PENUNTUN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

Oleh :

Tim Asisten Praktikum Fisika Dasar

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

BANJARBARU

2014

PERATURAN UMUM PRAKTIKUM

1. Praktikan wajib datang dan melakukan percobaan dengan jadwal waktu yang telah

ditentukan (tidak boleh terlambat).

2. Sebelum waktunya, praktikan tidak diperkenankan memasuki ruang praktikum.

3. Praktikan diwajibkan memakai pakaian rapi, sopan, memakai sepatu dan memakai jas

lab (tidak boleh memakai kaos oblong).

4. Sebelum praktikum, teori dan petunjuk praktikum harus dipahami.

5. Sebelum praktikum, praktikan wajib menyerahkan laporan pendahuluan sesuai

dengan tugas praktikum masing – masing.

6. Praktikan wajib membawa penuntun praktikum.

7. Untuk percobaan yang yang menggunakan arus listrik, jangan dulu dihubungkan

dengan arus jaringan PLN sebelum diperiksa dan disetujui oleh asisten pengawas.

8. Bila terjadi kerusakan atau kehilangan alat selama praktikum, praktikan bertanggung

jawab untuk memperbaiki atau mengganti alat tersebut.

9. Praktikan yang dibawah pengaruh minuman beralkohol dan obat – obatan terlarang

dilarang mengikuti praktikum.

10. Praktikan dilarang membawa senjata tajam selama praktikum (dalam ruang

laboratorium).

11. Selama praktikum (dalam ruang laboratorium), praktikan dilarang keras merokok,

bercanda, ribut dan berjalan-jalan.

12. Sanksi atas pelanggaran yang dilakukan adalah mutlak kewenangan tim asisten.

13. Selesai melakukan percobaan, praktikan harus membuat laporan sementara dari hasil

percobaan (tidak perlu dihitung).

14. Sesudah melakukan percobaan, praktikan harus membuat laporan akhir yang

diserahkan minggu berikutnya (1 minggu).

15. Praktikan yang tidak menyerahkan laporan akhir atau terlambat akan dikurangi

nilainya dan bila berturut-turut 2 kali tidak menyerahkan laporan, praktikan tersebut

tidak boleh mengikuti praktikum selanjutnya.

ASISTEN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

1. Supriadi H1C109030

2. Satrio Ramadhan H1C109070

3. Ema Tri Wahana H1C109021

4. M. Fajar Prawira H1C109058

5. Azhar Hanafi H1C109010

6. Nurkholis Sutrisno H1C109063

DAFTAR ISI

COVER

PERATURAN UMUM PESERTA PRAKTIKUM

PERCOBAAN I : ALAT UKUR DASAR LISTRIK

PERCOBAAN II : USAHA DAN ENERGI

PERCOBAAN III : HUKUM KIRCHOFF

PERCOBAAN IV : MUAI PANJANG ZAT PADAT

PERCOBAAN V : GAYA LORENTZ

PERCOBAAN VI : PESAWAT SEDERHANA SISTEM KATROL

BAB I

ALAT UKUR DASAR LISTRIK

1.1 Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum ini adalah mengetahui fungsi dan pemakaian alat ukur dasar listrik.

1.2 Dasar Teori

Multimeter adalah alat yang sering digunakan dalam pengukuran besaran – besaran

listrik. Multimeter sering dikenal dengan AVOmeter ( singkatan daripada Ampermeter,

Voltmeter, Ohmmeter). Multimeter terbagi jadi dua jenis, yaitu analog dan digital.

Multimeter analog menggunakan jarum penunjuk sebagai penunjuk nilai atau besarnya

satuan listrik, sedangkan multimeter digital menggunakan angka – angka sebagai

penunjuk nilai (Tipler, 2001)

Hal-hal yang perlu diperhatikan saat kita menggunakan Multimeter adalah :

1. Memperhatikan posisi jarum penunjuk

2. Menentukan letak saklar

3. Menghubungkan colokan terminal positif dan negative

4. Membaca skala

Jenis-jenis resistor adalah resistor kawat gulungan (kawat nekelin), resistor

keramik atau dari karbon yang disemprotkan pada keramik dll.

Harga resistor dapat dibaca langsung dari gelang-gelang berwarna

(empat buah gelang) biasanya disebut kode warna.

1.3 Tugas Awal

a. Apa yang dimaksud dengan arus searah dan arus bolak-balik ?

b. Kenapa untuk pengukuran tegangan harus parallel dengan R dan untuk

pengukuran arus harus seri dengan R.

c. Apa keistimewaan dari osiloskop dan apa saja kegunaannya?

1.4 Alat dan Bahan

1. Multimeter

2. Hambatan geser

3. Resistor

4. Kapasitor

1.5 Prosedur Kerja

1. Penggunaan Voltmeter Amperemeter dan Multimeter Analog / Digital :

A. Mengukur tegangan AC (arus bolak – balik)

a. Merangkai alat seperti pada gambar

b. Mengukur tegangan dan arus pada R

c. Melakukan berulang kali untuk pengukuran tegangan arus dan mengganti R

dengan harga yang lain.

B. Mengukur tegangan DC ( arus searah)

Melakukan tahap yang sama seperti arus bolak balik dengan mengganti

sumber tegangan DC.

C. Mengukur Resistor

Mengukur nilai resistor yang diberikan oleh asisten, lakukan berulang kali..

1.6 Tugas Akhir

a. Tentukan nilai R dari data pengamatan dengan menggunakan teorema sesatan,

untuk sumber tegangan AC dan DC.

b. Tentukan nilai R yang sebenarnya dengan menggunakan teori ralat.

1.7 Daftar Pustaka

R. Resnick & D. Haliday, Fisika (Terjemahan P.Silaban & E. Sucipto), Erlangga,

Jakarta, 1983.

Sutrisno, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB, 1978.

Tipler, P.A. ,“Fisika Untuk Sains dan Teknik 2 “ , Penerbit Erlangga, 2001.

BAB II

USAHA DAN ENERGI

2.1Tujuan Percobaan

1. Menentukan besar usaha yang dilakukan pada satu bidang miring

2. Menentukan besar energi potensial yang bekerja pada percobaan

2.2 Dasar Teori

Kata “usaha” atau “kerja” memiliki berbagai arti dalam percakapan sehari-hari.

Namun dalam fisika, usaha memiliki arti khusus, untuk memaparkan bagaimana

dikerahkannya gaya pada benda, hingga benda berpindah. Usaha ( W ) terjadi bila

sebuah gaya bekerja pada suatu benda dan dapat mengatasi hambatan yang ada

sehingga benda tersebut berpindah tempat atau kecepatannya berubah.

Secara matematis, usaha yang dilakukan oleh gaya yang konstan didefinisikan

sebagai hasil kali perpindahan dengan gaya yang sejajar dengan perpindahan.

Perpindahan pada balok

Persamaan matematisnya adalah :

W = F s

F adalah gaya yang sejajar dengan perpindahan dan s adalah perpindahan.

Apabila gaya konstan tidak searah dengan perpindahan, sebagaimana tampak

pada gambar di bawah, maka usaha yang dilakukan oleh gaya pada benda

didefinisikan sebagai perkalian antara perpindahan dengan komponen gaya yang

searah dengan perpindahan. Komponen gaya yang searah dengan perpindahan

adalah F cos .

Gaya konstan tidak searah dengan perpindahan

Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

2.3 Tugas Awal

1. Jelaskan pengetian usaha di dalam fisika ?

2. Tuliskan satuan usaha dalam SI dan CGS beserta dimensinya ?

3. Tuliskan perbedaan usaha dan gaya ?

2.4 Alat dan Bahan

No. Nama Alat dan Bahan Jumlah1 Dasar statif 1 buah2 Batang statif panjang 1 buah3 Jepit penahan 1 buah4 Balok penahan 1 buah5 Katrol kecil (Ǿ 50 mm) 2 buah6 Steker perangkai 1 buah7 Bidang miring 1 buah

2.5 Prosedur Percobaan

1. Rakit statif sesuai gambar

Gambar Sistem percobaan Usaha dan energi

2. Rakit bidang miring pada balok penahan menggunakan jepit penahan.

3. Tentukan berat kedua katrol + seteker perangkai ( w = mg).catat hasil pengamatan

pada tabel.

4. Kaitkan katrol pada dinamometer dan taruh diatas bidang miring.

5. Atur ketinggian bidang miring (mulai dari h=30 cm).

6. Amati gaya yang terjadi (FR) pada dinamometer dan catat hasilnya pada tabel.

7. Lepaskan dinamometer dari katrol dan taruh katrol diatas bidang miring yang

paling atas (ketinggian diatas bidang horizontal h = 30 cm). Lepaskan katrol agar

menggelincir pada bidang miring hingga sampai pada bidang horizontal ( di titik

B pada gambar 2). Usaha yang dilakukan gaya FR= FR .l (l = panjang bidang

miring = 100 cm ).

8. Isikan nilai usaha = FR .l pada tabel pengamatan dan lengkapi pula harga w.h.

9. Ulangi langkah 4 sampai 8 dengan mengubah ketinggian (h) bidang miring sesuai

table di bawah.

10. Ulangi langkah 3 sampai 9 setelah menambah dua beban pada katrol.

Gambar Sistem pada percobaan

Tabel pengamatan Tanpa tambahan beban.

Tinggi h (m) w (N) w.h(Joule) FR(N) Usaha=FR . l(Joule)

0,3

0,4

0,5

Tabel pengamatan Dengan tambahan beban.

Tinggi h (m) w (N) w.h(Joule) FR(N) Usaha=FR . l(Joule)

0,3

0,4

0,5

2.6 Tugas Setelah Percobaan

1. Tuliskan faktor apa saja yang mempengaruhi besar usaha pada percobaan ini ?

2. Adakah perbedaan antara nilai usaha yang didapat dari rumus w.h dan FR.l ?

3. Tuliskan kesimpulan dari percobaan ini ?

2.7 Daftar Pustaka

R. Resnick & D. Haliday, Fisika (Terjemahan P.Silaban & E. Sucipto), Erlangga,

Jakarta, 1983.

Sutrisno, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB, 1978.

BAB III

HUKUM KIRCHOFF

3.1 Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum kali ini adalah menyelidiki hubungan arus datang dan arus

pergi pada suatu percabangan.

3.2 Dasar Teori

Hukum I kirchhoff berbunyi sebagai berikut. “ Pada rangkaian listrik bercabang,

jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus

yang keluar dari titik itu”

Aturan Kirchhoff yang pertama adalah suatu pernyataan tentang kekekalan

muatan listrik. Semua muatan yang memasuki titik tertentu dalam sebuah rangkaian

harus keluar dari titik tersebut karena muatan tidak dapat bertambah pada sebuah titik.

Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai:

Hukum Kirchoff I atau biasa disebut Hukum Titik Cabang didasarkan pada

kekuatan muatan yang telah digunakan untuk menurunkan Resistor parallel. Hokum ini

menyatakan bahwa pada setiap titik cabang jumlah semua arus yang masuk cabang

harus sama dengan semua arus yang keluar. Hukum titik cabang Kirchoff didasarkan

pada kekekalan muatan. Muatan yang dimasuki sebuah titik cabang harus keluar tidak

ada yang hilang atau diambil (Giancoli, 2001)

Hukum Kirchoff II atau juga disebut hokum loo didasarkan pada kekekalan

energy. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah perubahan potensial mengelilingi

lintasan tertutup pada suatu rangkain haruslah nol (Giancoli, 2001)

3.3 Tugas Pendahuluan

1. Dari gambar berikut, (bila perlu dengan memasang amperemeter) pada masing-

masing cabang buktikan bahwa ∑I masuk = ∑I keluar :

a.

b.

3.4 Alat dan Bahan

1. Catu Daya

2. Kabel penghubung

3. Papan Rangkaian

4. Jembatan Penghubung

5. Hambatan 47 Ω

6. Hambatan 56 Ω

7. Hambatan 100 Ω

8. Sakelar satu Kutub

10. Pemegang Lampu dan Bola Lampu Pijar

11. Basic Meter 90

3.5 Prosedur Kerja

1. Menyusun rangkaian seperti ada gambar 1

2. Hidupkan catu daya.

3. Tutup sakelar (posisi 1).

4. Amati lampu dan simpangan jarum amperemeter. Bila jarum amperemeter diam

(lampu padam), buka (matikan) saklar dan periksa kembali rangkaiannya. Setela

lampu dapat menyala, baca kuat arus I1 pada ameremeter dan catat.

5. Matikan saklar (posisi 0), tukarkan tempat kedudukan kabel amperemeter dengan

penghubung jembatan C.

6. Ulangi langkah 2 – 3 untuk mengetahui kuat arus I2.

7. Lakukan seperti langkah 4, yakni menukarkan penghubung jembatan D, E, F dan G

dengan kedua kabel basic meter untuk menentukan kuat arus I3, I4, I5, dan I6.

Catatan : Utk titik P : I1 disebut arus masuk (datang); I2 dan I3 disebut arus keluar

(pergi)

Utk titik Q : I3 dan I5 disebut arus masuk (datang); I6 disebut arus keluar (pergi)

Tabel Hasil Pengamatan

3.6 Tugas Akhir

1. Perhatikanlah rangkaian listrik berikut ! Tentukanlah besarnya kuat arus yang

mengalir pada I5, Jika besarnya kuat arus yang mengalir pada I1 = 15 A, I2 = 4 A, I3 =

5A, I4 = 3 A ?

2. Perhatikanlah suatu rangkaian listrik seperti tampak pada gambar 4! Kuat arus

IR = 2 A, IX = 1,33 A. Berapakah besar dan arah kuat arus IY?

3.7 Daftar Pustaka

R. Resnick & D. Haliday, Fisika (Terjemahan P.Silaban & E. Sucipto), Erlangga,

Jakarta, 1983.

Sutrisno, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB, 1978.

BAB IV

MUAI PANJANG ZAT PADAT

4.1 Tujuan Praktikum

1. Menentukan koefisien muai panjang beberapa jenis logam

2. Dapat mengukur seberapa besar pertambahan panjang beberapa logam apabila dipanaskan

4.2 Dasar Teori

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.

Muai panjang berbagai zat padat diselidiki dengan alat Musschenbrock. Dengan alat ini

ditemukan bahwa muai panjang zat padat bergantung pada tiga faktor:

panjang awal (lo) : makin besar panjang awal, maka makin besar muai panjang

kenaikan suhu (DT) : makin besar kenaikan suhu, maka makin besar muai panjang jenis bahan.

Pemuaian zat cair mengikuti bentuk wadahnya sehingga zat cair hanya mengalami

muai volume saja. Muai volume zat cair juga bergantung pada jenis zat cair, yang

dinyatakan oleh besaran koefisien muai volumnya. Telah diketahui bersama bahwa

kenaikan suhu yang sama, volume alkohol lebih besar daripada muai volume raksa.

Termometer raksa menunjukkan bahwa untuk kenaikan suhu yang sama, muai

volume zat cair (raksa) lebih besar daripada muai volume zat padat (pipa kapiler dari

kaca). Dalam keseharian, jika teko berisi air hampir penuh dipanaskan, maka ketika

mendidih sebagian air tumpah dari teko.

Masalah pemuaian zat dapat kita lihat dapat kehidupan sehari-hari, misalnya

retaknya gelas tebal ketika diisi air mendidih. Ini karena sisi dalam gelas memuai lebih

dahulu daripada sisi luarnya. Beberapa cara untuk mengatasi masalah-masalah yang

disebabkan oleh pemuaian zat adalah: (1) ukuran bingkai kaca lebih besar daripada

ukuran kaca, (2) sambungan antara dua batang rel diberi celah, (3) salah satu ujung

jembatan yang memuai diberi celah, (4) sambungan antara dua lintasan jalan beton diberi

celah, (5) kawat telepon atau kawat listrik dibiarkan kendor pada hari panas agar tidak

putus ketika menyusut pada hari dingin.

Manfaat pemuaian zat dalam kehidupan sehari-hari antara lain: (1) termometer zat

cair (raksa dan alkohol), (2) termometer gas, (3) pengelingan pelat logam, (4)

pemasangan roda pada ban baja lokomotif atau pemasangan bingkai besi pada roda

sado/pedati.

Keping bimetal adalah dua keping logam yang berbeda koefisien muai panjang

dikeling menjadi satu. Jika dipanaskan, keping melengkung ke arah yang koefisien

muainya lebih kecil dan jika didinginkan, keping melengkung ke arah logam yang

koefisien muainya lebih besar. Sifat pelengkungan keping bimetal yang peka terhadap

perubahan suhu dimanfaatkan pada saklar termal, termostat bimetal, dan lampu rem

mobil.

4.3 Tugas Pendahuluan

1. Berikan contoh pemuaian zat padat pada kehidupan sehari-hari ?

2. Manfaat pemuaian zat dalam kehidupan sehari-hari ?

3. Jelaskan korelasi antara panjang benda (objek) dan kenikan suhu terhadap muai

panjang zat padat ?

4.4 Alat dan Bahan yang digunakan

4.1.

4.1.

4.5 Persiapan Percobaan dan Prosedur Kerja :

A. Persiapan Percobaan

1. Siapkan alat / bahan yang digunakan.

2. Rakit dasar statif, batang statif pendek dan panjang, klem universal dan bosshead

sehingga membentuk rangkaian sesuai gambar 1.

NoNama Alat /Bahan JumlahUru

t10 Pembakar Spritus 111 Selang Silikon 112 Selang Plastik 113 Pipa Baja 114 Pipa Tembaga 115 Pipa Aluminium 116 Sumbat Karet Besar 1 Lubang 117 Tatakan Gelas (siapkan sendiri) 1

18 Air (siapkan sendiri)Secukupny

a

NoNama Alat /Bahan Jumlah

Urut1 Dasar Statif 22 Batang Statif Panjang 13 Batang Statif Pendek 14 Klem Universal 15 Klem Bosshead 26 Penggaris Logam 17 Petunjuk Khusus 18 Penyambung Selang 19 Labu Erlen Meyer 1

3. Tuangkan air ± 25 mlkedalam labu Erlenmeyer, kemudian rakit labu itu pada

klem universal. Tnacapkan penyambung selang rapat-rapat ke lubang sumbat

karet dan tutupkan rapat-rapat sumbat itu kedalam labu Erlenmeyer. Pasang

(tancapkan) petunjuk statif khusus pada statif B.

B. Prosedur Kerja

1. Jepitkan ujung pipa baja ke pegas jepit pada petunjuk khusus dan ujung lain pada

klem bosshead yang bawah pada batang statif vertikal. Tancapkan ujung selang

silicon pada penyambung batang selang dan ujung yang lain keujung pipa baja.

Tancapkan pula ujung selang plastik keujung pipa baja yang bawah dan siapkan

tatakan gelas (di ujung lain dari selang) untuk menampung air (lihat gambar 3.).

2. Letakkan penggaris logam diatas meja, tepat dibawah jarum petunjuk khusus.

3. Letakkan pembakar spritus tepat dibawah labu Erlenmeyer. Nyalakan pembakar

spritus dan atur posisi labu Erlenmeyer sehingga memperoleh pemanasan yang

optimal.

4. Setelah air mulai mendidih, amati gerak jarum penunjuk khusus.

5. Amati nilai (angka) yang ditunjukkan jarum penunjuk khusus pada posisi terakhir

dan catat hasil pengamatan kedalam table.

6. Matikan api pembakaran spritus, lepaskan pipa baja dari rangkaian dan dinginkan

pipa tersebut.

7. Ulangi langkah 1. Sampai dengan 6. Untuk pipa tembaga dan pipa aluminium.

8. Kemasi alat dan bahan, selesaikan seluruh isian table, kemudian, diskusikan

seluruh isian table untuk menarik kesimpulan.

Tabel Hasil Pengamatan

Jenis LogamPosisi Jarum Penunjuk Perubahan Panjang

LogamKeadaan Awal Keadaan AkhirBaja 20 cm …………….cm …………….cmTembaga 20 cm …………….cm …………….cmAluminium 20 cm …………….cm …………….cm

4.6 Tugas Akhir

4.7 Daftar Pustaka

R. Resnick & D. Haliday, Fisika (Terjemahan P.Silaban & E. Sucipto), Erlangga,

Jakarta, 1983.

Sutrisno, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB, 1978.

BAB V

GAYA LORENTZ

5.1 Tujuan praktikum

Menyelidiki gaya Lorentz yang timbul pada penghantar berarus listrik dalam

medan magnetic.

5.2 Dasar Teori

Jika arus listrik mengalir dari A ke B ternyata pita dari alumunium foil

melengkung ke atas , ini berarti ada sesuatu gaya yang berarah keatas akibat adanya

medan magnet homogen dari utara ke selatan. Gaya ini selanjutnya disebut sebagai

gaya magnetic atau gaya Lorentz . Jika arus listrik dibalik sehingga mengalir dari B

ke A, ternyata pita dari alumunium foil melengkung ke bawah. Jika arus listrik

diperbesar maka alumunium foil akan melengkung lebih besar. Ini berarti besar dan

arah gaya Lorentz tergantung besar dan arah arus listrik.

Karena gaya Lorentz ( FL ) , arus listrik ( I ) dan medan magnet ( B ) adalah besaran

vector maka peninjauan secara matematik besar dan arah gaya Lorentz ini hasil

perkalian vector ( cros-product ) dari I dan B.

FL = I x B

Besarnya gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus FL = I.B sinθ

Rumus ini berlaku untuk panjang kawat 1 meter. Perhitungan diatas adalah gaya

Lorentz yang mempengaruhi kawat tiap satuan panjang. Jadi jika panjang kawat = ℓ ,

maka besar gaya Lorentz dapat dihitung dengan rumus :

FL = I . ℓ . B . Sin θ

FL = gaya Lorentz dalam newton ( N )

I = kuat arus listrik dalam ampere ( A )

ℓ = panjang kawat dalam meter ( m )

B = kuat medan magnet dalam Wb/m2 atau tesla ( T )

θ = sudut antara arah I dan B

5.3 Tugas Awal

a. Apa yang dimaksud gaya Lorenzt?

b. Jelaskan cara penggunaan kaidah tangan kanan!

c. Apakah perbedaan antara gaya Lorentz dan gaya magnetic?

5.4 Alat dan Bahan

1. Catu Daya

2. Kabel Penghubung

3. Papan Rangkaian

4. Jembatan Penguhubung

5. Steker Perangkai

6. Jepit Steker

7. Basic meter 90

8. Magnet Batang Alnico

9. Saklar satu kutub

10. Kawat tembaga

5.5 Prosedur Kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan

2. Rangkai alat seperti pada gambar di bawah ini :

3. Hidupkan catu daya.

4. Tutup saklar, amati arah medan magnet di daerah kawat tembaga, arah arus

listrik, arah gerak kawat tembaga serta kuat arus yang di perlihatkan oleh

amperemeter. Catat dalam table.

5. Perbesar arus dengan mengubah tegangan catu daya menjadi 6 VDC.

6. Ulangi langkah 2

7. Matikan catu daya, ubah arah arus dengan menukar kedudukan kedua kabel

catu daya.

8. Ulangi langkah 3 -7.

9. Matikan Catu daya, ubah jenis kutub magnet yang berada di bawah kawat

tembaga (dengan cara magnet diputar 180o).

10. Ulangi langkah 3 – 9.

11. Kemasi semua alat yang suda selesai di pakai dengan rapi.

Tabel Hasil Pengamatan

5.6 Tugas Akhir

1. Sebuah kawat berarus listrik I = 2 A membentang horizontal dengan arah arus

dari utara ke selatan, berada dalam medan magnet homogen B = 10 – 4 T

dengan arah vertikal ke atas. Bila panjang kawatnya 5 meter dan arah arus

tegak lurus arah medan magnet. Berapa besar dan arah gaya Lorentz yang

dialami oleh kawat ?.

2. Seutas kawat lurus yang terletak di equator diarahkan sejajar dengan bumi

sepanjang arah timur-barat. Induksi magnetic dititik itu horizontal dan

besarnya 6.10-5 T. Jika massa persatuan panjang kawat 5.10-3 kg/m dan g =

10 m/s2, berapa arus yang mengalir di dalam kawat supaya besar gaya yang

dialaminya seimbang dengan berat kawat ?

3. Buatlah kesimpulan dari percobaan ini.

5.7 Daftar Pustaka

R. Resnick & D. Haliday, Fisika (Terjemahan P.Silaban & E. Sucipto), Erlangga,

Jakarta, 1983.

Sutrisno, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB, 1978.

BAB VI

PESAWAT SEDERHANA SISTEM KATROL

6.1 Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum kali ini adalah menyelidiki keuntungan mekanik system katrol.

6.2 Dasar Teori

Pesawat sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan satu

gaya untuk bekerja. Kerja terjadi sewaktu gaya diberikan dan menyebabkan gerakan

sepanjang suatu jarak tertentu. Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah

kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan, walaupun demikian

jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan

menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain,

peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara keduanya

disebut keuntungan mekanik.

Titik berat merupakan titik dimana benda akan berada dalam keseimbangan rotasi

(tidak mengalami rotasi). Pada saat benda tegar mengalami gerak translasi dan rotasi

sekaligus, maka pada saat itu titik berat akan bertindak sebagai sumbu rotasi dan lintasan

gerak dari titik berat ini menggambarkan lintasan gerak translasinya.

Bidang miring adalah suatu permukaan datar yang memiliki suatu sudut, yang

bukan sudut tegak lurus, terhadap permukaan horizontal. Penerapan bidang miring dapat

mengatasi hambatan besar dengan menerapkan gaya yang relatif lebih kecil melalui jarak

yang lebih jauh, dari pada jika beban itu diangkat vertikal. Dalam istilah teknik sipil,

kemiringan (rasio tinggi dan jarak) sering disebut dengan gradien. Bidang miring adalah

salah satu pesawat sederhana yang umum dikenal.

Katrol adalah suatu roda dengan bagian berongga di sepanjang sisinya untuk

tempat tali atau kabel. Katrol biasanya digunakan dalam suatu rangkaian yang dirancang

untuk mengurangi jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mengangkat suatu beban.

Walaupun demikian, jumlah usaha yang dilakukan untuk membuat beban tersebut

mencapai tinggi yang sama adalah sama dengan yang diperlukan tanpa menggunakan

katrol. Besarnya gaya memang dikurangi, tapi gaya tersebut harus bekerja atas jarak

yang lebih jauh. Usaha yang diperlukan untuk mengangkat suatu beban secara kasar

sama dengan berat beban dibagi jumlah roda. Semakin banyak roda yang ada, sistem

semakin tidak efisien karena akan timbul lebih banyak gesekan antara tali dan roa. Katrol

adalah salah satu dari enam jenis pesawat sederhana.

Prinsip kerja katrol adalah mengubah arah gaya sehingga kerja yang dilakukan

menjadi lebih mudah. Berdasarkan jumlah katrol yang digunakan, pesawat sederhana

dibedakan menjadi sistem katrol tunggal, sistem katrol ganda, dan sistem katrol banyak

(takal). Selain itu, sistem katrol juga dapat dibedakan berdasarkan geraknya, yaitu katrol

tetap dan katrol bebas. Pada sistem katrol tetap, katrol tidak dapat begerak naik turun,

tetapi hanya berputar pada porosnya. Sedangkan, pada sistem katrol bebas, selain

berputar pada porosnya katrol pun dapat bergerak naik turun.

6.3 Tugas Awal

1. Jelaskan prinsip kerja Katrol ?

2. Jelaskan hubungan antara jarak dengan besaran gaya terhadap sistem kerja pesawat

sederhana sistem katrol ?

3. Sebutkan gaya-gaya yang bekerja pada percobaan kali ini ?

6.4 Alat dan Bahan

6.5 PERSIAPAN dan PROSEDUR PERCOBAAN

A. Persiapan

1. Siapkan alat dan bahan yang digunakan.

2. Rangkailah dasar statif, kaki statif, batang statif pendek dan panjang seperti

gambar 1.

NoNAMA ALAT/BAHAN JUMLAH

Urut9 Beban (50 gr) 5

10 Jepit Penahan 111 Roda Katro, Ø 50 mm 212 Roda Katro, Ø 100 mm 213 Betang Perangkai 214 Pengait Beban 215 Neraca Empat Lengan (311 gr) 1

No.NAMA ALAT/BAHAN JUMLAH

Urut1 Dasar Statif 12 Kaki Statif 13 Batang Statif Pendek 24 Batang Statif Panjang 15 Penyambung Batang Statif 16 Balok Pendukung 27 Dinamometer 1,5 N 18 Tali Pada Roda (tali nilon) 1

3. Gabungkan roda katrol besar (100 mm) dan kecil (50 mm) dengan memakai

batang perangkai sehingga membentuk 2 pasang gabungan katrol C dan D, lalu

pasang pengait beban pada masing-masing gabungan katrol sesuai gambar 2.

4. Tancapkan poros roda katrol besar dari gabungan C pada balok pendukung P dan

roda kecil dari bagian D pada balok pendukung Q.

5. Ikatkan ujung tali pada pengait diatas, lalu lilitkan tali melalui pengait katrol kecil

yang bawah dan atas, kemudian ujungnya diikatkan pada pengait dynamometer.

Selanjutny dynamometer dihubungkan dengan dasar statif dengan memakai jepit

penahan, sesuia dengan gambar 3.

6. Lepaskan katrol kecil bawah dari balok pendukung Q dan biarkan katrol

tergantung bebas. Singkirkan atau turunkan balok pendukung Q kedasar statif.

B. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Amati dan baca gaya kuasa F yang ditunjukkan oleh skala pada dynamometer.

2. Lepaskan beban B dari rangkaian. Kemudian ukurlah massa beban B dengan

memakai neraca empat lengan (311 gr). Untuk menentukan gaya beratnya,

gunakan rumus B = m x g. Dalam hal ini, gunakan nilai gravitasi (g) = 10 m/s2.

3. Ulangi lagkah 1 sampai langkah 2 dan setiap kali selalu menambahkan beban

sesuai dengan isian dalam tabel hasil pengamatan.

4. Kemasi semua alat dan bahan yang telah digunakan serta lengkapi seluruh isian

table dan diskusikan untuk memperoleh kesimpulan.

Tabel Hasil Pengamatan

Beban BGaya Kuasa Massa Beban Bera Beban Keuntungan

(F) (m) (B= m.g) Mekanik (B/F)

Gabung katrol bawah + 1 Beban ……………….. N ……………….. Kg ……………….. N ………………..

Gabung katrol bawah + 2 Beban ……………….. N ……………….. Kg ……………….. N ………………..

Gabung katrol bawah + 3 Beban ……………….. N ……………….. Kg ……………….. N ………………..

Gabung katrol bawah + 4 Beban ……………….. N ……………….. Kg ……………….. N ………………..

Gabung katrol bawah + 5 Beban ……………….. N ……………….. Kg ……………….. N ………………..

6.6. Tugas Akhir

6.7 Daftar Pustaka

R. Resnick & D. Haliday, Fisika (Terjemahan P.Silaban & E. Sucipto), Erlangga,

Jakarta, 1983.

Sutrisno, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB, 1978.