Laporan Praktek Fisika.docx

Institut Teknologi Budi Utomo

PRATIKUM FISIKA TEKNIK INFORMATIKA – P2T

Dosen : Saepudin

Disusun Oleh : Nama

: Ahmad Ramdani

NPM

: 18171065707

PRAKTIKUM FISIKA

i

INSTITUT TEKNOLOGI BUDI UTOMO JAKARTA 2019

KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ilmiah tentang “Lensa (C-1), Bandul Fisis (A-10), Koefisien Pergeseran Zat Cair (B-6) dan Ketetapan Gaya Pegas dan Gravitasi (A-6)”. Makalah ilmiah ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini. Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ilmiah ini. Akhir kata kami berharap semoga makalah ilmiah ini dapat memberikan manfaat dan inpirasi terhadap pembaca.

Jakarta, 23 Januari 2019

Ahmad Ramdani

PRAKTIKUM FISIKA

ii

DAFTAR ISI Halaman Depan Judul ............................................................................................................... i Kata Pengantar ......................................................................................................................... ii Daftar Isi ................................................................................................................................... iii BAB I LENSA (C-1) 1.1. Pendahuluan ................................................................................................................. 1 1.1.1. Latar Belakang ...................................................................................................1 1.1.2. Rumusan Masalah ..............................................................................................1 1.1.3. Tujuan .................................................................................................................2 1.1.4. Manfaat ................................................................................................................2 1.2. Dasar Teori ....................................................................................................................2 1.3. Metode Percobaan .........................................................................................................4 1.3.1. Alat dan bahan ...................................................................................................4 1.3.2. Design ..................................................................................................................5 1.3.3. Langkah Kerja ...................................................................................................5 1.3.4. Analisis Data ........................................................................................................6 1.4. Hasil dan Pembahasan .................................................................................................7 1.4.1. Hasil......................................................................................................................7 1.4.2. Pembahasan ........................................................................................................8 BAB II BANDUL FISIS (A-10) 2.1. Pendahuluan ..................................................................................................................9 2.1.1. Latar Belakang ...................................................................................................9 2.1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................10 2.1.3. Tujuan ................................................................................................................10 2.1.4. Manfaat ..............................................................................................................10 2.2. Dasar Teori ..................................................................................................................10 2.3. Metode Percobaan .......................................................................................................12 PRAKTIKUM FISIKA

iii

2.3.1. Alat dan Bahan .................................................................................................12 2.3.2. Design ................................................................................................................12 2.3.3. Langkah Kerja .................................................................................................12 2.3.4. Analisis Data .....................................................................................................13 2.4. Hasil dan Pembahasan ................................................................................................13 2.4.1. Hasil ...................................................................................................................13 2.4.2. Pembahasan ......................................................................................................14 BAB III KOEFISIEN PERGESERAN ZAT CAIR (B-6) 3.1. Pendahuluan ................................................................................................................15 3.1.1. Latar Belakang .................................................................................................15 3.1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................16 3.1.3. Tujuan ................................................................................................................16 3.2. Dasar Teori ..................................................................................................................16 3.3. Metode Percobaan .......................................................................................................20 3.3.1. Alat dan Bahan .................................................................................................20 3.3.2. Design ................................................................................................................20 3.3.3. Langkah Kerja .................................................................................................20 3.3.4. Analisis Data .....................................................................................................21 3.4. Hasil dan Pembahasan ................................................................................................22 3.4.1. Hasil ...................................................................................................................22 3.4.2. Pembahasan ......................................................................................................24 BAB IV KETETAPAN GAYA PEGAS DAN GRAVITASI (A-6) 4.1. Pendahuluan ................................................................................................................24 4.1.1. Latar Belakang .................................................................................................24 4.1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................24 4.1.3. Tujuan ................................................................................................................24 4.2. Dasar Teori ....................................................................................................................24 4.3. Metode Percobaan ........................................................................................................27 4.3.1. Alat dan Bahan .................................................................................................28 4.3.2. Design ................................................................................................................28 4.3.3. Langkah Kerja .................................................................................................28 4.3.4. Analisis Data .....................................................................................................30 4.4. Hasil dan Pembahasan ................................................................................................31 PRAKTIKUM FISIKA

iv

4.4.1. Hasil ...................................................................................................................31 4.4.2. Pembahasan ......................................................................................................32 BAB V Penutup 5.1. Kesimpulan ..................................................................................................................33 5.2. Saran .............................................................................................................................34 Daftar Pustaka ..........................................................................................................................35

PRAKTIKUM FISIKA

v

BAB I LENSA (C-1) 1.1. Pendahuluan 1.1.1. Latar Belakang Lensa adalah benda bening yang tembus cahaya dengan bentuk permukaannnya merupakan garis sferis. Garis hubung antara pusat lengkungan kedua permukaan disebut sumbu utama. Bayangan yang dibuat oleh permukaan pertama merupakan benda untuk permukaan kedua. Permukaan kedua akan membuat bayangan akhir. Lensa dibedakan menjadi dua macam, lensa tebal dan lensa tipis. Lensa dipelajari karena sangat dekat dengan kehidupan sehari-hari. Lensa dapat membantu kita beraktifitas maupun dengan pekerjaan yang terutama berhubunngan dengan optik. Contoh sederhana dan mudah dari aplikasi lensa ialah pada kaca mata. Selain kaca mata, alat optik lainnya untuk penerapan lensa yaitumikroskop, teropong, lup, dan banyak lagi yang lain. Pada percobaan menggunakan lensa kali ini, diantara benda dan layar ditempatkan sebuah lensa cembung. Bila benda tersebut digeser-geserkan sepanjang garis pisah benda dengan layar, maka akan terdapat dua kedudukan lensa yang memberikan bayangan yang jelas pada layar. Bayangan yang satu diperbesar, sedangkan yang lain diperkecil. Pada lensa cembung, layar digeser-geser sehingga didapatkan bayangan dari benda setelah melewati lensa cembung. Bila kemudian ditempatkan sebuah lensa cekung diantara lensa cembung dan layar, maka bayangan lensa cembung akan menjadi benda lagi bagi lensa cekung. Bayangan oleh lensa cekung dapat ditangkap lagi pada layar dengan menggeser-geser keduduka layar tersebut. 1.1.2. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah pratikum lensa ini adalah : 1. Bagaimana pengaruh jarak posisi benda terhadap bentuk bayangan yang terjadi? 2. Bagaimana pengaruh jarak antara lensa dan layar dengan hasil bayangan yang terjadi? 3. Bagaimana pengaruh jarak antara lensa cembung dan lenssa cekung terhadap hasil bayangan yang terjadi?

PRAKTIKUM FISIKA

1

1.1.3. Tujuan Adapun tujuan pratikum lensa ini adalah: 1. Mengetahui pengaruh jarak posisi benda terhadap bentuk bayangan yang terjadi. 2. Mengetahui pengaruh jarak antara lensa dan layar dengan hasil bayangan yang terjadi. 3. Mengetahui pengaruh jarak antara lensa cembung dan lensa cekung terhadap hasil bayangan yang terjadi. 1.1.4. Manfaat Adapun manfaat dari percobaan yang dilakukan adalah untuk memahami mekanika fluida tantang viskositas dan dari hasil percobaan teresebut kita dapat menentukan koefisiean pergeseran zat cair hasil percobaan dan harga hasil koreksi. 1.2. Dasar Teori Lensa adalah suatu medium transparan yang dibatasi oleh dua permukaan melengkung (biasanya sferis), meskipun satu dari permukaan lensa itu dapat merupakan bidang datar. Karena itu suatu gelombang datang mengalami dua pembiasan ketika melewati lensa tersebut. Untuk menyederhanakan anggaplah bahwa medium kedua sisi lensa tersebut adalah sama dan mempunyai indeks bias satu (seperti udara) dan indeks bias lensa adalah n (Alonso,1992). Lensa dibagi menjadi dua jenis yaitu cembung (+) dan lensa cekung (-). Lensa-lensa ini mempunyai perbedaan. Lensa cembung merupakan lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar, sedangkan lensa cekung merupakan lensa divergen yang sifatnya menyebarkan sinar (Yulianti,1997). Lensa memiliki bagian-bagian penting. Permukaan lensa depan berupa suatu busur lingkaran atau suatu bidang datar. Permukaan lensa yang berupa suatu busur lingkaran tentu saja

mengikuti

persamaan

lingkaran

dan

memiliki

radius

kelengkungan

(R)

(Zemansky,1994). Lensa yang memiliki permukaan datar dianggap memiliki radius kelengkungan yang besarnya tak terhingga, lensa juga memiliki pusat kelengkungan dan titik fokus. Pusat optik adalah titik dimana lensa dimana berkas sinar yang melalui titik akan diteruskan tanpa

PRAKTIKUM FISIKA

2

dibiaskan, fokus utama (F) adalah dimana berkas sinar sejajar akan dikumpulkan. Jarak fokus pada lensa merupakan jarak antara pusat optik dan fokus utama lensa (Sutrisno,1979). Sumbu utama sebuah lensa adalah garis yang ditentukan oleh dua pusat C1 dan C2 dimana sinar datang dipermukaan pertama dibiaskan sepanjang sinar. Jika diteruskan akan melewati sumbu utama dan karena itu merupakan bayangan yang dihasilkan oleh permukaan pembias pertama (Arkundato, 2007). Sinar-sinar istimewa pada lensa cembung:

Gambar 2.1 Sinar istimewa pada lensa cembung

Gambar 2.2 Sinar istimewa pada lensa cembung

Gambar 2.3 Sinar istimewa pada lensa cembung Sinar-sinar istimewa pada lensa cekung:

PRAKTIKUM FISIKA

3

Gambar 2.4 Sinar istimewa pada lensa cekung

Gambar 2.5 Sinar istimewa pada lensa cekung Gambar 2.6 Sinar istimewa pada lensa cekung Lensa dapat membentuk bayangan yang dapat diperkecil atau diperbesar, sehingga lensa bayangan digunakan dalam alat-alat optik seperti kacamata, mikroskop, lup, kamera dan teropong. Kacamata digunakan untuk membantu penglihatan bagi penderita miopi, hipermetropi, presbiopi dan astigmatisme. Mikroskop digunakan untuk melihat benda kecil sehingga terlihat lebih besar. Kamera digunakan untuk mengambil gambar dengan menggunakan fokus lensa. Teropong digunakan untuk melihat benda jauh agar tampak dekat. 1.3. Metode Percobaan 1.3.1. Alat dan Bahan Alat dan bahan pratikum untuk menentukan fokus lensa ini adalah: 1. Sumber cahaya dan perlengkapannya 1 set: untuk memantulkan cahaya. 2. Lensa cembung dan lensa cekung : sebagai media pantulan sinar dan obyek perlakuan. 3. Layar : sebagai penampil hasil bayangan. 4. Mistar : sebagai pengukur jarak dan tinggi bayangan.

PRAKTIKUM FISIKA

4

1.3.2. Design Design praktikum menentukan fokus lensa dan tinggi bayangan yang dihasilkan seperti pada gambar dibawah ini:

Gambar B.1 Rangkaian percobaan. 1.3.3. Langkah Kerja Langkah kerja praktikum menentukan fokus lensa ini adalah: 1. Menetukan jarak fokus lensa cembung (bikonvek). 2. Pergeseran objek / benda sedangakan lensa cembung tetap 

Lensa fokus pertama (F) atau fokus lensa kedua (F’) ditentukan terlebih dahulu. Ditanyakan pada asisten.



Benda diletakkan pada jarak antara F dengan lensa. Dicatat jaraknya.



Bentuk bayangan yang terjadi pada posisi 2 didapatkan dan dicatat jaraknya diukur dari lensa.



Point 2 dan 3 diulangi sebanyak 3 kali.



Benda diletakkan diantara F dan 2 kali F dan dicatat jaraknya dari lensa.



Bentuk bayangan pada point 5 didapatkan dan dicatat jaraknya dari lensa.



Point 5 dan 6 diulangi sebanyak 3 kali.



Benda diletakkan pada jarak yang lebih jauh dari 2 kali F dan dicatat jaraknya dari lensa.



Bentuk bayangan yang terjadi pada point 8 didapatkan dan dicatat jaraknya diukur dari lensa. PRAKTIKUM FISIKA

5



Point 8 dan 9 diulangi sebanyak 3 kali.

3. Pergeseran lensa cembung sedangkan objek / benda tetap 1) Peralatan disusun dilandasa optis yang telah disediakan. Tentang kedudukan benda dan layar ditanyakan pada asisten. Kemudian dicatat kedudukan benda dan layar (L). 2) Benda digeser sepanjang landasan optis, sehingga diperoleh bayangan yang jelas (nyata, terbalik dan diperbesar) di layar. Posisi pertama tersebut dicatat (H2), diulangi 3 kali pengukuran. 3) Lensa digeser kembali, sehingga diperoleh bayangan yang jelas (nyata, terbalik dan diperkecil), posisi kedua dicatat (H1), diulangi 3 kali pengukuran. 4) Didapatkan nilai H yaitu: H = H1 – H2. 4. Menentukan jarak fokus lensa cekung 1) Peralatan disusun dilandasan optis yang telah disediakan, didapatkan bayangan yang jelas pada layar, jarak antara lensa cembung dan layar dicatat (V1). 2) Sebuah lensa cekung diletakkan diantara lensa cembung dan layar. 3) Layar digeser hingga diperoleh bayangan yang jelas. Jarak antara lensa dan layar dicatat (V2) dan jarak antara lensa cembung dan lensa cekung (d). 1.3.4. Analisis Data 1. Mencari jarak fokus lensa cembung (fp) dan menghasilkan bayangan pada layar. 2. Menentukan jarak fokus lensa cekung (fn) dan menghasilkan bayangan pada layar.

PRAKTIKUM FISIKA

6

1.4. Hasil dan Pembahasan 1.4.1. Hasil 1. Menentukan jarak fokus lensa Cembung / Positif (bikonvek). Pergeseran objek / benda sedangkan lensa cembung tetap an antara F dengan lensa dengan satuan cm

B

L

e n

Tinggi Benda

S

S'

Tinggi Bayangan

2,5

99

15

0,4

2,5

15

99

17

2,5

52

17

0,8

2,5

19

51

6,8

2,5

88

22

0,7

2,5

21

89

11

2,5

40,5

29,5

2

2,5

29

20

3,5

2,5

104,6

9,4

0,3

2,5

10,4

103,6

27

2,5

60

10

0,4

2,5

11

59

17

114

d Positif Lemah (+) a 70 p a

110

d Positif a Kuat (+ +) 70 j a r

114

aGabungan (+) (+ +) k 70

Keterangan Nyata, Terbalik, Diperkecil Nyata, Terbalik, Diperbesar Nyata, Terbalik, Diperkecil Nyata, Terbalik, Diperbesar Nyata, Terbalik, Diperkecil Nyata, Terbalik, Diperbesar Nyata, Terbalik, Diperkecil Nyata, Terbalik, Diperbesar Nyata, Terbalik, Diperkecil Nyata, Terbalik, Diperbesar Nyata, Terbalik, Diperkecil Nyata, Terbalik, Diperbesar

PRAKTIKUM FISIKA

7

2. Menentukan jarak focus lensa Cekung / Negatif Pergeseran objek / benda sedangkan lensa cembung tetap Benda pada jarak antara F dengan lensa dengan satuan cm

Tinggi Benda

S

S'

Tinggi Bayangan

Keterangan

2,5

-

-

-

Maya

2,5

-

-

-

Maya

Lensa Negatif (+)

1.4.2. Pembahasan Percobaan kali ini yaitu menentukan fokus lensa pada lensa cembung dan lensa cekung. Pada percobaan ini dilakukan beda perlakuan mengenai jarak benda terhadap lensa. Dengan perlakuan tersebut maka akan didapatkan hasil bayangan yang berbeda pada tiap perlakuan. Pada percobaan menggunakan lensa cembung, saat benda diletakkan antara F dengan lensa hasil bayangan yang terbentuk ialah nyata, terbalik, diperkecil. Saat benda pada jarak antara T, hasil bayangan yang terbentuk menjadi nyata, terbalik, diperbesar. Begitupun hasil yang diperoleh pada saat jarak benda dibuat 2 kali F. Namun, saat posisi benda diletakkan lebih jauh dari 2 kali F, hasil bayangan yang terbentuk menjadi maya,terbalik,diperbesar, karena hasil bayangannya tidak terlihat pada layar. Pada pecobaan menggunakan lensa cekung, perlakuan yang dilakukan ialah dengan merubah posisi layar pada landasan statis. Semakin jauh jarak antara lensa cembung dan layar, jarak fokus lensa semakin kecil. Hasil ini sebanding dengan semakin jauhnya jarak antara lensa cekung dan layar. Namun, pada percobaan kali ini posisi layer tidak dapat dipindahkan. Sehingga hasil bayangan yang diperoleh pun tidak dapat diketahui dan menjadi maya. Dengan ini dapat diketahui bahwa nilai jarak antara lensa cembung dan layar sejajar dengan nilai jarak lensa cekung PRAKTIKUM FISIKA

8

terhadap layar. Namun, nilai tersebut berkebalikan dengan nilai fokus lensa cekung yang semakin kecil. Bahkan jika nilai jarak lensa dan layar semakin kecil dan diperkecil lagi, jarak fokus lensa dapat tak terhingga.

BAB II BANDUL FISIS (A-10) 2.1. Pendahuluan 2.1.1. Latar Belakang Pada modul berikut ini, kita akan mencoba menjawab pertanyaan “Apa yang menyebabkan benda bergerak?”. Bangsa Yunani, sejak zaman dahulu telah yakin bahwa tarikan atau dorongan, yang disebut gaya, adalah yang menyebabkan sebuah benda bergerak dan tanpa adanya gaya, sebuah benda yang sedang bergerak akan segera berhenti. Sebuah benda yang sedang diam, yang berarti bahwa bila tidak ada gaya yang bekerja, sebuah benda akan terus diam. Tampaknya, pandangan bangsa Yunani ini beralasan, tetapi akan kita ketahui nanti bahwa ternyata pandangan tersebut tidak tepat. Orang yang pertama menyangkal pandangan kuno bangsa Yunanitersebut adalah Galileo. Menurut “prinsip inersia” yang diusulkan Galileo, sebuah benda yang sedang bergerak pada permukaan horizontal yang licin sempurna (tanpa gesekan) akan tetap terus bergerak dengan kelajuan sempurna. Berdasarkan pada pendapat Galileo tersebut, pada tahun 1678 Isaac Newton menyatakan hukum pertamanya tentang gerak, yang sekarang kita kenal sebagai Hukum I Newton, kemudian ia pun mengemukakan Hukum II dan Hukum III Newton. Sebuah benda yang mula-mula diam, akan dapat bergerak jika mendapat pengaruh atau penyebab yang bekerja pada benda tersebut. Penyebabnya dapat berupa pukulan, tendangan, sundulan, atau lemparan. Dalam Fisika, penyebab gerak tersebut dinamakan gaya. Ilmu yang mempelajari tentang gerak dengan memperhitungkan gaya penyebab dari gerak tersebut dinamakan dinamika gerak. Seperti yang telah disebutkan tadibahwa orang yang sangat berjasa dalam kajian Fisika tentang dinamika adalah Sir Isaac Newton. Newton menyadari bahwa pengalaman sehari-hari membuat kita sukar memahami hubungan antara gaya dan gerak. Kita terbiasa melihat benda yang bergerak menjadi lambat dan kemudian

PRAKTIKUM FISIKA

9

berhenti tanpa terlihat adanya gayayang bekerja pada benda tersebut. Oleh karena itu kita perlu mengetahui bagaimana gaya dapat menghasilkan gerak.

Dalam percobaan kali ini pun kita akan menyelidiki apakah hukum Newton tersebut dapat diaplikasikan terhadap alat peraga berupa pesawat atwood dengan menghubungkan gejala-gejala yang terjadi dengan hukum-hukum Newton. 2.1.2. Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah pratikum bandul fisis ini adalah: 1. Apa faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan banul fisis? 2. Bagaimana cara menentukan percepatan gravitasi dengan metode ayunan sederhana? 3. Bagaimana cara menentukan nilai periode bandul fisis? 2.1.3. Tujuan Adapun tujuan pratikum bandul fisis ini adalah: 1. Mahasiswa dapat memahami faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya periode ayunan bandul fisis. 2. Menentukan percepatan gravitasi dengan metode ayunan sederhana. 3. Mahasiswa dapat menentukan nilai periode ayunan bandul fisis. 2.1.4. Manfaat Bagi penulis, karya tulis ilmiah ini dapat menambah pengetahuan dan pengalaman mengenai bandul fisis sekaligus sebagai bahan-bahan menerapkan ilmu yang dapat di program studi teknologi informatika Institut Teknologi Budi Utomo yang pada akhirnya sebagai tolak ukur penulis dari pembelajaran yang selama ini telah dilakukan. 2.2. Dasar Teori Bandul fisis adalah sembarang pendulum nyata, menggunakan suatu benda dengan ukuran terhingga, kontras dengan model idealisasi dari pendulum sederhana dengan semua massanya terkonsentrasi pada satu titik tunggal. Bandul fisis atau pendulum fisis bias saja memiliki massa distribusi massa yang rumit, jauh berbeda dari pendulum sederhana. Bandul fisis digunakan untuk menggambarkan gerak ayunan dari bandul yang disebabkan oleh gravitasi. Untuk membuat bandul (pendulum), beratnya (m.g), tergantung dari titik PRAKTIKUM FISIKA

10

tetap, disebut pivot. Dengan menarik pendulum kembali dan melepaskan, itu akan berayun bolak-balik karena tarikan gravitasi dan tegangan di sepanjang tali atau kawat yang menggantung berat tadi. Gerakan ini terus berlanjur sebagai akibat inersia. Menurut hukum dasar inersia, ketika benda dalam keadaan istirahatatau bergerak, ia akan terus dalam keadaan itu kecuali ditindaklanjuti olehkekuatan eksternal. Dalam kasus bandul fisis, bandul akan terus berayunkecuali kekuatan eksternal bertindak untuk menghentikannya. Karena tidakada kekuatan eksternal bertindak di atasnya, itu dapat terus berayun tanpabatas melalui busur yang sama. Ketika pendulum berayun, energi keadaan yang berubah berdasarkantempat di busur benda, tapi semuanya tetap sama dalam jumlah total potensialdan kinetik energi benda dengan kata lain, energi kekal. Pada titik tertinggibandul, ia tidak memiliki kecepatan dan semua energi dalam sistem adalahenergi potensial. Ketika jatuh melalui busur, benda memperoleh energi kinetik dan kecepatan sambil kehilangan energi potensial. Setelah melewatibagian bawah busur, ia mulai lambat dan kehilangan energi kinetik sambilmendapatkan energi potensial dan ketinggian. Meskipun energi kinetik danpotensial bervariasi, pengukuran fisika bandul menunjukkan bahwa total tetapsama di semua titik di busur pendulum. Dalam bandul fisis, hambatan udara dan gesekan diasumsikan tidak adapada benda. Karena energi dari sistem bandul adalah kekal, dikatakanmemiliki gerak terus-menerus, yang dapat dilanjutkan tanpa batas selamatidak ada energi yang hilang ke objek atau lingkungan lainnya. Fakta bahwapendulum terus berayun dengan cara yang sama dari waktu ke waktu adalahmengapa hal itu digunakan dalam jam untuk menjaga waktu, dan pada awalnya digunakan untuk melakukan pengukuran gaya gravitasi. Perhatikan Gambar 9.2 Bandul fisis Berdasarkan hukum newton, dapat dituliskan: ∑𝜏 = 𝐼𝛼 1 𝑑2 𝜃 −(mg sinθ)x = I 2 2 𝑑𝑡 𝑑 2 𝜃 𝑚𝑔𝑙 sin 𝜃 + =0 𝑑𝑡 2 𝐼

1

Karena I adalah momen inersia batang yang diputar diujungnya, dengan I = 3 𝑚𝑙 2 , sehingga akan diperoleh : PRAKTIKUM FISIKA

11

d2 θ dt2

+

𝜔2 =

1 2

mg sinθ 1 ml2 3

𝑑2 θ

= 0,untukθ ≪ maka sin θ ≅ θ sehingga, 𝑑𝑡 2 +

3𝑔

3𝑔 2𝑙

θ = 0, diperoleh bahwa

2𝑙

sehingga periode bandul sederhana itu adalah T = 2π√3𝑔 2𝑙

Dengan, T = Periode osilasi batang(s) l = panjang batang (cm) g = percepatan gravitasi bumi (m/s²)

2.3. Metode Percobaan 2.3.1. Alat dan bahan 1. Bandul fisis terdiri dari : Dua keeping logam berat yang dapat diletakkan pada batang logam (yang berlubang-lubang) dengan pasak 2. Poros penggantung 3. Stopwatch 4. Meteran 2.3.2. Desain

2.3.3. Langkah Kerja

PRAKTIKUM FISIKA

12

1. Memilih sebuah titik A sebagai titik gantung, ukurlah jarak A dengan ujung batang. 2. Mengamati waktu ayun penuh untuk m ayunan (m ditentukan oleh asisten) 3. Mengamati waktu ayun penuh (kira-kira 5 menit) untuk sekian x ayunan penuh. 4. Ulangi percobaan no.1.

5. Pilihlah titik B (dipihak lain terhadap C), sebagai titik gantung ukurlah jarak AB (a1+a2). 6. Lakukan seperti langkah kerja no.2, 3 dan no.4 untuk titik B. 7. Lakukan percobaan no.1,2,3,4,5 dan 6 ini untuk beberapa pasang titik A dan B (jumlah pasang titik ditentukan oleh assisten) 8. Ukurlah panjang batang, ukurlah kedudukan keeping-keping massa dan timbanglah keping-keping massa dan batang. 2.3.4. Analisis Data Faktor-faktor yang mempengaruhi periode ayunan sederhana adalah panjang tali, sedangkan simpangan, jumlah ayunan dan massa bandul tidak mempengaruhi besar periode ayunan sederhana.

2.4. Hasil dan Pembahasan 2.4.1. Hasil Pengukuran waktu Kedudukan 1

Titik A

Titik B

L = 89.3 cm

20 ayunan 27.5 dt

15 ayunan 25.9 dt

P = 5.5 cm

15 ayunan 20.4 dt

12 ayunan 21.5 dt

Q = 45 cm

13 ayunan 17.8 dt

10 ayunan 17 dt

R = 83.5 cm

10 ayunan 13.9 dt

8 ayunan 13.9 dt

PRAKTIKUM FISIKA

13

Kedudukan 1

Titik A

Titik B

L = 89.3 cm

20 ayunan 22.6 dt

15 ayunan 25.5 dt

P = 12.5 cm

14 ayunan 16.3 dt

10 ayunan 17 dt

Q = 29.5 cm

10 ayunan 11.4 dt

9 ayunan 16 dt

R = 77.5 cm

5 ayunan 6 dt

5 ayunan 8.5 dt

Penimbangan Berat Bandul = 4.6 kg Berat Batang = 0.6 kg

2.4.2. Pembahasan Sebuah benda tegar yang digantung dari suatu titik yang bukan merupakan pusat masanya akan berosilasi ketika disimpangkan dari posisi kesetimbangannya. Sistem seperti ini disebut bandul fisis. Pada bangun datar, pusat massa dapat ditentukan dengan menggantung benda pada dua titik yang berbeda. Maka, untuk mencari momen inersia terhadap beberapa titik, kita menggantung benda pada titik itu dan mengukur periode osilasinya. Dalam percobaan ini teramati adanya gerak osilasi dari suatu batang ketika kita memberikan simpangan pada batang tersebut. Osilasi ini dipengaruhi oleh jarak (d) batang terhadap porosnya. Semakin dekat poros dengan pusat massa batang penggaris maka semakin kecil jarak osilasinya. Pada saat poros tepat di titik pusat massanya maka benda tidak berosilasi sama sekali. Adanya penambahan beban diujung batang penggaris menyebabkan pusat masasa batang berubah, sehingga osilasinya juga berbeda dengan batang tanpa beban. Dengan sudut simpangan dan poros yang sama ternyata periode osilasi dengan beban tambahan pada batang lebih besar dari pada batang tanpa beban.

PRAKTIKUM FISIKA

14

BAB III KOEFISIEN PERGESERAN ZAT CAIR (B-6) 3.1 Pendahuluan 3.1.1 Latar Belakang Kekentalan adalah sifat dari suatu zat cair (fluida) disebabkan adanya gesekan antara molekul-molekul zat cair dengan gaya kohesi pada zat cair tersebut. Gesekangesekan inilah yang menghambat aliran zat cair. Besarnya kekentalan zat cair (viskositas) dinyatakan dengan suatu bilangan yang menentukan kekentalan suatu zat cair. Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju alir cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Diantara salah satu sifat zat cair adalah kental (viskos) dimana zat cair memiliki kekentalan yang berbeda-beda materinya, misalnya kekentalan minyak goreng dengan kekentalan oli. Dengan sifat ini zat cair banyak digunakan dalam dunia otomotif yaitu sebagai pelumas mesin. Telah diketahui bahwa pelumas yang dibutuhkan tiap-tiap mesin membutuhkan kekentalan yang berbeda-beda. Suatu zat memiliki kemampuan tertentu sehingga suatu padatan yang dimasukkan kedalamnya mendapat gaya tekanan yang diakibatkan peristiwa gesekan antara permukaan padatan tersebut dengan zat cair. Sebagai contoh, apabila kita memasukkan sebuah bola kecil kedalam zat cair, terlihatlah bola tersebut mula-mula turun dengan cepat kemudian melambat hingga akhirnya sampai didasar zat cair. Bola kecil tersebut pada saat tertentu mengalami sejumlah perlambatan hingga mencapai gerak lurus PRAKTIKUM FISIKA

15

beraturan. Gerakan bola kecil menjelaskan bahwa adanya suatu kemampuan yang dimiliki suatu zat cair sehingga kecepatan bola berubah. Mula-mula akan mengalami percepatan yang dikarenakan gaya beratnya tetapi dengan sifat kekentalan cairan maka besarnya percepatannya akan semakin berkurang dan akhirnya nol. Pada saat tersebut kecepatan bola tetap dan disebut kecepatan terminal. Hambatan-hambatan dinamakan sebagai kekentalan (viskositas). Akibat viskositas zat cair itulah yang menyebabkan terjadinya perubahan yang cukup drastis terhadap kecepatan bola. Viskositas memiliki alat ukur yang disebut viskometer yang berfungsi untuk mengukur koefisien gliserin, oli atau minyak. Viskositas banyak terdapat dalam kehidupan sehari-hari seperti sirup, minyak goreng dan oli. Viskositas berguna untuk kehidupan seperti sirup yang dikentalkan agar tetap awet. Untuk benda homogen yang dicelupkan kedalam zat cair ada tiga kemungkinan yaitu, tenggelam, melayang, dan terapung. Oleh karena itu percobaan ini dilakukan agar praktikan dapat mengukur viskositas berbagai jenis zat cair. Dengan mengetahui viskositas tersebut, maka kita dapat menghitung gaya yang terjadi. Semakin besar nilai viskositas dari larutan maka tingkat kekentalan larutan tersebut semakin besar pula. 3.1.2 Rumusan Masalah Bagaimana cara menentukan koefisien pergeseran zat cair (koefisien viskositas cat cair)? 3.1.3 Tujuan Menentukan koefisien pergeseran zat cair (koefisien viskositas cat cair).

3.2 Dasar Teori Pengertian Viskositas Viskositas menentukan kemudahan suatu molekul bergerak karena adanya gesekan antar lapisan material. Karenanya viskositas menunjukkan tingkat ketahanan suatu cairan untuk mengalir. Semakin besar viskositas maka aliran akan semakin lambat. Besarnya viskositas dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, gaya tarik antar molekul dan ukuran serta jumlah molekul terlarut. Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul.

PRAKTIKUM FISIKA

16

Viskositas dapat dinyatakan sebagai tahanan aliaran fluida yang merupakan gesekan antara molekul – molekul cairan satu dengan yang lain. Suatu jenis cairan yang mudah mengalir, dapat dikatakan memiliki viskositas yang rendah, dan sebaliknya bahan-bahan yang sulit mengalir dikatakan memiliki viskositas yang tinggi (Sarojo, 2009). Viskositas atau Kekentalan Zat Cair Pengertian viskositas fluida (zat cair) adalah gesekan yang ditimbulkan oleh fluida yang bergerak, atau benda padat yang bergerak didalam fluida. Besarnya gesekan ini biasa juga disebut sebagai derajat kekentalan zat cair. Jadi semakin besar viskositas zat cair, maka semakin susah benda padat bergerak didalam zat cair tersebut. Viskositas dalam zat cair, yang berperan adalah gaya kohesi antar partikel zat cair (Martoharsono, 2006). Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas. Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa s). Satuan CGS (centimeter gram sekon) untuk SI koefisien viskositas adalah dyn.s/cm2 = poise (p). Viskositas juga sering dinyatakan dalam centipoise (cP). 1 cP = 1/1000 P. Satuan Poise digunakan untuk mengenang seorang Ilmuwan Prancis, Jean Louis Marie Poiseuille. 1 Poise = 1 dyn. s/cm2 = 10-1 N.s/m2 Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya η, maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida sebesar Fs = k η v, dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk geometris benda. Berdasarkan perhitungan laboratorium, Pada tahun 1845, Sir George Stokes menunjukkan bahwa untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa bola nilai k = 6 π r. Bila nilai k dimasukkan ke dalam persamaan, maka diperoleh persamaan seperti berikut. Fs = 6 π η r v Persamaan di atas selanjutnya dikenal sebagai hukum Stokes. Keterangan: Fs : gaya gesekan stokes (N) η : koefisien viskositas fluida (Pa s) r

: jari-jari bola (m)

v

: kelajuan bola (m/s)

Perhatikan sebuah bola yang jatuh dalam fluida pada gambar dibawah. Gaya-gaya yang bekerja pada bola adalah gaya berat w, gaya apung Fa, dan gaya lambat akibat viskositas atau gaya stokes Fs. Ketika dijatuhkan, bola bergerak dipercepat. Namun, ketika PRAKTIKUM FISIKA

17

kecepatannya bertambah, gaya stokes juga bertambah. Akibatnya, pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang sehingga bergerak dengan kecepatan konstan yang disebut kecepatan terminal. Pada kecepatan terminal, resultan yang bekerja pada bola sama dengan nol. Misalnya sumbu vertikal ke atas sebagai sumbu positif, maka pada saat kecepatan terminal tercapai, berlaku persamaan berikut :

Untuk benda berbentuk bola seperti pada gambar diatas, maka persamaannya menjadi seperti berikut :

Keterangan : vT : kecepatan terminal (m/s) η : koefisien viskositas fluida (Pa s) R : jari-jari bola (m) g : percepatan gravitasi (m/s2) ρb : massa jenis bola (kg/m3) ρf : massa jenis fluida (kg/m3) Beberapa koefisien viskositas fluida, baik zat cair maupun gas, diantaranya : Fluida Air

Temperatur (o C) Koofisien Viskositas 0 1,8 x 10-3 PRAKTIKUM FISIKA

18

20 60 100 Darah (keseluruhan) 37 Plasma Darah 37 Ethyl alkohol 20 Oli mesin (SAE 10) 30 Gliserin 0 20 60 Udara 20 Hidrogen 0 Uap air 100

1,0 x 10-3 0,65 x 10-3 0,3 x 10-3 4,0 x 10-3 1,5 x 10-3 1,2 x 10-3 200 x 10-3 10.000 x 10-3 1500 x 10-3 81 x 10-3 0,018 x 10-3 0,009 x 10-3 0,013 x 10-3

Perbedaan antara viskositas cairan dengan viskositas gas adalah sebagai berikut : Jenis Perbedaan Gaya gesek

Viskositas Cairan

Viskositas Gas

Lebih besar untuk mengalir Lebih besar

Lebih kecil disbanding viskositas cairan Lebih kecil

Temperatur

Temperatur naik,viskositas turun

Temperatur naik,viskositas naik

Tekanan

Tekanan naik,viskositas Tidak tergantung tekanan naik

Koefisien viskositas

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Viskositas Ada beberapa faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas, diantaranya yaitu : 1.

Suhu Viskositas berbanding terbalik dengan suhu. Jika suhu naik maka viskositas akan turun, dan begitu sebaliknya. Hal ini disebabkan karena adanya gerakan partikel-partikel cairan yang semakin cepat apabila suhu ditingkatkan dan menurun kekentalannya.

2.

Konsentrasi larutan

PRAKTIKUM FISIKA

19

Viskositas berbanding lurus dengan konsentrasi larutan. Suatu larutan dengan konsentrasi tinggi akan memiliki viskositas yang tinggi pula, karena konsentrasi larutan menyatakan banyaknya partikel zat yang terlarut tiap satuan volume. Semakin banyak partikel yang terlarut, gesekan antar partikrl semakin tinggi dan viskositasnya semakin tinggi pula. 3.

Berat molekul solute Viskositas berbanding lurus dengan berat molekul solute. Karena dengan adanya solute yang berat akan menghambat atau member beban yang berat pada cairan sehingga manaikkan viskositas.

4.

Tekanan Semakin tinggi tekanan maka semakin besar viskositas suatu cairan.

3.3. Metode Percobaan 3.3.1. Alat dan bahan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Jangka Sorong 2 Bola kecil Neraca dan anak timbangan Meteran Stopwatch Tabung Silinder Gliserin Minyak Pelumas (Oli) Karet gelang Sendok pengambil bola

3.3.2. Design

PRAKTIKUM FISIKA

20

3.3.3. Langkah Kerja 1.

Siapkanlah alat-alat tulis berupa pensil, ball point, set penggaris segitiga, busur derajat, jangka, kertas milimeter, kertas bergaris folio, dan kalkulator.

2.

Isilah bon peminjaman alat sesuai dengan alat-alat yang dibutukan selama melakukan praktikum.

3.

Isilah lembar pengamatan dengan :  Data akademis Prakikan  Data keadaan ruangan praktikum  Tanggal percobaan  Nama asisten pembimbing

4.

Lakukanlah percobaan dan catat semua hasil pengamatan pada kertas pengamatan dalam kolom yang tersedia. 1)

Siapkan semua alat-alat yang akan digunakan dalam percobaan ini.

2)

Ukurlah diameter bola1 dan bola 2 sebanyak 4 kali.

3)

Timbanglah massa setiap bola masing-masing 2 kali, yaitu kiri dan kanan.

4)

Siapkan 2 buah tabung yang berisi oli dan gliserin, kemudian ukur suhunya dengan menggunakan termometer, lalu catat suhu awalnya.

5)

Tentukanlah batas bawah kira-kira 5 cm dari dasar tabung, dan batas atas kirakira 5 cm dari atas tabung dan berilah tanda dengan karet gelang. Kemudian

PRAKTIKUM FISIKA

21

ukurlah jarak antara batas atas dengan batas bawah dengan menggunakan meteran. 6)

Masukkan bola pertama kedalam oli, kemudian hitung waktu yang dtempuh bola dengan stopwatch sampai beberapa kali sesuai instruksi pada saat bola sejajar dengan batas atas tabung sampai bola sejajar dengan batas bawah tabung.

7)

Ulangi langkah No.6 dengan menggunakan bola kedua. Kemudian ukur suhu oli tersebut dengan termometer, lalu catatlah suhu akhirnya.

8)

Ulangi percobaan No.6 dan 7 dengan menggunakan gliserin. Catatan : lakukanlah percobaan pada salah satu zat cair hingga tuntas, baru kemudian mencoba zat cair yang lain, mulailah dengan zat cair yang bermassa jenis paling besar dan jangan lupa membersihkan semua bola sebelum melakukan percobaan berikut.

5.

Kembalikanlah semua alat yang Anda pinjam kepada petugas.

6.

Periksakanlah hasil pengamatan Anda kepada Asisten yang bertugas.

3.3.4. Analisis Data pada zat cair, maka viskositas zat cair tersebut semakin kecil. Hal ini dikarenakan pada suhu tinggi, gerakan partikel dalam larutan lebih cepat sehingga viskositasnya menurun.

3.4. Hasil dan Pembahasan 3.4.1 Hasil Lembar Pengamatan Keadaan Ruangan

Sebelum Praktikum

Sesudah Praktikum

Suhu

28˚C

30 ˚C

Tekanan Udara

73,51 cmHg

73,51 cmHg

Kelembaban

90%

90%

PRAKTIKUM FISIKA

22

1.

Mengukur diameter bola (mm)

Pengukuran

Bola 1

Bola 2

1

14,21 mm

12,26 mm

2

14,26 mm

13,67 mm

3

14,10 mm

13,26 mm

4

14,20 mm

12,42 mm

2.

Menimbang bola secara gauss

Pengukuran

Bola 1

Bola 2

Kiri

3g

2,5 g

2,7 g

2,2 g

2,85 g

2,5 g

2,7 g

2,4 g

Kanan

3.

Temperature Cairan

Temperatur cairan

Sebelum percobaan

Sesudah percobaan

Glyserin

28 oc

33 oc

Oli

28 oc

28,3 oc

4.

Massa Jenis

Glyserin : 1,26 ± 0,01 gr/cm3 Oli

5.

: 0,86 ± 0,01 gr/cm3

Jarak Tempuh Bola Dalam Glyserin Jarak Tempuh Bola (cm)

30

29,5

30,5

29,5

PRAKTIKUM FISIKA

23

Dalam Oli Jarak tempuh bola (cm) 6.

27

27

26,5

26,5

Waktu Jatuh Bola Dalam Glyserin Bola 1 (detik)

Dalam oli Bola 2 (detik)

2,5

3,5

4,9

4,5

2,5

3

4

4,3

Bola 1 (detik)

Bola 2 (detik)

8

9

125

225

8,5

9,5

110

98

.

PRAKTIKUM FISIKA

24

3.4.2 Pembahasan pada zat cair, maka viskositas zat cair tersebut semakin kecil. Hal ini dikarenakan pada suhu tinggi, gerakan partikel dalam larutan lebih cepat sehingga viskositasnya menurun. Berdasarkan hasil perhitungan pada percobaan yang pertama, didapatkan koefisien viskositas gliserin sebesar 0,046 ± 0,001 dyne dt cm-2 dan koefisien viskositas oli sebesar 0,020 ± 0,0006 dyne dt cm-2. Semakin besar nilai koefisien viskositas zat cair, maka semakin sulit suatu benda padat melewati zat cair tersebut. Hal ini dikarenakan adanya gaya tarik-menarik antar molekul sejenis.

23

BAB IV KETETAPAN GAYA PEGAS DAN GRAVITASI (A-6) 4.1. Pendahuluan 4.1.1. Latar Belakang Pegas merupakan benda berbentuk spiral yang terbuat dari logam. Pegas sendiri mempunyai sifat elastis. Maksudnya ia bisa mempertahankan bentuknya dan kembali ke bentuk semula setelah diberi gaya. Gaya pegas dapat didefinisikan sebagai gaya atau kekuatan lenting suatu pegas untuk kembali ke posisi atau bentuk semula. Elastis adalah kemampuan benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Ketika pegas ditarik yang berarti ada gaya luar yang bekerja maka ia akan molor atau memannjang. Ketika gaya luar itu dihilangkan ia akan kembali ke bentuk semula. 4.1.2. Rumusan Masalah 1. Menentukan nilai gravitasi, literatur gravitasi dari percobaan yang dilakukan dalam praktikum fisika dasar 2. Mencari ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke 3. Menentukan masa efektif pegas bernilai positif (+) atau negatif (-) dari nilai grafitasi yang telah ditentukan sebelumnya. 4.1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Pengukuran dasar waktu 2. Mencari ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke 3. Menentukan masa efektif pegas 4.2. Dasar teori Pegas merupakan benda berbentuk spiral yang terbuat dari logam. Pegas sendiri mempunyai sifat elastis. Maksudnya ia bisa mempertahankan bentuknya dan kembali ke bentuk semula setelah diberi gaya. Gaya pegas dapat didefinisikan sebagai gaya atau kekuatan lenting suatu pegas untuk kembali ke posisi atau bentuk semula. Elastis adalah kemampuan benda untuk kembali ke bentuk semula setelah gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Ketika pegas ditarik yang berarti ada gaya luar yang bekerja maka ia akan molor atau memannjang. Ketika gaya luar itu dihilangkan ia akan kembali ke bentuk semula. Jika sebuah pegas diberi gaya berat dengan besar tertentu, maka secara otomatis pegas tersebut akan mengalami pertambahan panjang. Hubungan antara besar gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas adalah konsep dasar dari hukum Hooke.

24

Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah pegas. Sifat elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali kebentuk semula. HUKUM HOOKE Bunyi hukum Hooke adalah sebagai berikut : “ Bila pada sebuah pegas bekerja sebuah gaya, maka pegas tersebut akan bertambah panjang sebanding dengan besarnya gaya yang mempengaruhi pegas tersebut” Sesuai dengan hukum Hooke tersebut, maka besar gaya berat (F) yang diberikan akan sebanding dengan pertambahan panjang pegas (x). Sehingga dapat digambarkan dengan grafik HUBUNGAN antara F-x yaitu semakin besar gaya berat yang diberikan, maka semakin besar pula grafik tersebut menunjukan pertambahan panjang pada pegas. Dan secara sistematis, hukum Hooke dapat dituliskan dengan persamaan : F = - k . x ………………………………… (1) Dengan : F = gaya yang bekerja pada pegas (N) k = konstanta pegas (N/m) x = pertambahan panjang pegas (m). Konstanta pegas merupakan suatu angka tertentu yang menjadi salah satu karakteristik suatu pegas. Jika sebuah pegas yang diberikan beban M dan digantungkan secara vertical maka akan berlaku hubungan : Mg = kx ………………………………….. (2) Yang artinya bahwa gaya pegas F = - kx diimbangi oleh gaya gravitasi Mg, sehingga massa M tetap dalam keadaan setimbang pada simpangan pegas x. Jika g, M, dan x dapat diketahui/diukur, maka konstan pegas dapat dihitung. Cara seperti ini disebut cara statis. Jika M tergantung pada pegas dalam keadaan setimbang, lalu kita simpangkan, misalnya dengan menarik massa M ke bawah, dan kita lepaskan kembali, maka pada saat dilepaskan ada gaya pegay yang bekerja pada benda, yang benda bergerak mula – mula kea rah titik setimbang semula dan selanjutnya massa M akan bergerak harmonic. Gaya pegas ini menyebabkan benda mendapat percepatan yang arahnya selalu menuju ke titik setimbangnya yang diungkapkan dalam persamaan Ma = - kx ………………………………… (3) Persamaan diatas berlaku jika massa pegas diabaikan. Gerak harmonik yang dilakukan massa M mempunyai periode 𝑀

𝑇 = 2𝜋√ 𝑘 …………………………...……. (4)

25

Sebenarnya pegas ikut bergerak harmonik, hanya saja bagian yang dekat dengan massa M amplitudonya besar sesuai dengan amplitude gerak harmonik massa M, tetapi bagian yang jauh dari massa M mempunyai amplitude yang kecil, malahan ujung pegas yang jauh dari massa M merupakan bagian yang tidak ikut bergerak. Dengan demikian sebenarnya massa pegas tidak dapat diabaikan hanya saja kalau harus diperhitungkan, harga sebagian saja massa pegas yang perlu diperhitungkan sehingga persamaan (4) dapat dituliskan kembali : 𝑀

𝑀+𝑀𝑒𝑓

𝑇 = 2𝜋√ 𝑘 = 2𝜋√

𝑘

…………………. (5)

M = massa yang tergantung pada pegas Mef = massa efektif pegas, yaitu sebagian dari massa pegas yang efektif bergerak harmonic bersama – sama M. (0 < mef < mpegas ). Harga k dan mef dapat ditentukan dari grafik T2 terhadap M (gunakan metode kwadrat terkecil). Untuk menghitung k dengan cara statis diperlukan harga g. g dapat ditentukan dengan percobaan getaran zat cair dalam pipa U. jika zat cair pada salah satu pipa U disimpangkan sejauh x, dari titik setimbangnya maka beda tinggi zat cair pada kedua kaki pipa U adalah 2x. Ini menyebabkan sistem tidak seimbang yaitu ada gaya yang menyebabkan seluruh zat cair bergerak harmonik sebesar : F = -2 x Asg ………………………….. (6) A = luas penampang kolom zat cair s = massa jenis zat cair g = percepatan gravitasi sesuai dengan hukum Newton : F = ma, didapatkan ma = -2 Asg ……………………..…… (7) m = massa seluruh zat cair 𝑙

periode getar harmonik adalah 𝑇 = 2𝜋√2𝑔……………………….…. (8)

26

4.3. Metode Percobaan Menentukan g dari getaran kolom zat cair 1.

Dicatatlah dahulu suhu ruangan pada awal dan ahir percobaan

2.

Diukurlah panjang kolom zat cair menggunakan meteran 10 kali

3.

Buatlah kedudukan zat cair pada salah satu kaki pipa U lebih tinggi dan kemudian lepaskan. Zat cair akan melakukan gaya harmonik

4.

Dicatatlah waktu yang diperlukan untuk melakukan 5 getaran penuh

5.

Diulangi no. 3 dan 4 beberapa kali (3 kali)

Menentukan pagas secara statis 1.

Digantungkanlah ember kosong pada pegas, catat kedudukan jarum petunjuk pada skala (tabel)

2.

Ditambahkanlah setiap kali keping – keping beban dan ini menyebabkan pegas terantang. Catat pula tiap – tiap perubahan beban dan perubahan panjang pegas

3.

Selanjutnya kurangi keping – keping beban dan catatlah pula kedudukan jarum petunjuk

4.

Ditimbanglah massa ember, tiap – tiap beban dan pegas (ingat nomor urut tiap – tiap beban)

Menentukan tetapan pegas dan massa efektif pegas dgn cara dinamis 1.

Ember kosong digantung pada pegas, kemudian digetarkan. Usahakan getaran ayunan dari ember tidak goyang ke kanan/ke kiri

2.

Ditentukanlah waku getar dari 20 kali ayunan. Catat massa tiap beban untuk waktu yang sesuai

3.

Ditambahkanlah beban dalam ember dan sekali lagi ayunkan untuk 20 kali ayunan penuh. Ulangi ini untuk tambahan beban yang lain (buat tabel). Ingat nomor urut beban.

27

4.3.1. Alat dan Bahan Alat yang digunakan : 1. Statip 2. Stopwatch 3. Skala baca 4. Pipa U berisi cairan 5. Meteran Bahan yang digunakan : 1. Ember tempat beban 2. Beban – beban tambahan

4.3.2. Design

4.3.3. Langlah Kerja Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 23 Desember 2014, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut : Keadaan ruangan Sebelum percobaan Sesudah percobaan

P (cm)Hg 75,55 Hg 75,55 Hg

T (oC) 27oC 27oC

1. Menentukan Gravitasi No 1 2 3 𝑥̅

ΣGetar

𝑙 (cm)

5 getaran

36,5

t (s) 04.10 04.60 04.50

28

T (s) 0,82 0,92 0,90

g cm/s² 1070,42 850,36 888,58 936,45

C (%) 66 % 68 %

2. Menentukan tetapan pegas No 1 2 3 4 𝑥̅

Massa (gr) 61,2 7,2 14,2 21,2

X (cm) 0 0,8 1,4 2,1

K (gr/s²) 0 8428,05 9498,28 9453,68 9126,67

3. Menentukan tetapan pegas No 1 2 3 4 𝑥̅

Massa (gr) 61,2 7,2 14,2 21,2

Σgetar 20

t (s) 09.90 10.30 10.90 12.10

Diketahui : 1. 2. 3. 4. 5.

Massa ember : 61,2 gram Massa pegas : 9,9 gram Massa keping 1 : 7,2 gram Massa keping 2 : 7,0 gram Massa keping 3 : 7,0 gram

29

T (s) 0,495 0,515 0,545 0,605

Mef (gr) -4,49 -7,02 -6,66 2,30 -3,9675

4.3.4. Analisis Data 1.

Menentukan gravitasi 𝑙

𝑇 = 2𝜋√2𝑔

Rumus : 𝑇² = 2𝜋² 𝑇² = 2𝜋 𝑔=

𝑙 2𝑔 𝑙 2𝑔

2𝜋²𝑙 𝑇²

𝑔1 =

2𝜋²𝑙

𝑔2 =

𝑇²

2 𝑥 3,142 𝑥 36,5 0,82² = 1070,4 𝑚/𝑠 2 =

𝑔3 =

2𝜋²𝑙 𝑇²

2 𝑥 3,142 𝑥 36,5 = 0,92² = 850,36 𝑚/𝑠 2

2𝜋²𝑙 𝑇²

2 𝑥 3,142 𝑥 36,5 = 0,90² = 888,58 𝑚/𝑠 2

2.

Menentukan Tetapan Pegas

Rumus : 𝑘 =

𝑚. 𝑔 𝑥

𝑚 .𝑔 𝑥 7,2 𝑥 936,45 = 0,7 = 9632,06 𝑔𝑟/𝑠 2

𝑚 .𝑔 𝑥 14,2 𝑥 936,45 = 1,4 = 9498,28 𝑔𝑟/𝑠 2

𝑘1 =

𝑘2 =

𝑚 .𝑔 𝑥 21,2 𝑥 936,45 = 2,1

𝑘3 =

= 10212,57 𝑔𝑟 /𝑠 2

30

3.

Menentukan massa efektif pegas

Rumus : 𝑀𝑒𝑓 =

𝑘 𝑥 𝑇² 4𝜋²

𝑀𝑒𝑓1 =

−𝑀

𝑘 𝑥 𝑇² −𝑀 4𝜋²

𝑘 𝑥 𝑇² −𝑀 4𝜋²

𝑀𝑒𝑓2 =

9780,97 𝑥 0,4952 4 𝑥 3,142 − 61,2 = −4,49𝑔𝑟

9780,97 𝑥 0,5152 = 4 𝑥 3,142

=

− 68,2 = −7,02 𝑔𝑟

𝑀𝑒𝑓3 =

𝑘 𝑥 𝑇² −𝑀 4𝜋²

𝑀𝑒𝑓4 =

𝑘 𝑥 𝑇² −𝑀 4𝜋²

9780,97 𝑥 0,5452 = 4 𝑥 3,142

9780,97 𝑥 0,6052 = 4 𝑥 3,142

− 75,4

− 82,4

= −6,66 𝑔𝑟

= 2,30 𝑔𝑟

4.4. Hasil dan Pembahasan 4.4.1. Hasil Jika sebuah pegas diberi gaya berat dengan besar tertentu, maka secara otomatis pegas tersebut akan mengalami pertambahan panjang. Hubungan antara besar gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas adalah konsep dasar dari hukum Hooke. Hukum Hooke adalah hukum atau ketentuan mengenai gaya dalam ilmu fisika yang terjadi karena sifat elastisitas dari sebuah pegas. Sifat elastisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali kebentuk semula. F = - k . x ………………………………… (1) Dengan :

F = gaya yang bekerja pada pegas (N) k = konstanta pegas (N/m) x = pertambahan panjang pegas (m).

Jika gaya F ditimbulkan oleh massa benda maka F = gaya berat = m.g Dengan membuat grafik antara pertambahan beban m dan perpanjangan pegas x, maka:

31

𝑔 𝑘

𝑥

𝑔

= 𝑚 jika 𝑛 = 𝑘 maka diperoleh 𝑛 =

𝑚 𝑘

.

Jika suatu pegas diberikan beban kemudian beban itu ditarik dalam keadaan seimbangnya lalu dilepaskan, maka benda diujung pegas ini akan bergetar (berosilasi). Diperoleh : 𝑇= Dengan

4𝜋 2 𝑚 𝑘

m = Mbeban + Member + f.Mpegas f = faktor efektif pegas dengan harga (0 < f < 1)

f M pegas = massa efektif pegas Jadi : 4𝜋 2 𝑇 = (𝑀𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛 + 𝑀𝑒𝑚𝑏𝑒𝑟 + 𝑓𝑀𝑝𝑒𝑔𝑎𝑠 ) 𝑘 2

Dari persamaan – persamaan sebelumnya maka diperoleh : 4𝜋 2 𝑛 𝑚 𝑇 = 𝑔 2

4.4.2. Pembahasan Dalam percobaan diatas ada yang menentukan nilai gravitasi, literatur gravitasi adalah 980-1000 m/s2. Dalam percobaan ini diperoleh nilai gravitasinya adalah 936,45 m/s2, nilai yang didapat tidak termasuk kedalam rentang literatur gravitasi yang biasa dipakai oleh para ilmuan, mengapa terjadi demikian, hal itu terjadi sebenarnya bukan karena kesalahan peneliti melainkan bisa karena kondisi alat yng digunakan kurang baik atau dalam praktiknya ada beberapa metode yang kurang pas seperti dalam halnya ketika menarik pegas, bisa saja pegas itu tidak dalam keadaan lurus ketika diregangkan, bisa bergerak ke kiri/ke kanan. Karena nilai gravitasi yang kurang dari rentang literatur yang biasa dipakai, menyebabkan nilai massa efektif pegas menjadi negatif (-), akan tetapi bila kesalahan yang menyebabkan nilai gravitasi yang tidak sesuai tidak terjadi, nilai massa efektif pegas akan bernilai positif (+).

32

BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan 1. Lensa Semakin jauh jarak lensa terhadap lensa, maka hasil bayangan yang terbentuk akan semakin besar (nyata, terbalik, diperbesar), namun jika teralu jauh hasil bayangannya menjadi maya. Semakin jauh jarak antara lensa dan layar, maka hasil bayangannya akan semakin besar, namun gambar bayangan akan semakin pudar. Jarak antara lensa cekung dan lensa cembung pada percobaan bayangan lensa cekung yaitu semakin jauh jaraak benda maka hasil bayangan yang terbentuk akan semakin kecil, disini lensa cekung berperan sebagai benda bagi lensa cekung. 2. Bandul Fisis Dari eksperimen yang telah dilakukan, teramati adanya pengaruh tambahan beban pada ujung batang bandul fisis terhadap osilasi. Penambahan beban tersebut menyebabkan berubahnya pusat massa batang. Dari percobaan diperoleh bahwa momen inersia batang Aluminium adalah 4,2 ± 0,1 kg.m2. sedangkan percepatan gravitasi bumi sebesar 10,5 ± 2,1 m/s2. 3. Koefisien Pergerakan Zat Cair Berdasarkan hasil perhitungan pada percobaan yang pertama, didapatkan koefisien viskositas gliserin sebesar 0,046 ± 0,001 dyne dt cm-2 dan koefisien viskositas oli sebesar 0,020 ± 0,0006 dyne dt cm-2. Semakin besar nilai koefisien viskositas zat cair, maka semakin sulit suatu benda padat melewati zat cair tersebut. Hal ini dikarenakan adanya gaya tarik-menarik antar molekul sejenis. 4. Ketetapan Gaya Pegas dan Grafitasi Dalam percobaan ini diperoleh nilai gravitasinya adalah 936,45 m/s2, nilai yang didapat tidak termasuk kedalam rentang literatur gravitasi yang biasa dipakai oleh para ilmuan, hal itu terjadi bukan karena kesalahan peneliti melainkan karena kondisi alat yang digunakan kurang baik atau dalam praktiknya ada beberapa metode yang kurang pas seperti dalam halnya ketika menarik pegas, bisa saja pegas itu tidak dalam keadaan lurus ketika diregangkan, bisa bergerak ke kiri/ke kanan.

33

5.2. Saran 1. Sebaiknya pada saat praktikum praktikan harus memahami dan mengusai materi yang akan diujikan serta langkah kerja yang akan dilakukan, sehingga tidak terjadi kesalahan dalam pengamatan atau praktikum. 2. Alangkah baiknya bila pengukuran yang dilakukan dalam praktikum lebih dari dua kali agar mendapatkan hasil yang lebih akurat.

34

DAFTAR PUSTAKA

Puwandari.2013.Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jember: Universitas Jember. Purwoko.2007.Fisika.Jakarta:Ghalia Indonesia. Sarojo,G.2011.Gelombang dan Optika.Jakarta:Salemba Teknika. https://www.slideshare.net/ https://www.academia.edu/ Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor http://ihavethisstory.blogspot.com/2013/02/munculnya-rumus-hukum-hooke.html http://www.slideshare.net/hanifahipeh/laporan-praktikum-fisika-dasar-tetapan-pegas

35