KETERANGAN LEBIH BAIK MENGUNDUH BERKAS LENGKAP KARENA BLOG VIEW INI ADA RUMUS YANG SULIT DITULIS
TERIMAKIASIH
download berkas :
jika tidak bisa mendownload silakan baca
<<cara download>>
=======================================================================
baca juga:
- Laporan Praktikum Hukum OHM
- Laporan Pengukuran Benda Padat
- Laporan teteapan pegas
=======================================================================
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Tujuan
percobaan
Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa
dapat :
1) Pengukuran
dasar waktu
2) Mencari
ketetapan pegas dengan menggunakan hukum Hooke
3) Menentukan
massa efektif pegas
1.2.
Dasar
Teori
Kebanyakan
gaya sehari-hari yang diamati pada benda-benda makroskopis adalah gaya kontak
langsung dengan benda. Gaya-gaya ini adalah hasil gaya molukuler yang
dikerjakan molekul-molekul sebuah benda pada molekul di benda lain. Gaya
molekuler ini sendiri adalah perwujudan yang rumit dari gaya elektromagnetik
dasar.
Misalnya
kita tinjau pegas yang dipasang horisontal, di mana pada ujung pegas tersebut
dikaitkan sebuah benda bermassa m. Massa benda kita abaikan, demikian juga
dengan gaya gesekan, sehingga benda meluncur pada permukaan horisontal tanpa
hambatan. Terlebih dahulu kita tetapkan arah positif ke kanan dan arah negatif
ke kiri. Setiap pegas memiliki panjang alami, jika pada pegas tersebut tidak
diberikan gaya. Pada kedaan ini, benda yang dikaitkan pada ujung pegas berada
dalam posisi setimbang. Untuk semakin memudahkan pemahaman dirimu,sebaiknya
dilakukan juga percobaan.
Apabila
benda ditarik ke kanan sejauh +x (pegas diregangkan), pegas akan memberikan
gaya pemulih pada benda tersebut yang arahnya ke kiri sehingga benda kembali ke
posisi setimbangnya.
Sebaliknya,
jika benda ditarik ke kiri sejauh -x, pegas juga memberikan gaya pemulih untuk
mengembalikan benda tersebut ke kanan sehingga benda kembali ke posisi
setimbang.
Besar
gaya pemulih F ternyata berbanding lurus dengan simpangan x dari pegas yang
direntangkan atau ditekan dari posisi setimbang (posisi setimbang ketika x =
0). Secara matematis ditulis :
F = -kx
Persamaan
ini sering dikenal sebagai persamaan pegas dan merupakan hukum hooke. Hukum ini
dicetuskan oleh paman Robert Hooke (1635-1703). k adalah konstanta dan x adalah
simpangan. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah
berlawanan dengan simpangan x. Ketika kita menarik pegas ke kanan maka x
bernilai positif, tetapi arah F ke kiri (berlawanan arah dengan simpangan x).
Sebaliknya jika pegas ditekan, x berarah ke kiri (negatif), sedangkan gaya F
bekerja ke kanan. Jadi gaya F selalu bekeja berlawanan arah dengan arah
simpangan x. k adalah konstanta pegas. Konstanta pegas berkaitan dengan elastisitas
sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah pegas),
semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas.
Sebaliknya semakin elastis sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas),
semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas. Untuk meregangkan
pegas sejauh x, kita akan memberikan gaya luar pada pegas, yang besarnya sama
dengan F = +kx. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa x sebanding dengan gaya yang
diberikan pada benda.
Getaran adalah gerak bolak-balik
secara periodik yang selalu melalui titik keseimbangan.Satu getaran adalah
gerakan dari titik mula-mula dan kembali ke titik tersebut. Periode (waktu
getar) adalah waktu yang digunakan untuk mencapai satu getaran penuh, dilambangkan
T (sekon atau detik).Frekuensi adalah banyaknya getaran tiap detik,
dilambangkan f (Hertz). Amplitudo adalah simpangan maksimum dari suatu getaran,
dilambangkan A (meter).Simpangan adalah jarak besarnya perpindahan dari titik
keseimbangan ke suatu posisi,
dilambangkan Y (meter). Sudut fase getaran adalah sudut tempuh getaran dalam
waktu tertentu, dilambangkan (radian). Fase getaran adalah perbandingan antara
lamanya getaran dengan periode, dilambangkan. Kecepatan sudut adalah sudut yang
ditempuh tiap satuan waktu
Hubungan f dan
T :
Pegas
Sebuah pegas
yang digantung vertikal ke bawah ujungnya diberi beban m ditarik dengan gaya F
sehingga pegas bertambah panjang sebesar x,
kemudian gaya dilepas, maka beban bersama ujung pegas akan mengalami gerak
harmonik dengan periode :
T
= periode (s)
f
= frekuensi pegas (Hz)
m
= massa beban (kg)
π =
22/7 atau 3,14
k
= konstanta pegas (N/m)
Nilai
k dapat dicari dengan rumus hukum Hooke yaitu :
F
= k y
Pada
pegas :
·
Tegangan
Tegangan atau stress (
) didefinisikan sebagai hasil bagi
antara gaya tarik F dengan luas penampang kawat A. jadi, tegangan (
dapat ditulis manjadi:
·
Regangan
Regangan strain atau (e)
didefinisikan sebagai perbandingan antara pertambahan panjang
dengan panjang awal ℓ0. Jadi,
regangan (e) dapat ditulis menjadi:
·
Modulus
Elastis
Modulus Elastisitas atau Modulus
Young (E) sebatang logam didefinisikan sebagai perbandingan antara (
dan regangan (e) logam itu. Jadi, Modulus
Elastisitas dapat ditulis menjadi:
Menurut hukum Hooke tekanan atau
tarikan yang bekerja pada seutas tali/kawat atau batang akan mengakibatkan
perubahan panjang kawat atau pelengkungan pada batang tersebut. Selama dalam
batas elastisitas, perbandingan antara tekanan (stress) dengan perubahan
realif/regangan (strain) yang diakibatkan konstan. Untuk perubahan dalam satu
dimensi, konstanta tersebut dinyatakan dengan modulus elastisitas/modulus
young. Beban yang menimbulkan gaya F dyne pada kawat /tali dengan luas
penambpang A akan memberikan stress sebesar :
P = F/A
Sedangkan penambahan panjang
kawat/tali dibandingkan dengan panjang mula-mula dinyatakan dengan :
l / loDStrain =
Modulus
elastisitas untuk kawat/tali tersebut dinyatakan dengan rumus:
Suatu
benda yang bergerak pada suatu permukaan benda lain akan mendapat gaya yang
arahnya berlawanan dengan arah benda. Gaya ini terjadi akibat gesekan kedua
permukaan benda dan disebut sebagai gaya gesek. Bukti adanya gaya gesek adalah
peristiwa pengereman pada mobil atau ketika kita mendorong sebuah buku dilantai
dengan gaya tertentu dan buku bergerak maka buku tersebut akan berhenti di satu
titik.
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1.
Peralatan
dan Bahan yang Digunakan
1) Statip
2) Ember
tempat beban
3) Beban-beban
tambahan
4) Stopwatch
5) Skala
baca
6) Pipa
U berisi cairan
7) Penggaris
mal
BAB III
METODA KERJA
1.
Menentukan
g dari getaran kolom zat cair
a) Ukur
panjang kolom zat cair menggunakan penggaris mal 10 kali.
b) Buatlah
kedudukan zat cair pada salah satu kaki pipa U lebih tinggi dan kemudian
lepaskan. Zat cair akan melakukan gaya harmonik.
c) Catat
waktu yang diperlukan untuk melakukan 5 getaran penuh.
d) Ulangi
butir 2 dan 3 beberapa kali (10 kali)
2.
Menentukan
pegas secara statis
a) Gantungkan
ember kosong pada pegas, catat kedudukan jarum petunjuk pada skala (tabel).
b) Tambahkan
setiap kali keeping-keping beban dan ini menyebabkan pegas terantang; catat
pula tiap-tiap perubahn beban dan perubahan panjang pegas.
c) Selanjutnya
kurangi keping-keping beban dan catat pula kedudukan jarum petunjuk. Semuanya
dalam bentuk tabel yang sesuai.
d) Timbanglah
massa ember, tiap-tiap beban dan pegas (ingat nomor urut tiap-tiap beban)
3.
Menentukan
tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara dinamis
a) Ember
kosong digantung pada pegas, kemudian digetarkan. Usahakan getaran ayunan dari
ember tidak goyang ke kiri/ ke kanan.
b) Tentukan
waktu getar dari 20 kali ayunan. Catat massa dari tiap beban untuk waktu yang
sesuai.
c) Tambahkan
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.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1.
Data
Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang
telah dilakukan tanggal 11 November 2011, maka dapat dilaporkan hasil sebagai
berikut.
Keadaan
ruangan
|
P
(cm)Hg
|
T
(oC)
|
C
(%)
|
Sebelum
percobaan
|
74,7
Hg
|
31,5oC
|
60
%
|
Sesudah
percobaan
|
74,7
Hg
|
30,5oC
|
55
%
|
Member =
64, 7 gram
M1 = 9, 9 gram
M2 =
10, 1 gram
M3 =
10, 1 gram
M4 =
10, 1 gram
M5 = 9, 7 gram
a. Menentukan
Gravitasi (g) Cari Kolom Zat Cair
No
|
Σ
Getaran
|
Waktu
(t) s
|
l
(cm)
|
T
|
g
(cm/s2)
|
1.
|
5
|
4,04
|
30
|
0,808
|
907,03
|
2.
|
3,77
|
0,754
|
1041,60
|
||
3.
|
3,83
|
0,766
|
1009,23
|
||
4.
|
3,86
|
0,772
|
993,60
|
||
5.
|
4,09
|
0,818
|
884,99
|
||
5
|
3,918
|
30
|
0,784
|
967,29
|
b. Menentukan
Tetapan Pegas Cara Statis
No
|
Massa
(gr)
|
x
(cm)
|
K
(mg/x)
|
1
|
64,7
|
0
|
0
|
2
|
9,90
|
1,2
|
7980,142
|
3
|
20,0
|
2,2
|
8793,545
|
4
|
30,1
|
2,5
|
11646,171
|
5
|
40,2
|
3,3
|
11783,351
|
6
|
49,9
|
4,3
|
11255,063
|
35,8
|
2,25
|
10291,654
|
c. Menentukan
tetapan pegas dan massa efektif pegas dengan cara dinamis
No
|
Σ Getaran
|
Waktu
(t) s
|
T
|
Massa
(gr)
|
Mef
|
1
|
20
|
10,20
|
0,51
|
64,7
|
3,106
|
2
|
11,18
|
0,559
|
74,6
|
6,861
|
|
3
|
11,80
|
0,59
|
84,7
|
6,047
|
|
4
|
12,52
|
0,626
|
94,8
|
7,359
|
|
5
|
12,94
|
0,647
|
104,9
|
4,228
|
|
6
|
13,94
|
0,697
|
114,6
|
12,047
|
|
20
|
12,10
|
0,605
|
89,71
|
6,608
|
4.2.
Perhitungan
a.
Menghitung
gravitasi (g) dari kolom zat cair
b.
menghitung
tetapan pegas dengan cara statis (k)
c.
Menghitung
nilai massa efektif (Mef)
BAB V
PEMBAHASAN
Sebuah pegas yang dibuat dengan cara melilitkan kawat yang
kaku menjadi sebuah kumparan adalah alat yang lazim. Gaya yang dikerjakan oleh
pegas jika ia ditekan atau diregangkan adalah hasil dari gaya intermolukuler
yang rumit dari dalam pegas adalah cukup untuk kebanyakan terapan.
Bila sebuah benda diregangakan oleh gaya, maka panjang benda
akan bertambah. Panjang atau pendeknya pertambahan panjang benda tergantung
pada elastisitas bahan dari benda tersebut dan juga gaya yang diberikannya.
Apabila benda masih berada dalam keadaan elastis ( batas elastisitasnya belm
dilampaui), beradasarkan hukum Hooke pertambahan panjang (∆x) sebanding dengan
besar gaya F yang meregangkan benda. Asas ini berlaku juga bagi pegas heliks,
selama batas elastisitas pegas tidak
terlampaui.
Tanda (-) menunjukkan bahwa arah gaya (F) berlawanan dengan
arah simpangan (
y).
Grafik hubungan antara gaya (F) dengan pertambahan panjang (
y)
pegas.
Seperti kita menyelidiki sifat elastisitas bahan, kita juga
mengukur pertambahan panjang pegas dan besarnya gaya yang diberikan.
Dalam hal ini,gayayang diberikan sama dengan berat benda = massa x percepatan
gravitasi.Pegas ada disusun tunggal, ada juga yang disusun seri ataupun
paralel. Untuk pegas yang disusun seri, pertambahan panjang total sama dengan
jumlahmasing-masing pertambahan panjang pegas sehingga pertambahan total x
adalah : x = x
Hukum hooke hanya berlaku untuk daerah elastik, tidak
berlaku untuk daerah plastik maupun benda-benda plastik. Menurut Hooke,
regangan sebanding dengan tegangannya, dimana yang dimaksud dengan regangan
adalah persentase perubahan dimensi. Tegangan adalah gaya yang menegangkan
persatuan luas penampang yang dikenainya.
Sebelum diregangkan dengan gaya F, energi potensial sebuah
pegas adalah nol, setelah diregangkan energi potensial nya berubah menjadi: E=
kx
BAB VI
KESIMPULAN
Dari percobaan, pengamatan dan
perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai
berikut.
1)
Dalam penelitian gaya pegas dan konstanta pegas terbukti
bahwa Hukum Hooke adalah benar. Yaitu hubungan antara gaya yang diberikan pada
pegas serbanding dengan pertambahan panjang pegas ( F = k . x )
2)
Konstanta pegas adalah
ukuran elastisitas pegas. Jadi apabila pegas makin kaku maka konstanta pegas
besar.
3)
Semakin banyak getaran
yang dilakukan pad sistem getaran, waktu yang diperlukan semakin banyak
sehingga periodenya semakin besar.
4)
Makin besar massa yang
dipergunakan maka pertambahan panjang pada sistem pembebanan akan semakin besar.
5)
Pada sistem getaran
nilai k. ditentukan banyaknya getaran, massa,dan periode.
LAMPIRAN
Tugas
Akhir
1. Dari
percobaan A tentukan harga G menggunakan persamaan (8)
2. Dari
percobaan B tentukan harga k dengan menggunakan persamaan (2)
Gunakan dua cara yaitu:
1. Dengan
menggunakan grafik (metode kwadrat terkecil)
2. Dengan
merata-ratakan harga k dari tiap kali penambahan beban
3. Dari
percobaan C buat grafik antara T2 terhadap M dan dari grafik ini
tentukan harga k dan massa efektif pegas (pakai metode kwadrat terkecil)
4. Pada
umumnya hasil yang diperoleh untuk harga k dari percobaan B dan C berbeda.
Apakah penyebanya ? Terangkan !
Jawaban:
1. Persamaan
(8): T = 2π
menjadi
2.
4.
2. Persamaan
(2): mg = kx menjadi k =
1.
x
|
Y
|
30,1
|
9,9
|
20
|
40,2
|
49,9
|
64,7
|
1,2
|
2,2
|
2,5
|
3,3
|
4,3
|
x
Panjang Pegas (cm)
|
2.
mg/x
mg/x
mg/x
mg/x
mg/x
3.
Grafik
T2 terhadap M dengan menentukan harga k dan Mef..
64,7
|
94,8
|
84,7
|
94,8
|
104,8
|
114,5
|
0,26
|
0,31
|
0,35
|
0,39
|
0,43
|
0,49
|
Y
|
x
|
T2
(Perioda)
|
4.
Hasil yang diperoleh
untuk k pada percobaan B (statis) dan C (dinamis). Dikarenakan pengaruhnya
massa ember kosong diabaikann yang dihitung hanya massa beban. Sedangkan, pada
percobaan dinamis massa ember kosong dihitung dan ditambah dengan massa beban.
DAFTAR PUSTAKA
Alonso,
Marcello & Edward J. Finn. 1980. Dasar-Dasar
Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta
2011.
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar .
Universitas Pakuan. Bogor
Hilliday,
David & Robert Resnick. 1985. Fisika.
Erlangga. Jakarta
Tiper,
Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan
Teknik. Erlangga. Jakarta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar