329837744-push-up.docx

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM BIOFISIKA

PUSH-UP

Disusun oleh: Kelompok 7 Ani Nurhidayati

13312241014

Hannik Hedayati

13312241023

Agustina Martha Eristya

13312244027

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2016

PUSH UP A. TUJUAN PERCOBAAN Menghitung gaya reaksi lantai pada telapak tangan ketika seseorang melakukan push-up

B. DASAR TEORI Ketika seseorang melakukan push-up pada lantai, seperti dalam Gambar 1.

Gambar 1. Gaya pada saat push-up

Tangan orang tersebut menekan pada lantai dengan gaya tertentu. Pada aktivitas ini berlaku hukum ke III Newton yang berbunyi “ Ketika dua benda berinteraksi, gaya pada kedua benda yang berasal dari satu sama lain selalu selalu sama magnitudonya dan berlawanan arah “(Halliday,2005:109). Kemudian menurut Hewitt (2007: 45), We can call one force the action force, and we can call the other the reaction force. The important thing is that they are coequal parts of a single interaction and that neither force exists without the other. Action and reaction forces are equal in strength and opposite in direction. They occur in pairs, and they make up a single interaction between two things. Titik tekan dari pernyataan tersebut adalah gaya pertama disebut gaya aksi dan gaya yang lain disebut gaya reaksi. Gaya aksi sama besarnya dengan gaya reaksi serta memiliki arah yang berlawanan. Gaya-gaya tersebut terjadi secara berpasangan dan membuat interaksi tunggal diantara dua benda dan tidak akan ada satu gaya yang muncul jika tidak ada gaya lainya. Sehingga menurut hukum ketiga Newton, lantai memberikan reaksi ke atas dengan gaya yang sama, misalnya F. Gaya reaksi ini bekerja pada orang tersebut . sehingga dapat dirumuskan debagai berikut:

Faksi = -Freaksi Dalam gerakan push-up berlaku juga kesetimbangan gaya dan torka. Menurut Halliday (2005:333), persyaratan agar benda menjadi setimbang adalah:

1. Jumlah vector semua gaya eksternal yang bekerja pada benda harus nol. 2. Jumlah vector semua torsi eksternal yang bekerja pada benda diukur disekitar titik yang mungkin harus nol (titik kesetimbangan). Karena manusia termasuk kategori benda tegar, benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk bila gaya dikerjakan pada benda tersebut. Benda tegar akan melakukan gerak translasi apabila gaya yang diberikan pada benda tepat mengenai suatu titik yang disebut titik berat. Titik berat merupakan titik dimana benda akan berada dalam keseimbangan rotasi( tidak mengalami rotasi) (Giancoli, Douglas C., 2001). Menurut Davidovits (2008:2), The center of gravity (c.g.) of an erect person with arms at the side is at approximately 56% of the person’s height measured from the soles of the feet. Titik tekan dari pernyataan tersebut adalah pusat gravitasi yang menjadi titik kesetimbangan tubuh manusia dalam posisi tegak kira-kira 56 % dari tinggi orang tersebut dan diukur dari telapak kaki, sehingga posisinya berada di sekitar pusar. Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini

Gambar 2. pusat gravitasi manusia

Sumber : Davidovits, 2008 : 2

Dengan menggunakan syarat kesetimbangan torka, kita dapat menghitung gaya reaksi F. Misalkan massa orang itu adalah m, jarak antara telapak kaki sampai pusat berat adalah L1, jarak antara telapak kaki sampai telapak tangan adalah L2. Gaya merupakan suatu besaran yang menyebabkan benda bergerak. Gaya juga bisa diartikan sebagai dorongan atau tarikan yang akan mempercepat atau memperlambat gerak suatu benda.Pada aktivitas push up ini gaya-gaya yang bekerja antara lain: 1. Gaya berat Gaya berat adalah magnitude gaya neto yang diperlukan untuk mencegah benda mengalami gaya jatuh bebas, yang diukur seseorang di atas permukaan bumi. Berat suatu benda adalah sama dengan magnitude gaya gravitasi Fg pada benda. Besarnya gaya berat dapat dicari menggunakan persamaan W

= mg

W

= gaya berat (N)

M

= massa benda (kg)

G

= percepatan gravitasi (m/s2)

2. Gaya normal Gaya normal (N) adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. Dengan kata lain ketika benda menekan suatu permukaan, permukaan (bahkan yang terlihat keras sekalipun) berubah bentuknya dan mendorong benda tersebut dengan gaya normal N yang arahnya tegak lurus terhadap permukaan.

Gambar 3. Gaya normal

C. METODE PERCOBAAN a. Tempat dan waktu percobaan Tempat

: laboratorium IPA 2 FMIPA UNY

Waktu

: 16 Maret 2016

b. Alat dan Bahan Alat:

Bahan:

Neraca

Naracoban

Meteran (Alat Pengukur Panjang)

c. Langkah kerja

menimbang massa badan menggunakan timbanagn dan menghitung berat badan dengan g = 9.8 m/s2

mengukur jarak pusat massa misalnyapusar sampai pada telapak kaki

mengukur jarak antara telapak tangan penopang sampai telapak kaki pada posisi gaya pada saat push-up

memulai puuhs-up dan praktikan lain mengukur ketinggian rata-rata tubuh naracoban terangkat

mengulangi prosedur kerja dengan naracoban yang berbeda

D. DATA HASIL PERCOBAAN

NO Praktikan

mb (

Wb

kg)

(N)

L1 (m)

L2 (m)

H

Freaksi

(m)

(N)

1

Ani

58

568,4

0,975

1,18

0.22

421,4

469,65

2

Hannik

43

421,4

0,930

1,29m

2.25

254,3

303,80

3

Agustina

48

470,4

0,900

1,09m

0.25

333, 2

388,40

Keterangan : mb

: massa benda (kg)

wb

: berat benda (n)

L1

: jarak antara pusar sampai telapak kaki (m )

L2

: mengukur jarak antara telapak tangan penopang sampai telapak kaki (m)

h

: ketinggian rata-rata terangkatnya tubuh

g

: 9.8 m/s2

E. ANALISIS DATA a. Menghitung berat naracoban Rumus :

1. Ani wb = mb x g = 58 x 9,8 = 568,4 N 2. Hannik wb = mb x g = 43 x 9,8 = 421,4 N 3. Agustina

wb = mb x g = 48 x 9,8 = 470,4 N b. Menghitung gaya reaksi F ∑Ʈ = 0 wb . L1 – F. L2 = 0 𝐹=

𝑤𝑏 . 𝐿1 𝐿2

1. Ani 𝐹=

568,4 𝑥 0,975 1,18

= 469,6 N 2. Hannik 𝐹=

421,4 𝑥 0,930 1,29

= 303,8 N 3. Agustina 𝐹=

470,4 𝑥 0,900 1,09

= 388,4 N

c. Menghitung usaha (W) 1. Ani W =Fxh = 469,6 x 0,22 = 103,31 Nm 2. Hannik W =Fxh = 303,8 x 0,25 = 75,95 Nm 3. Agustina W =Fxh = 388,4 x 0,25 = 97,1 Nm

F. PEMBAHASAN Percobaan ini berjudul “Push-up” yang mempunyai tujuan untuk menghitung gaya reaksi lantai pada telapak tangan ketika seseorang melakukan push-up. Adapun alat dan bahan yang digunakan neraca dan meteran (alat pengukur panjang). Neraca digunakan untuk mengukur massa dari praktikan, dan meteran digunakan untuk mengukur panjang dalam satuan meter. Dalam percobaan ini, meteran digunakan untuk mengukur panjang antara pusar sampai telapak kaki (m), mengukur jarak antara telapak tangan penopang sampai telapak kaki (m), dan mengukur ketinggian saat terangkatnya tubuh praktikan ketika mealakukan push-up. Prosedur kerja atau langkah percobaan yang dilakukan yaitu pertama menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. Lalu menimbang massa badan dari praktikan, praktikan yang melakukan percobaan ini ada tiga orang praktikan yang mempunyai massa badan yang berbeda-beda. Setelah diketahui massa badan dari masing-masing praktikan, menghitung gaya berat praktikan dengan mengacu pada nilai percepatan gravitasinya yang digunakan yaitu g = 9,8 m/s2. Kemudian mengukur jarak antara pusat massa pratikan yaitu pada pusar sampai telapak kaki, mengukur jarak antara telapak tangan ketika posisi push-up sampai telapak kaki, lalu melakukan push-up. Hasil yang diperoleh setelah melkukan percobaan push-up tersebut dapat dilihat pada tabel. No

Praktikan

mb (kg)

Wb (N)

L1 (m)

L2 (m)

h (m)

F percb.

1

Ani

58

568,4

0,975

1,18

0,22

421,4

2

Hannik

43

421,4

0,930

1,29

0,25

254,3

3

Agustina

48

470,4

0,960

1,09

0,25

333, 2

Dapat terlihat pada tabel, bahwa ketika massa badan praktikan semakin besar maka gaya berat yang ditimbulkan juga akan semakin besar. Seperti ditegaskan pada hukum Newton yang ketiga yang berbunyi, “ketika dua benda berinteraksi, gaya pada kedua benda yang berasal dari satu sama lain selalu selalu sama magnitudonya dan berlawanan arah “(Halliday, 2005:109). Jadi ada dua benda yang berinteraksi disini, yaitu badan dari praktikan dan lantai yang arahnya berlawanan yang menimbulkan gaya yang selalu sama, sehingga semakin besar massa badan praktikan, semakin besar juga gaya berat yang

ditimbulkan tetapi dalam arah yang berlawanan. Gaya yang berikan oleh praktikan terhadap lantai (ke bawah) dinamakan gaya aksi dan lantai juga akan menghasilkan gaya berlawanan (keatas) dengan besar yang sama yang dinamakan gaya reaksi. Sehingga didapatkan rumusan, Faksi = -Freaksi.

Gambar 1. Gaya pada saat push-up Suatu gaya akan terjadi apabila ada sedikitnya dua benda yang saling berinteraksi satu sama lain. Pada saat interaksi ini, gaya-gaya selalu berpasangan. Ketika tangan praktikan menekan ke lantai dengan gaya tertentu maka lantai kan memberikan reaksi ke atas dengan gaya yang sama, yaitu F. Dalam gerakan push-up berlaku juga kesetimbangan gaya dan torka. Manusia merupakan kategori benda tegar, suatu benda tegar akan melakukan gerak translasi apabila gaya yang diberikan pada benda tepat mengenai suatu titik yang disebut titik berat. Pada kesetimbangan torka memiliki salah satu ciri yaitu pusat

gaya gravitasi dari suatu benda tegar merupakan titik

kesetimbangan. Karena benda berada dalam kesetimbangan, total torsi terhadap titik apa pun juga nol. Untuk suatu benda yang berada dalam keseimbangan, baik jumlah gaya maupun jumlah torsi yang bekerja pada benda secara terpisah menjadi nol. Jika total torsi tidak nol, benda tidak seimbang dan akan berotasi dalam pengertian total torsi yang tidak nol beraksi padanya. Penggunaan pripsip kesetimbangan torsi pada praktikum ini, dapat digunakan untuk menghitung gaya reaksi lantai pada telapak tangan ketika seseorang sedang push-up. Perhitungan Στ = 0, atau total torsi adalah nol, maka akan diperoleh 𝑤𝑏. 𝐿1 − 𝐹. 𝐿2 = 0 karena total torsi adalah nol. Untuk mencari gaya reaksi lantai pada telapak tangan untuk masing-masing praktikan dapat diperoleh dengan rumus 𝐹 =

𝑤𝑏.𝐿1 𝐿2

. Namun pada praktikum

ini, praktikan membandingkan besarnya gaya reaksi yang diperoleh dari percobaan langsung dengan menggunakan timbangan juga melalui perhitungan. Ketika menggunakan

timbangan, caranya yaitu praktikan berada pada posisi push-up, tetapi kedua telapak tangan praktikan tidak berada di lantai melainkan berada di atas timbangan. Timbangan yang digunakan yaitu timbangan manual. Lalu melihat angka yang ditunjuk pada timbangan ketika berada pada posisi push-up. Setelah itu dihitung, didapatkan hasil perhitungan F percobaan. Untuk secara perhitungan digunakan rumus, F=

𝑊𝑏.𝐿1 𝐿2

Setelah dilakukan perhitungan, ternyata hasil yang diperoleh sedikit berbeda atau terdapat perbedaan angka. Perbandingan perbedaan hasil secara percobaan dan perhitungan dapat dilihat pada tabel berikut, Praktikan

F percobaan

F perhitungan

Ani

421,4

469,6

Hannik

254,3

303,8

Agustina

333, 2

388,4

Pada tabel tersebut dapat terlihat perbedaan antara F percobaan dan F perhitungan dari ketiga praktikan yang melakukan percobaan. Akan tetapi hanya sedikit perbedaan atau selisih angka antara F percobaan dan F perhitungan. Hal ini dikarenakan, ketika melakukan push up dengan telapak tangan di atas timbangan, kekuatan menakan berbeda dengan ketika push up dengan telapak tangan berada di lantai. Dan posisi push up juga berbeda. Jika dilihat dari massa tubuh praktikan yang berbeda-beda, ani yang memiliki massa tubuh terbesar yaitu 58 kg juga memiliki F reaksi yang paling besar yaitu 469,6 N. Hal ini juga dapat teramati pada praktikan Hannik yang memiliki massa tubuh 43 kg, mendapatkan gaya reaksi paling kecil yaitu 303,8. Hasil tersebut juga membuktikan bahwa ketika gaya yang diberikan seseorang terhadap sesuatu besar, maka gaya yang diterima oleh seseorang tersebut juga besarnya sama. Sehingga berlaku hukum Newton yang ketiga yaitu F aksi = F reaksi yang besarnya sama. Selain adanya gaya reaksi yang diberikan ketika praktikan memberikan gaya aksi pada saat posisi push-up, pada praktiikum ini juga dihitung besarnya usaha yang dilakukan gaya reaksi setiap kali mengangkat tubuh praktikan ketika melakukan push-up sampai ketinggian tertentu. Praktikan

h (m)

W (Nm)

Ani

0,22

103,3

Hannik

0,25

75,95

Agustina

0,25

97,1

Dapat terlihat pada tabel di atas bahwa usaha terbesar yang dilakukan F reaksi pada praktikan Agustina. Padahal jika dilihat dari besarnya massa tubuh dan besarnya F reaksi dari praktikan, massa tubuh dan F reaksi dari Ani paling besar. Ini karenakan, perbedaan ketinggina terangkatnya tubuh Ani dan Agustina pada saat push-up. Ketinggian mengangkat tubuh yang dilakukan Agustina lebih besar daripada Ani. Hal ini menunjukkan bahwa gaya reaksi lantai pada telapak tangan dan ketinggian terangkatnya tubuh saat push-up berbanding lurus dengan usaha (W) yang dilakukan oleh praktikan, artinya semakin besar gaya reaksi lantai pada telapak tangan maka akan semakin besar pula usaha yang harus dilakukan. Begitu pula dengan semakin tinggi terangkatnya tubuh saat push-up, semakin besar pula usaha yang harus dilakukan. G. KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa, gaya reaksi lantai pada telapak tangan ketika seseorang melakukan push-up dapat dihitung dengan menggunakan syarat kesetimbangan torka. Besarnya gaya dipengaruhi oleh berat benda (praktikan), jarak antara pusar sampai telapak kaki (L1), dan jarak antara telapak tangan penopang sampai telapak kaki (L2) saat seseorang melakukan push-up. Usaha yang dilakukan praktikan saat push-up dipengaruhi oleh gaya reaksi lantai pada telapak tangan dan ketinggian rata-rata terangkatnya tubuh.

H. LAMPIRAN a. Pertanyaan 1. Gaya reaksi F ketika melakukan push-up a. Ani nurhidayanti = 421,4 N b. Hannik hedayati = 254,3 N c. Agustina martha eristya = 333,2 N 2. Hitunglah usaha yang dilakukan gaya reaksi untuk setiap kali mengangkat tubuh a. Ani nurhidayanti = 103,3 N b. Hannik hedayati = 75,95 N c. Agustina martha eristya = 97,1 N

I. DAFTAR PUSTAKA Davidovits, Paul. 2008. Physics in Biology and Medicine. United Kingdom : Academic Press Elsevier. Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika. Jakarta : Erlangga. Halliday , David. 2005. Fisika Dasar Jilid 1 . Jakarta : Erlangga. Hewitt, Paul G. 2007. Conceptual Integrated Science. USA: Pearson Education. Young, Hugh D. & Freedman, Roger A. 2002. Fisika Universitas. Jakarta : Erlangga.