Fletchers Trolley

9BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang
Sebuah benda yang mengalami perpindahan dari keadaan semula dikatakan
bahwa benda tersebut bergerak. Perpindahan itu sendiri dapat terjadi
karena adanya gaya yang bekerja pada benda tersebut. Setelah beberapa
saat setelah gaya tersebut dihilangkan, benda masih tetap bergerak
sampai jarak tertentu. Kecepatan yang dialami benda setelah gaya
tersebut dihilangkan disebut dengan kecepatan sisa

1.2 Tujuan percobaan
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menghitung gerak dengan
percepatan uniform.

1.3 Permasalahan
Permasalahan yang mungkin timbul dalam percobaan ini adalah pada
percobaan mencari kecepatan sisa, apabila jarak awalnya kurang jauh,
jarak sisanya tidak memenuhi.

1.4 Sistimatika laporan
Laporan ini dimulai dengan abstrak, kemudian dilanjutkan dengan
daftar isi, daftar gambar, daftar tabel, dan daftar grafik. Bab I
berisi tentang pendahuluan, yaitu latar belakang, tujuan percobaan,
permasalahan dan sistimatika laporan. Bab II adalah dasar teori,
sedangkan Bab III adalah tentang peralatan dan cara kerja. Analisis
data dan pembahasan diletakkan pada Bab III, sedangkan kesimpulan pada
Bab IV. Terakhir adalah daftar pustaka dan kesimpulan.

BAB II

DASAR TEORI

Posisi kecepatan dan percepatan

Suatu benda dikatakan mengalami gerak lurus apabila lintasan yang
dilalui benda berbentuk garis lurus (tidak berbelok-belok). Untuk dapat
menentukan dengan tepat posisi dari suatu benda yang bergerak lurus, maka
ditetapkan terlebih dahulu suatu titik pada garis gerak benda tersebut
sebagai titik asal gerak. Jarak dari titik asal sampai ke benda tersebut
disebut dengan koordinat benda.
Biasanya koordinat tersebut dianggap berharga positif apabila benda
berada di sebelah kanan titik asal, dan sebaliknya akan dianggap negatif
apabila berada di sebelah kiri titik asal.
Kecepatan rata-rata sebuah benda yang bergerak didefinisikan sebagai
perbandingan perpindahannya dengan selang waktu terjadinya perpindahan itu.

Kecepatan rata-rata (vektor) = perpindahan (vektor)
selang waktu (skalar)
Kecepatan rata-rata adalah besaran vektor, oleh karena hasil bagi vektor
oleh skalar tersebut akan berupa vektor pula, dan arahnya sama dengan arah
perpindahan.
Kelajuan rata-rata sebuah benda yang bergerak didefinisikan sebagai
perbandingan panjang lintasan dengan selang waktunya.

Kelajuan rata-rata (skalar) = panjang lintasan (skalar)
Kecepatan sesaat pada suatu titik dapat didefinisikan sebagai kecepatan
rata-rata sepanjang perpindahan yang sangat kecil sekali dan di sepanjang
mana pula titik tersebut berada.
Kecepatan benda yang bergerak berubah secara terus menerus selama
gerakan tersebut berlangsung, kecuali pada keadaan tertentu. Apabila
kecepatan tersebut mengalami perubahan, maka dikatakan bahwa benda tersebut
bergerak dengan gerakan yang dipercepat atau mempunyai percepatan.
Percepatan rata dalam selang waktu ketika benda bergerak didefinisikan
sebagai perbandingan perubahan kecepatan terhadap selang waktunya tersebut.
Percepatan rata-rata (vektor) = perubahan kecepatan(vektor)
(a = v – v0
t – t0

Percepatan sesaat sebuah benda, yaitu percepatan pada suatu saat
tertentu, atau pada saat salah satu titik di lintasannya, didefinisikan
dengan cara yang sama seperti kecepatan sesaat. Andaikan ( v menyatakan
perubahan kecepatan selama selang waktu ( t, maka percepatan rata-rata
selama selang waktu ini adalah :
(a = ( v
( t
Harga limit dari percepatan rata-rata untuk ( t yang teramat sangat kecil,
ialah percepatan sesaat a. Harga limit dari ( v / ( t ialah dv/dt
a = lim ( v = dv
(v(0 ( t dt
Karena v = dx / dt, maka ditulis :
a = d dx = d2x
dt dt dt2
Gerak lurus yang dialami suatu benda ada bermacam-macam yaitu :
1. Gerak lurus beraturan
Gerak lurus beraturan adalah gerak lurus sebuah benda dengan
kecepatan tetap (konstan), sehingga percepatannya (a) = 0.
v = konstan = ds / dt ( ds = v dt
( ds = ( v dt ( S = v . t ……………. (1)
maka diperoleh jarak yang ditempuh dalam waktu
( t ( ( S = v . ( t

2. Gerak lurus berubah beraturan
Gerak lurus berubah beraturan adalah gerak lurus dengan percepatan
konstan (tidak nol). Dan memiliki perubahan kecepatan yang sebanding
dengan perubahan kecepatan dan waktu gerak.
Pada gerak lurus berubah beraturan (GLBB) berlaku :
v ( 0 dan a ( 0
karena a = dv / dt, maka dv = a . dt
Bila diintegrasikan :
dv = ( a dt

Karena a = konstan, maka
dv = a ( dt
Misalkan pada keadaan awal (t = 0), kecepatannya adalah v0,
sedangkan pada saat t mempunyai kecepatan sebesar v, maka
v0(v dv = a t0(t dt
sehingga
v – v0 = a (t – 0 )
atau :
v = v0 + a t ……………. (2)
sedangkan
v = ds / dt
maka
ds = v . dt
= (v0 + a t) dt
bila diintegrasikan :
( ds = ( (v0 + a t) dt
misalkan juga bahwa pada saat awal benda ada di S0 dan pada saat t benda
ada di S, maka :
s0(s ds = t0(t (v0 + a t) dt
sehingga :
S – S0 = v0t + ½ a t2 ……………… (3)
Di sini, S tidak menyatakan jarak yang ditempuh melainkan menyatakan
posisi benda pada saat t. Jarak yang ditempuh dalam hal ini adalah x –
x0 .
Selain rumus-rumus di atas juga terdapat suatu rumus lain untuk
gerak lurus dengan percepatan tetap, yang menghubungkan kecepatan v
dengan posisi x. Hubungan tersebut dapat diperoleh dengan cara sebagai
berikut :
Dari v = v0 + a t akan diperoleh :
t = v - v0
a
Substitusi t dalam persamaa (3) akan menghasilkan :
S = S0 + ½ v2 - v02
a
Jadi v2 = v02 + 2a (S – S0)

BAB III

PERALATAN DAN CARA KERJA

3.1 Peralatan
Untuk percobaan ini dibutuhkan peralatan:
1. Satu set Fletchers Trolley
2. Stop clock satu buah
3. Holding magnet
4. Small Contact Plate
5. Power supply tegangan rendah
6. Morsey key satu buah
7. Kabel penghubung satu set (8 buah)

3.2 Cara kerja
1. Menyusun rangkaian 1, untuk percobaan pertama.
2. Mencatat waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak A dan B, atau
S, dan mengulangi sebanyak 5 kali.
3. Menyusun rangkaian 2. Menentukan jarak B – C atau S' tetap dan
mengatur penyangga bandul agar pada waktu kereta menyentuh small
contact plate, beban telah disangga oleh penyangga.
4. Mencatat waktu yang diperlukan (t') untuk jarak S' dengan jarak S
yang berubah-ubah menurut langkah 2, dan mengulangi sebanyak lima
kali.
BAB IV
ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

1. Analisis data

Ralat pengukuran

Dari hasil pengukuran yang berulang, didapatkan besar gaya yang berbeda.
Oleh karena itu perlu adanya ralat kebetulan.

Ralat t percobaan 1, dengan S = 20 cm

" " " _ " _ "
"No. "t (detik) "t - t "( t - t )2 "
"1. "1.92 "0.046 "0.002116 "
"2. "1.85 "-0.024 "0.000576 "
"3. "1.78 "-0.094 "0.008836 "
"4. "1.9 "0.026 "0.000676 "
"5. "1.92 "0.046 "0.002116 "
" _ " _ "
"t = 1.874 "( ( t - t ) 2 = "
" "0.01432 "

Tabel 1.1

Ralat mutlak:
_
( (( F - ( F) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0.01432 1/2
20

= 0.03
Ralat nisbi: I = ( / t x 100 %
= 0.03 x 100 %
1.874
= 1.6 %

Keseksamaan: K = 100 % - I
= 100 % - 1.6 %
K = 98.4 %

" " " " "
"No. "t (detik) "_ "_ "
" " "t - t "( t - t )2 "
"1. "2.21 "0.018 "0.000324 "
"2. "2.15 "-0.042 "0.001764 "
"3. "2.2 "0.008 "0.000064 "
"4. "2.22 "0.028 "0.000784 "
"5. "2.18 "-0.012 "0.000144 "
" _ " _ "
"t = 2.192 "( ( t - t ) 2 = "
" "0.00308 "

Tabel 1.2

Ralat mutlak:
_
( ( t - t ) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0.00308 1/2
20

1/2
= 0.000154

= 0.01

= 0.01 x 100 %
2.192
= 0.456 %

= 100 % - 0.456 %
K = 98.544 %


" " " " "
"No. "t (detik) "_ "_ "
" " "t - t "( t - t )2 "
"1. "2.71 "0.022 "0.000484 "
"2. "2.63 "-0.058 "0.003364 "
"3. "2.72 "0.032 "0.001024 "
"4. "2.7 "0.012 "0.000144 "
"5. "2.68 "-0.008 "0.000064 "
" _ " _ "
"t = 2.688 "( ( t - t ) 2 = "
" "0.00508 "

Tabel 1.3

Ralat mutlak:
_
( ( t - t ) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0.00508 1/2
20

1/2
= 0.000254

= 0.02

= 0.02 x 100 %
2.688
= 0.744 %

= 100 % - 0.744 %
K = 99.256 %


" " " " "
"No. "t (detik) "_ "_ "
" " "t - t "( t - t )2 "
"1. "1.15 "-0.008 "0.000064 "
"2. "1.18 "0.022 "0.000484 "
"3. "1.15 "-0.008 "0.000064 "
"4. "1.14 "-0.018 "0.000324 "
"5. "1.17 "0.012 "0.000144 "
" _ " _ "
"t = 1.158 "( ( t - t ) 2 = "
" "0.00108 "

Tabel 1.4

Ralat mutlak:
_
( ( t - t ) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0.00108 1/2
20

1/2
= 0.000054

= 0.007

= 0.007 x 100 %
1.158
= 0.6 %

= 100 % - 0.6 %
K = 99.4 %


" " " " "
"No. "t (detik) "_ "_ "
" " "t - t "( t - t )2 "
"1. "1.05 "0 "0 "
"2. "1.04 "-0.01 "0.0001 "
"3. "1.05 "0 "0 "
"4. "1.05 "0 "0 "
"5. "1.06 "0.01 "0.0001 "
" _ " _ "
"t = 1.05 "( ( t - t ) 2 = 0.0002"

Tabel 1.5

Ralat mutlak:
_
( ( t - t ) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0.0002 1/2
20

1/2
= 0.00001

= 0.03

= 0.03 x 100 %
1.05
= 0.286 %

= 100 % - 0.286 %
K = 99.714 %


" " " " "
"No. "t (detik) "_ "_ "
" " "t - t "( t - t )2 "
"1. "0.98 "0 "0 "
"2. "0.97 "-0.01 "0.0001 "
"3. "0.99 "0.01 "0.0001 "
"4. "0.98 "0 "0 "
"5. "0.98 "0 "0 "
" _ " _ "
"t = 0.98 "( ( t - t ) 2 = 0.0002"

Tabel 1.6

Ralat mutlak:
_
( ( t - t ) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0.0002 1/2
20

1/2
= 0.00001

= 0.03

= 0.03 x 100 %
0.98
= 0.3 %

= 100 % - 0.03 %
K = 99.7 %

Besar k dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :
k = S / t2`
Sedangkan besar a dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan :
k = ½ a
a = 2 k
Percobaan I
"k = S / t2` "a = 2 k "
"= 0,2 / (1,874)2 "= 2 . 0,057 "
"= 0,2 / 3,511876 "= 0,114 "
"= 0,057 " "
"k = S / t2` "a = 2 k "
"= 0,3 / (2,192)2 "= 2 . 0,06 "
"= 0,3 / 4,804864 "= 0,12 "
"= 0,06 " "
"k = S / t2` "a = 2 k "
"= 0,4 / (2,688)2 "= 2 . 0,055 "
"= 0,4 / 7,225344 "= 0,11 "
"= 0,055 " "

Percobaan II
"k' = S' / t'2` "a' = 2 k' "
"= 0,4 / (1,158)2 "= 2 . 0,3 "
"= 0,4 / 1.340964 "= 0,6 "
"= 0,3 " "
"k' = S' / t'2` "a' = 2 k' "
"= 0,45 / (1,05)2 "= 2 . 0,4 "
"= 0,45 / 1.1025 "= 0,8 "
"= 0,4 " "
"k' = S' / t'2` "a' = 2 k' "
"= 0,5 / (0,98)2 "= 2 . 0,5 "
"= 0,5 / 0.9604 "= 1,0 "
"= 0,5 " "

Dari hasil tersebut dicari ralat mutlaknya untuk mencari besar k dan a

Ralat k percobaan 1

" " " " "
"No. "k "_ "_ "
" " "k - k "( k - k )2 "
"1. "0,057 "-0,00033 "0,000000110889"
"2. "0,06 "0,002667 "0,00000711289 "
"3. "0,055 "-0,00233 "0,00000544289 "
" _ " _ "
"k = 0,057333 "( ( k - k ) 2 = "
" "0,0000126667 "

Tabel 1.7

Ralat mutlak:
_
( (k - k) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0,0000126667 1/2
20

= 0,0008

Besar k percobaan 1 adalah 0,057333 ( 0,0008.
Jadi besar k percobaan 1 terletak antara 0,057333 + 0,0008 dan 0,057333 -
0,0008

Ralat k percobaan 2

" " " " "
"No. "k "_ "_ "
" " "k - k "( k - k )2 "
"1. "0,3 "-0,1 "0,01 "
"2. "0,4 "0 "0 "
"3. "0,5 "0,1 "0,01 "
" _ " _ "
"k = 0,4 "( ( k - k ) 2 = 0,02 "

Tabel 1.8

Ralat mutlak:
_
( (k - k) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0,02 1/2
20

= 0,03

Besar k percobaan 2 adalah 0,4 ( 0,03.
Jadi besar k percobaan 2 terletak antara 0,4 + 0,03 dan 0,4 - 0,03.

Ralat a percobaan 1

" " " " "
"No. "a "_ "_ "
" " "a - a "( a - a )2 "
"1. "0,114 "-0,0007 "0,00000049 "
"2. "0,12 "0,0053 "0,00002809 "
"3. "0,11 "-0,0047 "0,00002209 "
" _ " _ "
"a = 0,1147 "( ( a - a ) 2 = "
" "0,00005067 "

Tabel 1.9

Ralat mutlak:
_
( (a - a) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0,00005067 1/2
20

= 0,001

Besar a percobaan 1 adalah 0,1147 ( 0,001.
Jadi besar a percobaan 1 terletak antara 0,1147 + 0,001 dan 0,1147 - 0,001
Ralat a percobaan 2

" " " " "
"No. "a "_ "_ "
" " "a - a "( a - a )2 "
"1. "0,6 "-0,2 "0,04 "
"2. "0,8 "0 "0 "
"3. "1 "0,2 "0,04 "
" _ " _ "
"a = 0,8 "( ( a - a ) 2 = 0,08 "

Tabel 1.10

Ralat mutlak:
_
( (a - a) 2 1/2
( =
n ( n - 1)

= 0,08 1/2
20

= 0,06

Besar a percobaan 2 adalah 0,8 ( 0,06.
Jadi besar a percobaan 2 terletak antara 0,8 + 0,06 dan 0,8 - 0,06.

Selain itu dapat pula dicari besar V dengan menggunakan rumus :
V = a . t

Percobaan I
"V = 0,114 . 1,874 "
"= 0,214 "
"V = 0,12 . 2,192 "
"= 0,26 "
"V = 0,11 . 2,688 "
"= 0,29 "

Percobaan II

"V = 0,6 . 1,158 " " "
"= 0,6948 " " "
"V = 0,8 . 1,05 " " "
"= 0,84 " " "
"V = 1 . 0,98 " " "
"= 0,98 " " "

Dari data S, V dan t, dapat dibuat grafik S = f (t2) dan V = f (t)

Percobaan I

Grafik 1.1

Dengan regresi linear :
y = 0,0522 x + 0,03
x = 0 ( y = 0,03
y = 0 ( x = - 0,58

Dari grafik tersebut dapat dicari besar k dengan menggunakan rumus :
k = S / t2
= 0,03 / 0,58
= 0,3
Percobaan II

Grafik 1.2

y = -0,2575 x + 0,7417
x = 0 ( y = 0,74
y = 0 ( x = 2,88

Dari grafik tersebut dapat dicari besar a dengan menggunakan rumus :
k = S / t2
= 0,74 / 2,88
= 0,3

Percobaan 1

Grafik 1.3
y = 0,0905 x + 0,0509
x = 0 ( y = 0,051
y = 0 ( x = -0,56

a = v / t
= 0,051 / 0,56
= 0,094 m/dtk2

Percobaan II

Grafik 1.4

y = -1,3865 x + 2,265
x = 0 ( y = 2,26
y = 0 ( x = 1,6

a = v / t
= 2,26 / 1,6
= 1,4 m/dtk2

2. Pembahasan
Bila dibandingkan, percobaan pertama lebih cepat daripada percobaan
kedua. Hal ini dikarenakan, pada percobaan kedua ketika waktu dicatat,
sudah tidak ada gaya pada benda, sehingga benda hanya bergerak dengan
kecepatan sisa saja.
Pada percobaan pertama semakin jauh jarak S, semakin lama waktu yang
diperlukan untuk menempuh jarak tersebut. Pada percobaan kedua, dengan S',
yang sama didapatkan bahwa semakin jauh jarak S, maka semakin cepat waktu
yang dibutuhkan benda untuk menempuh jarak S'.
Perbandingan hasil a dan k, dari perhitungan rumus dengan grafik,
dengan menggunakan rumus yang berbeda, perbedaannya tidak terlalu besar,
kemungkinan besar perbedaannya diakibatkan karena akumulasi perbedaan
pembulatan angka desimal.

BAB V

KESIMPULAN

Dari berbagai kegiatan yang kami lakukan dalam melaksanakan percobaan
ini, kami dapat menyimpulkan beberapa masalah, antara lain:
Benda yang bergerak dengan gaya, geraknya lebih cepat daripada benda
yang bergerak tanpa gaya, hanya disebabkan karena kecepatan awalnya
saja..
Semakin jauh jarak S, semakin lama waktu yang diperlukan untuk
menempuh jarak tersebut.
Semakin jauh jarak S, maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan benda
untuk menempuh jarak S'.
Besar k pada percobaan I adalah 0,057333 ( 0,0008
Besar k pada percobaan II adalah 0,4 ( 0,03
Besar a pada percobaan I adalah 0,1147 ( 0,001 m/dtk2
Besar a pada percobaan II adalah 0,8 ( 0,06 m/dtk2

ABSTRAK

Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda diam, maka benda itu akan
bergerak dengan arah resultan gaya tersebut dengan suatu percepatan a.
Selama gaya tersebut tetap bekerja pada benda, maka benda itu akan tetap
akan bergerak dengan percepatan konstan sampai pada titik / detik tertentu
gaya dihilangkan benda akan tetap bergerak dengan kecepatan awal ( 0
(kecepatan sisa) dan mengalami suatu perlambatan hingga akhirnya berhenti.
Percobaan ini akan mempelajari kejadian seperti di atas dengan memakai
alat Fletchers Trolley, dengan mengacu pada hukum Newton tentang gerak
benda. Percobaan ini melihat dua keadaan, yaitu ketika benda bergerak
karena adanya gaya, dan benda gergerak dengan kecepatan sisa.

DAFTAR ISI

1. Abstrak
..........................................................................
.................. ( i )
1. Daftar isi
..........................................................................
............ ( ii )
1. Daftar gambar
..........................................................................
...... ( iii )
1. Daftar tabel
..........................................................................
........... ( iv )
2. Daftar grafik ……………………………………………………… ( v )
1. BAB I Pendahuluan
.....................................................................
1
1.1 Latar belakang
........................................................................ 1
1.2 Tujuan percobaan
................................................................... 1
1.3 Permasalahan
......................................................................... 1
1.4 Sistimatika laporan
.................................................................. 1
7. BAB II Dasar Teori
................................................................... 2
8. BAB III Peralatan dan cara kerja
..................................................... 5
3.1 Peralatan
............................................................................
..... 5
3.2 Cara kerja
............................................................................
... 5
9. BAB IV Analisis data dan pembahasan
........................................... 7
4.1 Analisis data
............................................................................
7
4.2 Pembahasan
............................................................................
20
10. BAB V Kesimpulan
......................................................................
21
11. Daftar Pustaka
............................................................................
.. ( vi )
12. Lampiran

DAFTAR GAMBAR

1. Gambar rangkaian alat percobaan 1
Gambar 1.1
............................................................................
............. 6
2. Gambar rangkaian alat percobaan 2
Gambar 1.2
............................................................................
............. 6

DAFTAR TABEL

1. Tabel ralat t percobaan 1, dengan S = 20 cm
Tabel 1.1
.........................................................................
..................... 7

Tabel 1.2
.........................................................................
..................... 8


Tabel 1.3
.........................................................................
..................... 9


Tabel 1.4
.........................................................................
..................... 10


Tabel 1.5
.........................................................................
..................... 11


Tabel 1.6
.........................................................................
..................... 12

7. Tabel ralat k percobaan 1

Tabel 1.7
.........................................................................
..................... 14

8. Tabel ralat k percobaan 2

Tabel 1.8
.........................................................................
..................... 14

9. Tabel ralat a percobaan 1

Tabel 1.9
.........................................................................
..................... 15

10. Tabel ralat a percobaan 2

Tabel 1.10
.........................................................................
..................... 16

DAFTAR GRAFIK

1. Grafik S = f (t2) percobaan 1
Grafik 1.1
............................................................................
............. 17
2. Grafik S = f (t2) percobaan 2
Grafik 1.2
............................................................................
............. 18
3. Grafik v = f (t) percobaan 1
Grafik 1.2
............................................................................
............. 18
4. Grafik v = f (t) percobaan 2
Grafik 1.2
............................................................................
............. 19

DAFTAR PUSTAKA

1. Dosen - dosen Fisika, Fisika I, Jurusan Fisika Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya,
1998.

2. Sears. Zemansky, Fisika Untuk Universitas 1, Yayasan Dana Buku
Indonesia, Jakarta-New York, 1994.

3. Dosen - dosen Fisika, Petunjuk Praktikum Fisika Dasar, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember, Surabaya, 1998.

-----------------------

Fletchers Trolley

Recommend Documents