RANCANGAN KEGIATAN PRAKTIKUM FISIKA SEKOLAH MENENGAHOLEH HESRYDA
(091204003) NUR RAIHANA (0912040) ULMIATI AMDAR (0912040)
Dinamika Rotasi Standar kompetensi :Menerapkan konsep dan
prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan masalah.
Kompetensi Dasar : Menformulasikan hubungan antara konsep torsi,
momentum sudut, dan momen inersia, berdasarkan hukum II Newton
serta penerapannya dalam masalah benda tegar.
Latar belakang Terdapat banyak contoh gerakan rotasi disekitar
lingkungan dan begitu sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Misalnya saja pada komedi putar yang berputar, penerjun bebas
ketika mereka berjungkir balik dan pemain selancar es ketika mereka
berputar-putar di atas kaki mereka. Bumi berputar mengelilingi
sumbunya. Kelereng yang menggelinding, dan masih banyak lagi. Pada
percobaan yang akan dilakukan akan diamati bahwa rotasi benda tegar
dengan percepatan angular konstan digambarkan oleh persamaan yang
merupakan analogi rotasional dari persamaan untuk gerakan linear
dengan percepatan konstan. Selanjutnya, kita akan mempelajari
dinamika gerakan rotasi dan analogi rotasional dari hukum kedua
Newton tentang gerakan.
TUJUAN PERCOBAAN Melalui percobaan ini, siswa diharapkan dapat:
memperdalam pengetahuan mengenai dinamika rotasi dan
penerapannya
Dasar Teori Dalam pelajaran dinamika benda tegar (benda yang
ukurannya tidak diabaikan), resultan gayanya dapat menyebabkan
gerak translasi dan juga rotasi (berputar terhadap suatu poros
tertentu). Rotasi disebabkan oleh adanya torsi, yaitu ukuran
kecenderungan sebuah gaya untuk memutar suatu benda tegar terhadap
suatu titik poros tertentu. Seperti dinamika partikel, untuk
menyelesaikan masalah dinamika rotasi, kita harus dapat menggunakan
F = ma untuk benda bergerak translasi dan = Ia untuk benda
berotasi. Tampak ada kemiripan antara besaran translasi dan besaran
rotasi. Gaya F mirip dengan torsi , massa m mirip dengan momen
inersia I, dan percepatan linier (tangensial) mirip dengan
percepatan sudut .
ALAT DAN BAHANAlat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini
yaitu Tongkat penyangga 2 buah ukuran sama Tongkat yang dipakai
untuk diputar sepanjang 40 cm Tutup kaleng dipakai untuk diputar
Tali elastic dari ban dalam yang dipotong seperti tali
Stopwatch
IDENTIFIKASI VARIABEL Variabel manipulasi putaran Variabel
respon Variabel kontrol : Letak poros : waktu (t) : Jari-jari
(r)
PROSEDUR PERCOBAANKegiatan I Rangkailah alat seperti pada
gambar
Putar tongkat yang ada ditengah hingga tongkat terlilit dengan
baik, Tongkat dilepas bersamaan dengan penekanan tombol stopwatch
hingga tongkat berputar Matikan stopwatch setelah tongkat berputar
sebanyak 10 putaran. Catat waktu yang tertera pada stopwatch unutk
sebagai waktu putaran
Kegiatan II Buat lubang pada tutup kaleng dengan jarak 1 cm dari
poros sebanyak 3 lubang secara berurutan Rangkai alat seperti pada
gambar berikut
Memutar tutup kaleng yang ditengah searah hingga tali ikut
terlilit dengan baik Tutup kaleng dilepas bersamaan (sehingga
berputar) dengan penekanan tombol stopwatch Matikan stopwatch
setelah piringan berputar sebanyak 10 putaran. Catat waktu yang
tertera pada stopwatch unutk sebagai waktu putaran
TABEL PENGAMATANPanjang poros Jumlah Putaran Waktu putaran (t)
Kecepatan sudut ( )
Poros+1 cm Poros+2 cm Poros+3 cm
TEKNIK ANALISIS DATA Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan
yang berhubungan dengan dinamika rotasi
KESETIMBANGAN BENDA TEGAR Standar kompetensi :Menerapkan konsep
dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu dalam menyelesaikan
masalah. Kompetensi Dasar : Menformulasikan hubungan antara konsep
torsi, momentum sudut, dan momen inersia, berdasarkan hukum II
Newton serta penerapannya dalam
Latar BelakangFisika merupakan salah satu cabang ilmu yang dapat
diterapkan secara luas. Seringkali tidak disadari bahwa berbagai
benda yang ada disekitar bekerja dengan menggunakan prinsip dari
hukum-hukum fisika. Salah satu misalnya penerapan kesetimbangan
statik benda tegar yang dapat dijumpai pada jembatan gantung.
Gaya-gaya yang diberikan oleh kabel jembatan gantung harus
diketahui agar kabel dapat dirancang cukup kuat untuk menunjang
jembatan. Selain itu, pada gasing misalnya yang diputar dengan
puntiran. Dalam hal ini perlu diperhatikan torsi pada gasing
tersebut.
Tujuan Percobaan Menyelidiki kondisi-kondisi kesetimbangan
statis pada sistem tuas dua lengan Menentukan momen gaya sistem
tuas dua lengan berdasarkan prinsip kesetimbangan
Dasar Teori Dua syarat perlu agar benda tegar dalam
kesetimbangan statik adalah : 1. Gaya total yang bekerja pada benda
tersebut harus nolFtot ! 0
2. Torsi terhadap setiap titik harus nolX tot ! 0
Dasar TeoriF1 F1 F2
F2 (a)
(b)
Jarak tegak lurus dari sumbu rotasi terhadap garis gaya aksi
disebut lengan gaya tersebut. Hasil kali sebuah gaya dengan
lengannya dinamakan torsi .
X ! gaya v lengan.gaya
Dasar TeoriC B
w2 wB
L3
w1
L2
L1
Gambar diatas menunjukkan sebuah batang yang disetimbangkan pada
titik B dengan dan adalah berat beban gantung. Berat batang adalah
tarikan gravitasi yang bekerja pada pusat gravitasi C. kondisi
untuk kesetimbangan rotasi untuk sistem di atas adalah :
w1 L1 ! w2 L2 wB ( L3 )
Alat dan Bahan Dasar statif, 1 buah Kaki statif, 2 buah Batang
statif pendek, 1 buah Batang statif panjang, 1 buah Balok
pendukung, 1 buah Neraca pegas 1,5 N, 1 buah Beban 50 gram, 3 buah
Steker poros, 1 poros Tuas, 1 buah
Identifikasi Variabel Variabel kontrol : Berat beban (w1 dan w2)
Variabel manipulasi : Lengan beban (L1 dan L2) Lengan gaya (Lf )
Variabel respon : Gaya Pegas (F)
Prosedur KerjaPersiapan Percobaan Setelah seluruh peralatan
dipersiapkan sesuai dengan daftar di atas, rakitlah seperti pada
gambar di samping. Pasang steker poros pada balok pendukung
kemudian pasang balok pendukung pada ujung atas batang statif
Pasang tuas pada steker poros dan aturlah keseimbangannya agar anak
panah tepat menunjuk vertikal ke bawah
Prosedur KerjaKegiatan Laboratorium Pasanglah beban m1 pada
posisi 4 (6 cm dari pusat tuas) dan beban m2 pada posisi 10 (15 cm
dari pusat tuas) masing-masing di sebelah kanan titik pusat tuas
seperti pada gambar di bawah. Catat masing-masing panjang lengan
beban sebagai L1 dan L2. Pasang neraca pegas pada posisi 10 (15 cm
dari pusat tuas) di sebelah kiri titik pusat tuas. Catat sebagai
panjang lengan gaya Lf.
Prosedur KerjaL2
Lf
L1
FPegas
0
w1
w2
Tarik neraca pegas hingga terjadi keseimbangan dan bacalah
besarnya gaya (F) pada neraca pegas tersebut. Ulangi langkah 1
sampai dengan 3 dengan posisi m1, m2, dan neraca pegas yang berbeda
hingga 5 kali
Teknik Analisis Data Tabel pengamatan m1 = 50 gramNo. Urut
Kegiatan Lengan Beban 1 (L1), cm Lengan Beban 2 (L2), cm Lengan
Gaya (Lf), cm Gaya Pegas (F), N 1 2
m2 = 100 gram3 4 5
Berdasarkan hasil pengukuran, hitunglah momen gaya (torka)
masing-masing oleh beban m1, m2 dan gaya pegas F. Hitung pula momen
gaya masing-masing . Buktikan hukum kesetimbangan gaya berdasarkan
hasil perhitungan anda.
Judul Perobaan Titik Berat Benda Tegar Standar Kompetensi
Menerapkan konsep dan prinsip mekanika klasik sistem kontinu
dalam menyelesaikan masalah. Kompetensi Dasar
Menformulasikan hubungan antara konsep torsi, momentum sudut,
dan momen inersia, berdasarkan hukum II Newton serta penerapannya
dalam masalah benda tegar.
Latar BelakangPusat massa tubuh dapat berbeda untuk berbagai
posisi tubuh. Pengetahuan tentang pusat massa tubuh pada berbagai
posisi tubuh sangat membantu dalam mempelajari mekanika tubuh.
Salah satu contoh penerapannya, yakni ketika peloncat tinggi dapat
mencapai suatu posisi, dimana pusat massa peloncat ada di luar
tubuhnya, yaitu ada bawah palang, tetapi tubuh peloncat lewat di
atas palang. Ini berarti untuk suatu laju loncatan tertentu,
peloncat dapat melewati palang yang lebih tinggi walaupun pusat
massanya lebih rendah daripada palang. Teknik mengatur pusat massa
tubuh dengan mengatur posisi tubuh agar dapat melewati palang yang
lebih tinggi. Itulah sebenarnya yang dilakukan oleh seorang
peloncat tinggi. Contoh lainnya yakni kita dapat melihat pada
permainan Yudo dan permainan Akrobat.
Tujuan Percobaan Menentukan titik berat benda dan membandingkan
hasil yang diperoleh antara teori dengan praktek.
Dasar Teori Pengertian Titik BeratSetiap partikel dalam suatu
benda tegar memiliki berat. Berat keseluruhan benda adalah resultan
dari semua gaya gravitasi berarah vertical ke bawah dari semua
partikel ini, dan resultan ini bekerja melalui suatu titik tunggal
yang disebut titik berat (atau pusat gravitasi). Kita juga dapat
menyatakan titik berat sebagai suatu titik dimana resultan gaya
gravitasi partikel-partikel terkonsentrasi pada titik ini. Karena
itu, resultan torsi dari gaya gravitasi partikel-partikel pada
titik beratnya haruslah nol. Buktinya sangat mudah, tumpulah benda
tegar pada titik beratnya, maka benda berada dalam kondisi
keseimbangan statis dan tidak akan jauh.
Gambar 1.1 Konsep titik berat
Menentukan Letak Titik BeratMenentukan letak titik berat benda
homogen yang memiliki sumbu simetri seperti mistar kayu sangatlah
mudah. Sumbu simetri dari mistar kayu tepat melalui titik tengah
mistar. Ini berarti titik berat mistar kayu ada di titik tengah
mistar. Karena itulah mistar seimbang ketika ditumpu oleh jari
telunjuk kita tepat di titik tengah mistar.
Alat dan BahanKarton putih Statif Beban penyeimbang Lem, paku,
benang Gunting Mistar, pensil
Identifikasi VariabelVariabel kontrol : Variabel Manipulasi :
bentuk bangun Variabel Respon : titik berat, Z
Prosedur Kerja1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.
2. Mengambil karton tebal ukuran folio, kemudian gunting sehingga
menghasilkan bangun dengan bentuk seperti di bawah ini.
3. Membuat lubang-lubang pada bagian sudut gambar. 4.
Menjepitkan paku pada penjepit yang dipasang pada sebuah
statif.
5. Menggantungkan bangun I tersebut pada paku melalui lubang A.
6. Menghitung massa beban penyeimbang yang akan digunakan. 7.
Memasang beban penyeimbang (pemberat) yang telah dihubungkan dengan
benang pada paku tersebut (ket: beban jangan sampai tersenggol,
usahakan dalam keadaan tenang). 8. Menarik garis lurus yang dibuat
oleh benang tadi (ket: boleh ditarik garis lurus apabila benang
sudah dalam keadaan tenang).
9. Melakukan hal yang sama pada lubang yang lain sehingga
terdapat titik perpotongan dari garis garis yang dibuat oleh
benang. 10. Mengukur jarak titik itu terhadap tepi bidang dalam
arah X dan arah Y. 11. Mengulangi langkah 5 - 9 di atas pada bangun
yang lainnya. 12. Data dari percobaan diatas dimasukkan kedalam
tabel (yang dihitung hanya benda beraturan). 13. Mencatat hasil
pengamatan pada tabel.
Teknik Analisis DataI II II
JenisNo
Benda
x1
y1
x2
y2
x3
y3
x0
y0
Ket
1.
2.
3.
Menentukan titik berat (Z) dengan menggunakan persamaan :
Dimana
Referensi Tim Mata Kuliah Fisika Dasar. 2009. Penuntun Praktikum
Fisika Dasar. Makassar : Laboratorium Fisika Dasar FMIPA UNM.
Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi 3 Jilid
1. Jakarta : Erlangga
