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 96
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB II
PEMBAHASAN
II.1Teori Dasar
Apabila dua benda yang berlainan temperaturnya disentuhkan, maka benda
yang lebih panas akan memberikan sebagian panasnya kepada benda yang lebih
rendah temperaturnya, sampai akhirnya dicapailah temperatur akhir yang sama
(keseimbangan temperatur).
Satuan yang dipakai pada perpindahan panas adalah kalori, yang didefinisikan
sebagai “Jumlah panas yang dibutuhkan oleh setiap 1 gram air untuk menaikkan
temperatur 1oC”.
Apabila ke dalam kalorimeter yang berisi air dimasukkan benda yang berbeda
temperaturnya (misal lebih panas), akan terjadi aliran panas dari benda ke kalorimeter
dan air.
Setelah dicapai keadaan setimbang, maka :
W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4) (1)
Dimana :
W1, W2, W3 = Berat kalorimeter, berat air, dan berat benda
C1, c2, c3 = Kalor jenis kalorimeter, air, dan benda
T1, T2, T3 = Temperatur awal kalorimeter, air, dan benda
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 97
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
T4 = Temperatur akhir kalorimeter, air, dan benda setelah
dicapai kesetimbangan
Bila yang dimasukkan ke dalam kalorimeter tersebut adalah bongkah es yang
kalor leburnya P, berat G, maka persamaan (1) menjadi :
W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4) (2)
II.1 Teori Tambahan
Kalorimeter berarti “mengukur panas”. Ketika aliran panas terjadi antara dua
bentda yang terisolasi dari lingkungannya, jumlah panas yang hilang dari suatu benda harus
setara dengan jumlah yang lainnya.
Panas adalah yang berpindah, jadi prinsipnya adalah prinsip kekekalan energy.
Kualitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai positif dan pada kuantitas yang
meninggalkan benda sebagai negative. Ketika sejumlah benda berinteraksi, jumlah aljabar
dari setiap kuantitas panas yang dipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol. Ini
adalah Azas Black yang dasarnya adalah kekekalan energy.
Kalor selalu berkaitan dengan dua hal yaitu proses pemanasan atau proses
pendinginan yang melibatkan perubahan suhu dan proses prubahan wujud zat yang terjadi
pada suhu yang tetap.
Proses pemanasan dan pendinginan digunakan persamaan :
Q = m.c.∆T
Dimana :
Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( joule )
m = massa bahan ( kg )
c = kapasitas panas spesifik bahan ( J/kg ˚C )
∆T = perubahan suhu (˚C )
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 98
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB III
Langkah Percobaan
III.1 Kalor Lebur Es
1. Menimbang bejana kalorimeter dan bejana pengaduknya dengan ketelitian
yang maksimal. Bila pada pengaduk terdapat gagang yang terbuat dari
bahan lain, maka dilepas terlebih dahulu
2. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang lebih ¾ nya.
Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air ditimbang
dengan teliti.
3. Memasukkan kalorimeter ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.
Termometer dipasangkan , sehingga hanya bola yang erisi air raksa saja
yang tercelup dengan air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana,
diamkan sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya.
4. Mengambil beberapa bongkah batu es, lalu ditimbang dengan neraca
teknis.
5. Bongkahan batu es tersebut dimasukkan ke dalam bejana kalorimeter, lalu
ditutup beserta thermometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk, suhunya
dibaca setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.
6. Menimbang berat akhir kalorimeter.
III.2 Campuran Air dengan Air Panas
1.Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan.
2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 99
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼ nya.
Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air ditimbang
dengan teliti.
4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.
Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja yang
tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana, diamkan
sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya.
5. Mengambil gelas kimia, dikeringkan, lalu ditimbang beratnya.
6. Gelas kimia diisi dengan air, kemudian ditimbang berat keseluruhan gelas
dan air.
7. Gelas kimia berisi air dipanaskan hingga mendidih. Suhu air dicatat.
8. Memasukkan air panas ke dalam kalorimeter, lalu kalorimeter beserta
termometer ditutup dengan hati-hati. Sambila diaduk, suhu nya dibaca
setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.
9. Menimbang berat akhir kalorimeter.
III.3 Kalor Jenis Benda
1. Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan.
2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya.
3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼ nya.
Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air ditimbang
dengan teliti.
4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup.
Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja yang
tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana, diamkan
sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya.
5. Menimbang massa benda yang akan diukur kalor jenisnya dengan neraca
teknis.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 100
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
6. Mengisi gelas kimia dengan air, kemudian memasukkan benda dan
memanaskan gelas hingga air mendidih. Suhu air yang mendidih dicatat
(sama dengan suhu benda).
7. Memasukkan benda tadi ke dalam kalorimeter. Kalorimeter ditutup beserta
termometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk suhunya dibaca setiap 30
detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi.
8. Menimbang berat akhir kalorimeter.
9. Langkah 2-8 diulangi dengan benda yang berbeda.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 101
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB IV
Analisa Data
IV.1 Data Pecobaan
Percobaan 1
W1= Berat kalorimeter kosong : 125,54 g
W2 = Berat Air (3/4) : 181,00 g
W3 = Berat Es : 50,80 g
c1 = 0,205 Kal/goC
c2 = 1,000 Kal/goC
c3 = ?
Berat (gram) Suhu (oC)
W1 125,54 T1 27
W2 181,00 T2 26,5
W3 50,80 T3
T4
4
14,8
Perubahan suhu setiap 10 detik
No t (detik) Suhu (oC)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 102
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
1 10 22
2 20 19
3 30 15
4 40 14
5 50 14
6 60 13,5
7 70 13
8 80 13
9 90 12,5
10 100 12
Percobaan 2
W1 = Berat kalorimeter kosong : 109,14 g
W2 = Berat Air (3/4) : 228,94 g
W3 = Berat Air Panas : 57,68 g
c1 = 0,205 Kal/goC
c2 = 1,000 Kal/goC
c3 = ?
Berat (gram) Suhu (oC)
W1 109,14 T1 26
W2 338,08 T2 26
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 103
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
W3 395,76 T3
T4
68
37
Perubahan suhu setiap 10 detik
No t (detik) Suhu (oC)
1 10 36
2 20 37
3 30 37
4 40 37
5 50 37
6 60 37
7 70 37
8 80 37
9 90 37
10 100 37
Percobaan 3
W1 = Berat kalorimeter kosong : 109,14 g
W2 = Berat Air (3/4) : 133,34 g
W3 = Berat Benda : 63,80 g
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 104
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
c1 = 0,205 Kal/goC
c2 = 1,000 Kal/goC
c3 = ?
Berat (gram) Suhu (oC)
W1 109,14 T1 26
W2 242,48 T2 34
W3 306,28 T3
T4
93
37
Perubahan suhu setiap 10 detik
No t (detik) Suhu (oC)
1 10 41
2 20 39
3 30 37
4 40 37
5 50 37
6 60 37
7 70 37
8 80 37
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 105
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
9 90 37
10 100 37
IV.2 Analisa Matematis
Percobaan 1
Besarnya kalor lebur es (P) dengan menggunakan persamaan (2)
Mencari c3 (Kalor Jenis es)
W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)
125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . c3(4-14,8)
25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80 c3(10,8)
313,9755+ 1936,7 = 548,64 c3
2250,6755 = 548,64 c3
c3= 2250,6755
548,64
= 4,1023 Kal/goC
Mencari P (Kalor Lebur Es)
W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4)
125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = P . 50,80 – 50,80 .4,1023 (4-
14,8)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 106
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80P - 208,39684 (10,8)
313,9755+ 1936,7 = 50,80P – 2250,6859
2250,6755 = 50,80P – 2250,6859
2250,6755 + 2250,6859= 50,80P
4501,3614= 50,80P
P = 4501,3614
50,80
= 88,6095oC
Percobaan 2
Kalor Jenis Campuran Air Dengan Air Panas
W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)
109,14 . 0,205 (37-26) + 228,94 . 1,000 (37-26) = 57,68 . c3 (68-37)
22,3737 (11) + 228,94 (11) = 57,68 c3 (31)
246,1107 + 2518,34 = 1784,98 c3
2764,4507 = 1784,98 c3
c3 = 2764,4507
1784,98
c3 = 1,5487 Kal/goC
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 107
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Percobaan 3
Kalor Jenis Benda
W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)
109,14 . 0,205 (37-26) + 133,34 . 1,000 (37-34) = 63,80 . c3 (93-37)
22,3737 (11) + 133,34 (3) = 63,80 c3 (56)
246,1107 + 400,02 = 3572,8 c3
646,1307 = 3572,8 C3
C3 = 646,1307
3572,8
C3 = 0,1808 Kal/goC
IV.3 Analisa Teoritis
Pembuktian hasil percobaan dengan metoda Azaz Black
∑Q yang dilepas = ∑Q yang diserap
Q Kalorimeter (1) + Q Air (2) = Q Es (3)
W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)
125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . 4,1023(4-14,8)
25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 208,3968(10,8)
313,9755+1936,7 = 2250,6859
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 108
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
2250,6755 = 2250,8659
Ketelitian atau ketepatan antara ∑Q yang dilepas dan ∑Q yang diserap dipengaruhi
oeleh ketelitian dalam penimbangan, dimana semakin teliti atau semakin akurat kita
menimbang maka hasil yang didapat pun akan semakin mendekati tepat
BAB V
Kesimpulan
Dari ketiga percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
Percobaan 1
Kalor jenis es adalah 4,1023 Kal/goC
Kalor lebur es adalah 88,6095 oC
Percobaan 2
Kalor jenis campuran air dengan air panas adalah 1,5487 Kal/goC
Percobaan 3
Kalor jenis benda adalah 0,1808 Kal/goC
Terbukti kebenaran Asas Black
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 109
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
DAFTAR PUSTAKA
Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga
Sears, Zemansky, University Physics
Sutrisno, Gie, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB
Anonim.2011.PraktikuFisika Dasar. http://choalialmu89.blogspot.com
Anonim.2011.Kalor-kalorJenisKapasitas Kalor. http://gurumud.wordpress.com
Anonim. 2011.Fisika. http://wikipedia.org
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 110
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
MODUL VI : VISKOSITAS ZAT CAIR
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 TUJUAN PERCOBAAN
Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan :
Menentukan koefesien viskositas suatu zat cair berdasarkanHukum
Stokes.
I.2 PERALATAN
Gelas ukur berisi zat cair yang akan ditera
Bola-bola percobaan
Stopwatch
Thermometer
Mikrometer
Areometer
Pinset/penjepit
Mistar
Jangkasorong
Pengait
Neraca
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 111
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB II
TEORI PENDAHULUAN
II.1 TEORI DASAR
Benda yang bergerak tanpa kecepatan awal dalam zat cair, pada permulaan mendapat percepatan dan berlaku:
∑ Fy = ma (1)
Gerak benda tersebut mengalami gaya gesek (Fs) dan gaya apung keatas (Fa). Dengan rumus W - Fs – Fa = ma,
(2)
Dengan W = gaya berat benda
Fs = gaya gesekan
Fa = gaya tekan keatas
Gaya gesek zat cair (Fs) terhadap bola menurut Stokes adalah sebagai berikut:
Fs = 6 п η r v (3)
Dengan Fs = gayagesekan (N)
η = koefisiensiviscositas (Nsm2)
r = jari-jari bola (m)
v = laju terminal (m/s)
Benda yang setimbang dinamis dalam zat cair bergerk tampa percepatan (a=0) sehingga berlaku:
W – Fs – Fa = 0 (4)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 112
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Dengan memasukan harga besaran W, Fs dan Fa pda persamaan (4), akan diperoleh:
η¿ 29
r2 gV g
( ρ – ρ') (5)
Dengan Vg = laju terminal (m/s) g = percepatangravitasi (m/s2) ρ = kerapatan bola (kg/m3)
ρ’ = kerapatanzatcair (kg/m3) r = jari-jari bolaη = koefisien viskositas
Batasan Agar Hukum Stokes Berlaku:
1. Luas permukaan zat cair besar (diameter bola << luas penampang
gelas ukur)
2. Bola pejal
3. Tak ada penggelinciran dalam zat cair
II..2 TEORI TAMBAHAN
Viskositas Kekentalan Zat Cair
Viskositas adalah suatu kekentalan dari suatu fluida yang dimana kekentalan ini dapat
mementukan aliran pada fluida tersebut ada dua jenis fluida : (1) aliran laminar (2) aliran
turbulen hubungan antara viskositas dan jenis aliran adalah “semakin besar viskositas yang
dimiliki oleh suatu fluida maka aliran yang mungkin terjadi pada fluida tersebut adalah
laminar begitu juga sebaliknya
Dan juga pada viskositas ada tekan, biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau
penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada
aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluid. Air memiliki
viskositas rendah, sedangkan oli memiliki viskositas tinggi.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 113
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Kekentalan suatu cairan akan memperlambat laju benda, khususnya benda yang
berbentuk bola. Derajat kekentalan suatu cairan dikenal dengan sebutan viskositas(ŋ). Ketika
benda berada di dalam cairan yang kental maka terjadi gaya gesek (Fs), gaya geseknya dapat
di rumuskan:
Fs = -6 r v
Persamaan di atas di kenal sebagai persamaan Stokes dan dalam penerapannya
memerlukan:
1. Ruang tempat fluida tidak terbatas (ukurannya jauh lebih besar dari pada ukuran bola).
2. Tidak terjadi aliran turbulensi di dalam fluida.
3. Kecepatan v tidak besar, sehingga aliran fluida masih bersifat laminar.
Di dalam fluida yang mengalir terdapat gesekan internal yang dinamakan
viskositas atau kekentalan yang diberi symbol . Sebuah bola dengan jari-jari r dan
massa jenis bila dijatuhkan ke dalam fluida yang memiliki viskositas dan massa
jenis o akan mendapatkan gaya gesekan sebesar
F = -6 r v
dimana v adalah kecepatan relatif bola terhadap fluida. Pada suatu saat akan terjadi
keseimbangan antara gaya berat bola dan gaya gesekan sehingga menyebabkan bola
bergerak dengan kecepatan tetap sebesar
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 114
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB III
PROSEDUR PERCOBAAN
Prosedur Percobaa Viskositas Zat Cair
1. Boladiukur 5 kali padabagian yang berlainan.
2. Masing-masing bola ditimbang.
3. Suhusertakerapatanzatcairpadapermukaan,
dicatatbaikawalmaupunakhirpercobaan.
4. Tentukantitikawal (A) dantitikakhir (B) pengukuranpadagelasukur.
5. Bola dijatuhkankedalamzatcairdalamgelasukur.
6. Jarak danwaktujatuh bola
diukurketikabergerakdengankecepatankonstandarititik A ketitik B.
7. Langkah 4-6 diulangi hingga 10x dengan jarak yang berbeda.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 115
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB VI
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
VI.1.DATA PENGAMATAN
Rapatmassazatcair (ρ) = 910 kg/m3 = 0.91 gr/cm3
Temperature zatcairawal (T1) = 27.5 °CTemperature zatcairakhir (T2) = 27.5 °CDiameter dalamtabung = 2.37inchiDiameter luartabung = 6.453 cmKecepatanGravitasi = 9.81 m/s2 = 981 cm/s2
No. Ukuran BolaJenis Bola
Besar Sedang Kecil
1 Diameter bola (d) (mm)15.26 12.19 9.4715.26 12.18 9.4615.25 12.19 9.46
2Jari-jari bola (r)
0.7630 0.6095 0.4730r= 1/2 d (cm)
3Volume bola (vol)
1.86 0.95 0.44volume = 4/3 πr³ (cm³)
4Massa Bola (m)
2.3 2.2 0.5…….. Gram
5Rapatmassa bola (ρ)
1.2365 2.3158 1.1364ρ = Massa/Volume (gr/cm³)
6Jarak yang ditempuh
24.6 24.6 24.6bola (s) cm
7 Waktu yang ditempuh 2.8 1.2 10.86
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 116
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
bola (t) detik
8Kecepatan bola
8.79 2.05 2.27V³= s/t (cm/detik)
Waktu tempuh bola sebanyak 10x
No Bola Besar Bola Sedang Bola Kecil1 2.8 1.2 11.92 2.8 1.2 11.93 2.8 1.2 11.94 2.8 1.2 10.05 2.8 1.2 10.06 2.8 1.2 11.07 2.8 1.2 11.98 2.8 1.2 10.09 2.8 1.2 10.010 2.8 1.2 10.0
Rata-Rata 2.8 1.2 10.86
VI.4.2.Analisa Percobaan Viskositas Zat Cair
VI.4.2.1Analisa Matematis
KoefisienViscositas (η)
Bola besar
η=29
(0.763)2 x 9818.79
(1.24 – 0.91)
η=29
0.5822 x 9818.79
(0.33)
η=29
21.4420
η=4 .7649 Nsm¯²
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 117
η=29
r2 gV g
(ρ – ρ')
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Bola sedang
η=29
(0.6095)2 x 98120.5
(2.32 – 0.91)
η=29
0.3715 x 98120.5
(1.41)
η=29
25.0665
η=5 .5703 Nsm¯²
Bola kecil
η=29
(0.473)2 x 9812.27
(1.14 – 0.91)
η=29
0.22373 x 9812.27
(0.23)
η=29
22.2380
η=4 .9418 Nsm¯²
Gaya gesekzatcairterhadap bola (Fg)
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 118
Fg= 6 п η r v
No. Pengujian Hargakoefisienviskositas (Nsm¯²)
1 Bola besar 4.76492 Bola sedang 5.57033 Bola kecil 4.9418
Rata-Rata 5.0923
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
Bola besar
Fg= 6 x 3.14 x 4.7633 x 0.763x 8,79
Fg= 601,8694 N
Bola sedang
Fg= 6 x 3.14 x 5.5703x 0.6095 x 20.5
Fg= 1311,2547N
Bola kecil
Fg= 6 x 3.14 x 4.9850x 0,473 x 2,25
Fg= 99,9516 N
1. Gaya apapun bola (F A)
Bola besar
F A=43
x 3.14 x (0.763 )3 x 0.91 x 981
F A=1660 , 1694 N
Bola sedang
F A=43
x 3.14 x (0.6095 )3 x 0.91x 981
F A=846 ,2524 N
Bola kecil
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 119
F A=43
. πr ³. ρ' . g
No. PengujianGaya gesekzatcairterhadap bola
(N)1 Bola besar 601,86942 Bola sedang 1311,25473 Bola kecil 99,9516
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
F A=43
x 3.14 x0,473 x 0.91 x 981
F A=395 ,5143 N
2. Gaya berat bola
Bola besar
W = 601,8694 + 1660,1694W = 2262,0388 N
Bola sedang
W = 1311,2547 + 846,2524W = 2157,5071 N
Bola kecil
W = 99,9516 + 395,5143W = 495,4659 N
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 120
W = Fg+ FA
No. Pengujian Gaya apapun bola (N)1 Bola besar 1660 ,16942 Bola sedang 846 ,26243 Bola kecil 395,5143
No. Pengujian Gaya berat bola (N)1 Bola besar 2262,03882 Bola sedang 2157,50713 Bola kecil 495,4659
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
VI.4.2.Analisa Teoritis
Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai peristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain. Pada praktikum pengukuran viskositas kali ini pun menggunakan metoda bola jatuh.Prinsip pengukuran viskositas metoda bola jatuh ialah dengan cara mengukur kecepatan bola pejal jatuh di dalam cairan uji. Dengan terlebih dahulu diketahui data jari-jari bola, massa jenis bola, massa jenis cairan dan percepatan gravitasi maka viskositas cairan dapat dihitung. Mengukur kecepatan bola jatuh biasanya dilakukan dengan cara mencatat waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak tertentu.Secara teoritis, hasil koefisien dari zat cair tersebut seharusnya sama, walaupun menggunakan bola pejal yang berbeda.Terjadinya perbedaan koefisien tersebut, disebabkan karena banyak sekali faktor.Baik dari kesalahan alat yang digunakan, maupun kesalahan dari praktikan itu sendiri.Kesalahan dari alat biasanya, disebabkan karena alat ukur yang digunakan tidak terkalibrasi dengan baik sehingga nilai yang ditunjukkan alat tersebut validitasnya diragukan.Bila kesalahan yang disebabkan oleh praktikan, biasanya disebabkan karena kurang tepat dalam pembacaan skala dan penggunaan alat ukur yang belum baik, sehingga hasil dari pengukurannya tidak terlalu valid.
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 121
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
BAB V
KESIMPULAN
Dari hasilpraktikum yang telah dilakukandengantopikpercobaan“Viskositas Zat Cair” maka dapat kami simpulkansebagaiberikut :
1. Harga Koefisien Viskositas dari percobaan:
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 122
No. Pengujian Hargakoefisienviskositas (Nsm¯²)
1 Bola besar 4.76492 Bola sedang 5.57033 Bola kecil 4.9418
Rata-Rata 5.0923
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Jurusan KimiaEkstensi FMIPA
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli 1998 Fisika Jilid 1 Edisi Kelima Jakarta : Erlangga
Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga
Kanginan Marthen 2004 Fisika Untuk SMA kelas XI semester 1 Jakarta : Erlangga
Sears, Zemansky, Ssoedarjana, Fisiska untuk Universitas, Binacipta
Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar;Penertbit ITB
Kelompok 2Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/2013 Page 123