LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA I
HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK
Diajukan untuk memenuhi memenuhi tugas praktikum Fisika I dengan: Dosen pengampu DR. Eng. Agus Setiawan, M.Si.
Oleh
Kelompok 1A (NAMA)
(NIM)
(NAMA)
(NIM)
(NAMA)
(NIM)
(NAMA)
(NIM)
DEPARTEMEN PENDIDIKAN TEKNIK MESIN FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA BANDUNG 2015
KATA PENGANTAR
i
KATA PENGANTAR
i
DAFTAR ISI
ii
I. JUDUL PRAKTIKUM:
“HUKUM KEKEKALAN ENERGI MEKANIK”
II. TUJUAN PRAKTIKUM
Setelah melakukan percobaan ini, anda diharapkan dapat memverifikasikan hukum kekekalan energi pada energi mekanik, pada perubahan energi potensial menjadi energi kinetik.
III. TEORI DASAR
A. Energi Potensial Atau Energi Diam Energi potensial adalah energi yang dimiliki suatu benda akibat adanya pengaruh tempat atau kedudukan dari benda tersebut. Energi potensial disebut juga dengan energi diam karena benda yang dalam keaadaan diam dapat memiliki energi. Jika benda tersebut bergerak, maka benda itu mengalami perubahan energi potensial menjadi energi gerak. Contoh misalnya seperti buah kelapa yang siap jatuh dari pohonnya, cicak di plafon rumah, dan lain sebagainya. Rumus atau persamaan energi potensial : Ep = m.g.h
Keterangan: Ep = energi potensial m = massa dari benda g = percepatan gravitasi h = tinggi benda dari tanah B. Energi Kinetik atau Kinetis Energi kinetik adalah energi dari suatu benda yang dimiliki karena pengaruh gerakannya. Benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Rumus atau persamaan energi kinetik : 2
Ek = 1/2.m.v
1
Keterangan: Ep = energi kinetik m = massa dari benda v = kecepatan dari benda
C. Hukum kekekalan energi
" Energi tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan " Jadi perubahan bentuk suatu energi dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain tidak merubah jumlah atau besar energi secara keseluruhan. Rumus atau persamaan mekanik (berhubungan dengan hukum kekekalan energi) : Em = Ep + Ek
Keterangan: Em = energi mekanik Ep = energi kinetik Ek = energi kinetik Penerapan hukum kekekalan energi mekanik:
1.Contoh hukum kekekalan energi mekanik pada gerak jatuh bebas: Misalnya kita tinjau sebuah batu yang dijatuhkan dari ketinggian tertentu. Pada analisis mengenai Gerak Jatuh Bebas, hambatan udara diabaikan, sehingga pada batu hanya bekerja gaya berat (gaya berat merupakan gaya gravitasi yang bekerja pada benda, di mana arahnya selalu tegak lurus menuju permukaan bumi). Ketika batu berada pada ketinggian tertentu dari permukaan tanah dan batu masih dalam keadaan diam, batu tersebut memiliki Energi Potensial sebesar EP = mgh. m adalah massa batu, g adalah percepatan gravitasi dan h adalah kedudukan batu dari permukaan tanah (kita gunakan tanah sebagai titik acuan). ketika berada di atas permukaan tanah sejauh h (h = high = tinggi ), Energi Kinetik (EK) batu = 0.
2
mengapa nol ? batu masih dalam keadaan diam, sehingga kecepatannya 0. EK = ½ mv2, karena v = 0 maka EK juga bernilai nol alias tidak ada Energi Kinetik. Total Energi Mekanik = Energi Potensial. EM = EP + EK EM = EP + 0 EM = EP 2.Contoh hukum kekekalan energi mekanik pada gerak parabola:
Ketika benda hendak bergerak (benda masih diam), Energi Mekanik yang dimiliki benda sama dengan nol. Ketika diberikan kecepatan awal sehingga benda melakukan gerakan parabola, EK bernilai maksimum (kecepatan benda besar) sedangakn EP bernilai minimum (jarak vertikal alias h kecil). Semakin ke atas, kecepatan benda makin berkurang sehingga EK makin kecil, tetapi EP makin besar karena kedudukan benda makin tinggi dari permukaan tanah. Ketika mencapai titik tertinggi, EP bernilai maksimum (h maksimum), sedangkan EK bernilai minimum (hanya ada komponen kecepatan pada arah vertikal).Ketika kembali ke permukaan tanah, EP makin berkurang sedangkan EK makin besar dan EK bernilai maksimum ketika benda menyentuh tanah. Jumlah energi mekanik selama benda bergerak bernilai tetap, hanya selama gerakan terjadi perubahan energi kinetik menjadi energi potensial (ketika benda bergerak ke atas) dan sebaliknya ketika benda bergerak ke bawah terjadi perubahan energi potensial menjadi energi kinetik. 3. contoh hukum kekekalan energi mekanik pada gerak harmonik
Untuk menggerakan benda yang diikatkan pada ujung tali, benda tersebut kita tarik ke kanan hingga mencapai titik A. Ketika benda belum dilepaskan (benda masih diam), Energi Potensial benda bernilai maksimum, sedangkan EK = 0 (EK = 0 karena benda diam ). Pada posisi ini, EM = EP. Ingat bahwa pada benda
3
bekerja gaya berat w = mg. Karena benda diikatkan pada tali, maka ketika benda dilepaskan, gaya gravitasi sebesar w = mg cos teta menggerakan benda menuju posisi setimbang (titik B). Ketika benda bergerak dari titik A, EP menjadi berkurang karena h makin kecil. Sebaliknya EK benda bertambah karena benda telah bergerak. Pada saat benda mencapai posisi B, kecepatan benda bernilai maksimum, sehingga pada titik B Energi Kinetik menjadi bernilai maksimum sedangkan EP bernilai minimum. Karena pada titik B kecepatan benda maksimum, maka benda bergerak terus ke titik C. Semakin mendekati titik C, kecepatan benda makin berkurang sedangkan h makin besar. Kecepatan berkurang akibat adanya gaya berat benda sebesar w = mg cos teta yang menarik benda kembali ke posisi setimbangnya di titik B. Ketika tepat berada di titik C, benda berhenti sesaat sehingga v = 0. karena v = 0 maka EK = 0. pada posisi ini, EP bernilai maksimum karena h bernilai maksimum. EM pada titik C = EP. Akibat tarika gaya berat sebesar w = mg cos teta, maka benda bergerak kembali menuju titik B. Semakin mendekati titik B, kecepatan gerak benda makin besar, karenanya EK semakin bertambah dan bernilai maksimum pada saat benda tepat berada pada titik B. Semikian seterusnya, selalu terjadi perubahan antara EK dan EP. Total Energi Mekanik bernilai tetap (EM =EP + EK). Saat ini energi mekanik mempunyai manfaat bagi ekhidupan manusia, Sebagian besar listrik yang digunakan di seluruh dunia berasal dari bendungan hidroelektrik. Hal ini dimungkinkan karena jumlah besar energi air yang bergerak. Bendungan yang dibangun untuk meningkatkan massa air dan air terjun yang diperlukan untuk meningkatkan kecepatan perairan ini.
Variabel kecepatan seperti dinyatakan di atas, meningkatkan massa air dan air menyebabkan peningkatan energi kinetik.
4
IV.ALAT – ALAT PRAKTIMUM No. Katalog
Nama Alat
Jumlah
FPT 16.02/66
Rel Presisi
2
FPT 16.04/68
Kaki Rel
2
FPT 16.04/68
Penyambung rel
1
GSN 185
Klem meja
1
FME 51.08
Tali nilon
1
GSN 126
Katrol
1
FME 27.01
Beban Bercelah, 50 gram
3
FME 51.40
Pewaktu Ketik
1
FME 51.3469
Kereta dinamika
1
GMM 221
Meteran, 3 m
1
FME 69
Pita Ketik
1
KAL 60/5A
Catu daya
1
KAL 99/10-025
Kabel penghubung 25 cm, Hitam
1
KAL 99/20-025
Kabel Penghubung 25 cm, Merah
1
5
V. LANGKAH-LANGKAH PRAKTIKUM Tahap persiapan
a.Ukur massa kerreta M dengan alat-alat tambahannya (jika ada) dan nyatakan massa dalam satuan kg. catat harga M dalam tabel hasil pengamatan. b. Rangkai alat percobaan. Setelah satu kaki rel ditinggikan sedikit dari kaki lainnya untuk kompensasi gesekan. c. gantung beban 50 gram pada ujung tali yang menggantung di katrol. Gantung beban setinggi mungkin dari lantai untuk memperoleh tinggi h sebesar mungkin. d. untuk sementara gunakan tumpakan berpebjepit untuk menahan kereta agar berada di dekat pewaktu ketik. e. pewaktu ketik dan pita ketik dalam keadaan siap untuk dijalankan. Upayakan agar pita ketik dapat bergerak sebebas-bebasnya selama pita ditarik oleh kereta selama percobaan. Tahap percobaan
a.Ukur jarak dari sisi bawah beban ke lantai. Nilai akan diberi lambing h dan catat hasilnya ke dalam tabel. b.Bersiaplah untuk melepaskan kereta dinamika agar bergerak di sepanjang rel dan menangkapnya pada saat akan mencapai ujung rel untuk mencegah kereta bergerak keluar dan jatuh ke lantai. c.Hidupkan pewaktu ketik dan lepaskan kereta dinamika, biarkan bergerak di sepanjang rel dan tangkaplah kereta ketika hampir sampai ke ujung rel, tetapi setelah beban menyentuh lantai. d.Lepaskan pita ketik dari kereta dinamika dan catat hasilnya.
6
Ketika sistem mulai bergerak, sistem tersebut ( beban dan kereta ) bergerak dengan dipercepat sampai menyentuh lantai. Setelah gaya tarik hilang, sistem bergerak luruss beraturan. e.Tandai awal gerak lurus beraturan pada pita ketik, dan potong pita sepanjang 5ketik. Potongan pita ini digunakan sebagai ukuran kecepatan akhir sistem. Dengan menganggap pewaktu ketik bergetar dengan perioda T=1/50 (atau 0.02)detik, arti fisisnya adalah 5 ketik ekivalen dengan 5 x 0.02= 0.1 detik. f.Ukur panajng (s) pita dalam 5 ketik dan nyatakan dalam satuan m. g.Hitung laju akhir sistem menggunakan persamaan v = s/0.1 m/s dan catat hasilnya ke dalam tabel. h.Ulangi langkah a sampai g dengan beban m= 100 gram dan beban m= 150 gram. i.Lengkapi tabel dengan data yang didapatkan.
7
VI.DATA PRAKTIKUM percobaan ke-1 m = 0.05 kg M= 0.095 kg Tinggi (h)= 0.645 meter Interval ke-
Panjang(m)
waktu
1
0.009
0.1
2
0.034
0.1
3
0.056
0.1
4
0.077
0.1
5
0.100
0.1
6
0.115
0.1
7
0.137
0.1
8
0.160
0.1
kecepatan (m/s)
0.09 0.34 0.56 0.77 1 1.15 1.37 1.6
8
Percobaan ke-2 m = 0.100 kg M = 0.095 kg Tinggi (h)= 0.645 meter Interval ke-
Panjang(m)
Waktu
Kecepatan ( m/s)
1
0.017
0.1
0.17
2
0,050
0.1
0.5
3
0.081
0.1
0.81
4
0.119
0.1
1.19
5
0.147
0.1
1.47
6
0.180
0.1
1.8
7
0.113
0.1
1.13
percobaan ke-3 m = 0.150 kg M = 0.095 kg Tinggi = 0.645 meter Interval ke-
Panjang(m) waktu
Kecepatan (m/s)
1
0.004
0.1
0.04
2
0.005
0.1
0.05
3
0.026
0.1
0.26
4
0.065
0.1
0.65
5
0.105
0.1
1.05
9
6
0.140
0.1
7
0.182
0.1
8
0.183
0.1
1.4 1.82 1.83
VII.PERHITUNGAN A. Menentukan panjang atau jarak antara 5 ketik (dalam satuan m). B. Menentukan waktu tiap ketikan dengan perioda 1/50 atau 0,02 s.
Dapat kita ketahui melalui hubungan antara perioda dan frkuensi sebagai berikut: 1.1
F = 1/T
1.2
F = n/t
1.3
n/t=1/T
Didapat : t = n x T
Keterangan : F = Frekuensi ( Hz ) n = Jumlah getaran ( kali atau ketik ) T = Perioda ( s ) Asumsikan bahwa T = 1/50 atau 0,02 s, n = 20 ketikan untuk mencari t ( waktu ) dengan jumlah 20 ketikan. t = n x T = 20 x 0,02 = 0,4 s ; hal ini berarti 0,1 s untuk tiap interval 5 ketik. C. menetukan kecepatan dengan cara membagi panjang dengan waktu (m/s).
a. untuk percobaan pertama Ep= m.g.h = 0.050 x 9.81 x 0.645
= 0.32 joule Ek = 1/2 (m+M)v
2
= 0.5 x (0.145) x 0.74 = 0.054 joule
10
b. untuk percobaan kedua Ep= m.g.h
= 0.100 x 9.81 x 0.645 = 0.63 joule Ek = 1/2 (m+M)v
2
= 0.5 x (0.195) x 1.0201 = 0.100 joule c. untuk percobaan ketiga Ep= m.g.h
= 0.150 x 9.81 x 0.645 = 0.95 joule Ek = 1/2 (m+M)v
2
= 0.5 x (0.245) x 0.79 = 0.095 joule
Tabel hasil pengamatan 2
m(kg)
M(kg)
(m+M) (kg)
h(m)
v(m/s)
mgh(J)
1/2(m+M)v (J)
0.050
0.095
0.145
0.645
0.86
0.32
0.054
0.100
0.095
0.195
0.645
1.01
0.63
0.100
0.150
0.095
0.245
0.645
0.888
0.95
0.095
11
VIII. PEMBAHASAN
12
IX. KESIMPULAN
13
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga. Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga. Hamidah, Ida. Dr, M.Si., 2009 Fisika 1, Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia. Modul Praktikum Fisika, Bandung : Pudak Scientific Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit
Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta
:
Penerbit
Erlangga
http://devia-fisika.blogspot.com/2009/12/penerapan-hukum-kekekalan-energi.html
http://www.GuruMuda.Com
14
LAMPIRAN
(lampirkan photo kelompok setelah selesai praktikum, diberi keterangan nama tiap orang yang ada dlm photo tersebut)
15
16
JUDUL PRAKTIKUM :
“ TUMBUKAN MOMENTUM LINEAR” II.TUJUAN PRAKTIKUM
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat memverifikasikan hukum kekekalan momentum linear pada tumbukan.
III.TEORI DASAR
Dalam ilmu fisika terdapat dua jenis momentum yakni momentum linear dan momentum sudut . Kadang-kadang momentum linear disingkat momentum. Momentum linear merupakan momentum yang dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan lurus, sedangkan momentum sudut dimiliki benda-benda yang bergerak pada lintasan melingkar. Pengertian : Momentum suatu benda didefinisikan sebagai hasil kali massa benda dengan kecepatan gerak benda tersebut.
Untuk sebuah partikel dengan massa m dan bergerak dengan kecepatan v, didefinikan mempunyai momentum : p = m v. Untuk n buah partikel, yang masing, masing dengan momentum p 1, p 2 , ... , pn, secara kesuluruhan mempunyai momentum P, P = p1 + p2 + ... + pn P = m1v1 + m2v2 + ... + mn vn
P = M v pm
“Momentum total sistem partikel sama dengan perkalian massa total sistem partikel dengan kecepatan pusat massanya”.
17
dP/dt = d(Mv pm)/dt = M dv pm/dt dP/dt = M a pm Jadi Feks = dP/dt Hubungan Impuls dan Momentum Dalam suatu tumbukan, misalnya bola yang dihantam tongkat pemukul, tongkat bersentuhan dengan bola hanya dalam waktu yang sangat singkat, sedangkan pada waktu tersebut tongkat memberikan gaya yang sangat besar pada bola. Gaya yang cukup besar dan terjadi dalam waktu yang relatif singkat ini disebut gaya impulsif . v v‟
I = F. ∆t “ Impuls dari sebuah gaya sama dengan perubahan momentum partikel “. Dapat dijabarkan dari hukum II newton: F=m.a F = m . ∆v/∆t F . ∆t = m . ∆v
18
F . ∆t = m (v1 – v2) I = P1 – P2 I = ∆P HUKUM KEKEKALAN MOMENTUM
Jika dua benda yang bertumbukan diilustrasikan dengan gambar di atas, maka secara matematis, hukum kekekalan momentum dinyatakan dengan persamaan :
m1
=
massa
benda
1,
m2
=
massa
benda
2,
v1
=
kecepatan
benda
1
sebelum
tumbukan,
v2
=
kecepatan
benda
2
sebelum
tumbukan,
setelah
tumbukan,
v’1 v’2 =
=
kecepatan
benda
1
kecepatan benda 2 setelah tumbukan. Jika dinyatakan dalam momentum, maka : m1v1 = momentum benda 1
sebelum tumbukan, m2v2 = momentum benda 2 sebelum tumbukan, m1v„1 = momentum benda 1 setelah tumbukan, m2v„2 = momentum benda 2 setelah tumbukan. Kita tulis kembali persamaan hukum II Newton :
19
Ketika bola 1 dan bola 2 bertumbukan, bola 1 memberikan gaya pada bola 2 sebesar F21, di mana arah gaya tersebut ke kanan (perhatikan gambar di bawah)
Momentum bola 2 dinyatakan dengan persamaan :
Berdasarkan Hukum III Newton (Hukum aksi-reaksi), bola 2 memberikan gaya reaksi pada bola 1, di mana besar F 12 = – F21. (Ingat ya, besar gaya reaksi = gaya aksi. Tanda negatif menunjukan bahwa arah gaya reaksi berlawanan dengan arah gaya aksi) Momentum bola 1 dinyatakan dengan persamaan :
20
PENGERTIAN TUMBUKAN Tumbukan adalah pertemuan dua benda yang relatif bergerak. Pada setiap jenis tumbukan berlaku hukum kekekalan momentum tetapi tidak selalu berlaku hukum kekekalan energi mekanik. Sebab disini sebagian energi mungkin diubah menjadi panas akibat tumbukan atau terjadi perubahan bentuk : Macam tumbukan yaitu :
Tumbukan elastis sempurna, yaitu tumbukan yang tak mengalami perubahan energi. Koefisien restitusi e = 1
Tumbukan elastis sebagian, yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik sebab ada sebagian energi yang diubah dalam bentuk lain, misalnya panas. Koefisien restitusi 0 < e < 1.
Tumbukan tidak elastis , yaitu tumbukan yang tidak berlaku hukum kekekalan energi mekanik dan kedua benda setelah tumbukan melekat dan bergerak bersama-sama. Koefisien restitusi e = 0.
21
IV.ALAT – ALAT PERCOBAAN No. Katalog
Nama Alat
Jumlah
FPT 16.02/66
Rel Presisi
2
FPT 16.03/67
Penyambung rel
1
PMK 201
Pasak penumpu
2
PMK 200
Pegas penumbuk
2
FPT 16.17/85
Tumpakan berpenjepit
1
FME 51.40
Pewaktu Ketik
1
KAL 60/5A
Catu daya
1
FME 51.34/69
Kererta dinamika
2
FME 27.01
Beban Bercelah dan penggantung
1 set
KAL 99/10-025
Kabel penghubung 25 cm, Hitam
1
KAL 99/20-025
Kabel Penghubung 25 cm, Merah
1
KNE 26
Timbangan
1
Kertas karbon
2
Kaki rel
2
FPT 16.04/68
22
V.LANGKAH – LANGKAH PERCOBAAN
Catatan: Pada percobaan ini dibutuhkan dua potongan pita ketik yang dipasang pada masing-masing kereta dinamika. Karena hanya ada satu buah pewaktu ketik, pewaktu ketik harus dapat digunakan untuk merekan kedua gerak kereta dinamika. Hal ini dapat dilakukan dengan melewatkan dua pita ketika melalui alur pita dan melewatkan kedua pita diantara dua kertas karbon yang dipasang pada pewaktu ketik.
Tahap persiapan:
a. Ukur massa setiap kereta dinamika menggunakan neraca. Misalkan massa kereta dinamika pertama adalah m1, dan massa kereta dinamika kedua adalah m2. Dan catat hasil pengukuran pada table. b. Berhatilah beberapa kali memberi dorongan singkat kepada kereta dinamika pertama ( kereta dinamika pertama adalah kreta yang berada paling dekat dengan pewaktu ketik) sedemikian rupa sehingga menumbuk kereta dinamika kedua yang diam, dan setelah tumbukan kereta kedua memperoleh laju yang cukup besarnya tetapi jika tidak terlempar keluar rel. perhatikan bahwa kereta dinamika perlu penanganan secara hati-hati. c. Pasang dua potongan pita ketik ( masing-masing panjangnya 1m) ke pewaktu ketik. Jepit ujung pita ketik menggunakan jepitan pada masingmasing kereta. Atur posisi pita ketik dan kertas karbon sedemikian rupa sehingga pada kedua pita ketik dapat dihasilkan titik ketikan pada saata percobaan.
23
Tahap percobaan:
a. Hidupkan catu daya untuk menjalankan pewaktu ketik dan beri kereta dinamika pertama satu dorongan sehingga kereta bergerak dengan kecepatan yang cukup dan menumbuk kereta dinamika kedua. b. Lepaskan kedua pita ketik pada masing-masing kereta dan yakinkan agar pita tidak tertukar pada saat menganalisa data. Periksa hasil ketikan pada tiap potong pita dan pastikan semua ketikan tampak jelas. Jikahasil ketikan tidak terlihat jelas, ulangi percobaan sampai didapatkan hasil ketikan yang jelas. Ganti kertas karbon, jika ketikan tidak terlihat karena kertas karbon telah memudar. c. Periksa titik ketikan pada tiap kertas pada awal gerak setiap kereta dinamiak. Jika ada titik ketikan yang saling tindih, abaikan titik tersebut. Ambil titik awal gerak pada titik pertama ketika titik yang saling tindih tidak ada lagi. Potong pita pada titik tersebut. Anda akan mencari laju kereta dinamika 1 saat sebelum dan sesudah bertumbukan dengan kereta dinamika 2. Anda juga akan mencari laju kereta dinamika 2 setelah tumbukan ( sebelum tumbukan kereta 2 dalamkeadaan diam). d. Gunakan 5-ketik sebagai satuan waktu dan dari kedua pita, kenali dan tentiukan laju kereta dinamika 1 saat sebelum tumbukan ( dan setelah tumbukan, jika ada), dan laju kereta 2 setelah tumbukan. Nyatakan laju kereta dalam cm/(5-ketikan). Catat nilai yang didapatkan pada tabel. e. Tambahkan satu buah beban bercelah 50 gram ke kereta 1. Massa kereta 1 sekarang menjadi m1+50 gram. Ulangi langkah tersebut sampai dengan d. f. Ulangi langkah percobaan e dengan menambah beban lagi ke kereta dinamika 1 dan kereta dinamika 2. Usahakan agar gerak kereta selalu menjauhi pewaktu ketik g. dan tidak berbalik arah. Pewaktu ketik tidak dapat digunakan untuk merekam gerak yang berarah mendekati pewaktu ketik.
24
VI.DATA PERCOBAAN
a.Percobaan 1 Kereta 1, massa= 0,09 kg Interval
Panjang 5 ketik (cm)
Waktu (s)
Kecepatan (cm/s)
1
4,1
0,1
41
2
5,0
0,1
50
3
4,8
0,1
48
4
4,8
0,1
78
5
4,9
0,1
49
Kereta 2, massa= 0,13 kg Interval
Panjang 5 ketik (cm)
Waktu (s)
Kecepatan (cm/s)
1
2,7
0,1
27
2
2,7
0,1
27
3
2,4
0,1
24
4
3,0
0,1
30
5
2,9
0,1
29
6
3,9
0,1
39
7
3,2
0,1
32
8
3,3
0,1
33
9
3,1
0,1
31
10
3,3
0,1
33
25
b.percobaan 2 kereta 1, massa= 0,13 kg Interval
Panjang 5 ketik (cm)
Waktu (s)
Kecepatan (cm/s)
1
1,8
0.1
18
2
3,1
0.1
31
3
3,4
0.1
34
4
3,4
0.1
34
5
3,2
0,1
32
5
3,6
0,1
36
6
3,6
0,1
36
7
7,4
0,1
74
8
4,3
0,1
43
Kereta 2, massa= 0,13 kg Interval
Panjang 5 ketik (cm)
Waktu (s)
Kecepatan (cm/s)
1
1,1
0.1
11
2
3,5
0.1
35
3
4,5
0.1
45
4
3,6
0.1
36
5
4,9
0.1
49
6
3,0
0.1
30
7
4,2
0.1
42
26
c. percobaan 3 kereta 1, massa= 0,18 kg Interval
Panjang 5 ketik (cm)
Waktu (s)
Kecepatan (cm/s)
1
7
0.1
70
2
3,5
0.1
35
3
2,7
0.1
27
4
3,5
0.1
35
5
4,6
0.1
46
6
4,2
0.1
42
7
3,9
0,1
39
8
3,7
0,1
37
9
4,6
0,1
46
10
4,2
0,1
42
Kereta 2, massa=0,1 kg Interval
Panjang 5 ketik (cm)
Waktu (s)
Kecepatan (cm/s)
1
3,6
0.1
36
2
4,4
0.1
44
3
4,6
0.1
46
4
4,9
0.1
49
5
5,1
0.1
51
27
VII.PERHITUNGAN A. Menentukan panjang atau jarak antara 5 ketik (dalam satuan cm). B. Menentukan waktu tiap ketikan dengan perioda 1/50 atau 0,02 s.
Dapat kita ketahui melalui hubungan antara perioda dan frkuensi sebagai berikut: 1.1
F = 1/T
1.2
F = n/t
1.3
n/t=1/T
Didapat : t = n x T
Keterangan : F = Frekuensi ( Hz ) n = Jumlah getaran ( kali atau ketik ) T = Perioda ( s ) Asumsikan bahwa T = 1/50 atau 0,02 s, n = 20 ketikan untuk mencari t ( waktu ) dengan jumlah 20 ketikan. t = n x T = 20 x 0,02 = 0,4 s ; hal ini berarti 0,1 s untuk tiap interval 5 ketik. C. Menghitung besar kecepatan (v) kereta dinamika 1 dan kereta dinamika 2,
dengan cara mencari kecepatan rata- rata tiap kereta. a. Percobaan 1
- Kereta 1
= ∑ / 5 = 226/5 = 53,2 cm/s
-Kereta 2:
= ∑ / 10 = 305/10 = 30,5 cm/s
28
b. Percobaan 2
- kereta 1
= ∑ / 8 = 338/8 = 42,2 cm/s
-kereta 2
= ∑ / 7 = 248/7 = 35,4 cm/s
c. percobaan 3
- kereta 1
= ∑ / 10 = 419/10 = 41,9 cm/s
-kereta 2
= ∑ / 5 = 226/5 = 45,2 cm/s
D. Menghitung jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan. a. Percobaan 1
i. Jumlah momentum sebelum tumbukan
29
∆P
= m1 .v1 + m2.v2 = 0,09 x 53,2 + 0,13 x0 = 4,78 + 0 = 4,78 kg.cm/s
\
ii. Jumlah momentum setelah tumbukan ∆P „
= m1 .v1‟ + m2.v2‟ = 0,09 x 0 + 0,13 x 30,5 = 0 + 3,96 = 3,96 kg.cm/s
b. Percobaan 2
i. Jumlah momentum sebelum tumbukan ∆P
= m1 .v1 + m2.v2 = 0,13 x 42,2 + 0,0,13 x 0 = 5,48 + 0 = 5,48 kg.cm/s
ii. Jumlah momentum setelah tumbukan ∆P „
= m1 .v1‟ + m2.v2‟ = 0,13 x 0 + 0,13 x 35,4 = 0 + 4,60 = 4,60 kg.cm/s
c. Percobaan 3
i. Jumlah momentum sebelum tumbukan ∆P
= m1 .v1 + m2.v2
30
= 0,18 x 41,9 + 0,1 x 0 = 7,5 + 0 = 7,5 kg.cm/s
ii. Jumlah momentum setelah tumbukan ∆P „
= m1 .v1‟ + m2.v2‟ = 0,18 x 0 + 0,1 x 45,2 = 0 + 4,52 = 4,52 kg.cm/s
Tabel Hasil Pengamatan
Kereta Dinamika 1
Kereta Dinamika 2
laju tumbukan
Jumlah Momentum sebelum
sesudah
laju tumbukan
tumbukan
tumbukan
m1(kg)
v1(cm/s)
v1'(cm/s)
m2(kg)
v2(cm/s)
v2'(cm/s)
m1.v1+m2.v2
m1.v1'+m2.v2'
0,09
53,2
0
0,13
0
30,5
4,87
3,96
0,13
42,2
0
0,13
0
35,4
5,48
4,60
0,18
41,9
0
0,1
0
45,2
7,5
4,52
31
VIII.PEMBAHASAN
a. Sama besar, hampir sama besar, atau sangat berbedakah jumlah momentum kereta sebelum dan sesudah tumbukan? Jawab: dari hasil percobaan yang telah dilakukan, jumlah momentum sebelum tumbukan dan sesudah tumbukan hampir sama besar. Faktanya bisa kita lihat di grafik ataupun tabel hasil pengamatan. b. Jika kesalahan hasil percobaan diperkenankan sampai 10%, dapatkah dikatakan bahwa hukum kekekalan momentum terverifikasi oleh percobaan ini? Jawab: jika kesalahan hasil percobaan diperkenankan samapai 10%, maka hukum kekekalan momentum dapat terverifikasi, karena kesalahan yang hanya 10% tersebut merupakan kesalahan pada saat percobaan dan relative kecil. c. Kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi yaitu pada saat :
Penghitungan pita ketik
Human error
Mendorong kereta 1
Hukum kekekalan momentum menyebutkan bahwa : m1.v1 + m2.v2 = m1‟.v1‟ + m2‟.v2‟ dimana m adalah massa dan v adalah kecepatan. Pada saat kereta 1 didorong v 1 nya mempunyai nilai sesuai dengan percobaan, sedangkan v1‟ nya bernilai nol, karena pada saat itu terjadi tumbukan dengan kereta 2 dan menyebabkan kereta 1 diam, sedangkan kereta 2 yang mulanya diam (v2=0) menjadi bergerak akibat tumbukan dengan kereta 1 , akibatnya nilai dari v 2 adalah sesuai dengan hasil percobaan. Dilihat dari grafik, terlihat bahwa jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan berbeda, ini dikarenakan adanya kesalahan(human eror). Tetapi,
32
meskipun jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan sama, hukum kekekalan momentum linear masih bisa terverifikasi.
33
KESIMPULAN
Dilihat dari data, grafik dan perhitungan, dapat disimpulkan bahwa hukum kekekalan momentum liner dapat terverifikasi. Meskipun jumlah momentum pada saat sebelum dan sesudah tumbukan hasilnya berbeda serta pada saat percobaan adanya kesalahan(human eror).
34
DAFTAR PUSTAKA
Ambesadors.blogspot.com (2011) atiq khamdi. FISIKA MEKANIKA, Jonifan, Iin Lidya, Yasman. Hamidah, Ida. Dr, M.Si., 2009 Fisika 1, Bandung : Universitas Pendidikan Indonesia. Modul Praktikum Fisika, Bandung : Pudak Scientific. www.wikipedia.com www.gurumuda.com http://ocw.gunadarma.ac.id/course/computer-science-and-information/computersystem-s1/fisika-kimia-dasar-1/hukum-newton
35
