A. JUDUL: Penentuan Arah Spin Piringan Dalam Perubahan Laju Presesi B. RUMU RUMUSA SAN N MASA MASALA LAH: H: 1. Bagaim Bagaimana ana pengu penguura uran n laju !ari !ari sebuah sebuah gir"s gir"s"p# "p# $. Bagaimana Bagaimana penentuan penentuan arah arah presesi presesi jia jia arah spin spin piringan piringan !ibali !ibali## %. Bagaimana Bagaimana pengi!e pengi!enti&i nti&iasian asian perubahan perubahan laju laju presesi# presesi# '. (UJU UJUAN: AN: 1. Mahasis)a Mahasis)a !apat !apat menguur menguur laju presesi presesi !ari sebuah gir"s"p gir"s"p $. Mahasi Mahasis)a s)a !apat !apat menentua menentuan n arah arah preses presesii jia arah spin spin piringan piringan !ibali %. Maha Mahasi sis) s)aa !apa !apatt mengi engi!e !ent ntii&ia &iasi si per perubah ubahan an laju aju pre presesi sesi D. DASA DASAR R (*+R (*+R,: ,: Untu memu!ahan pen-eli!ian !an analisa terha!ap gera r"tasi !i!e&inisian beberapa besaran sebagai anal"g "nsep ga-a !an m"mentum. Pertama !i!e&inisan "nsep m"mentum su!ut l. m"mentum su!ut suatu partiel -ang memilii linear p ´ ⃗p !an bera!a pa!a p"sisi r !ari suatu titi re&erensi + a!alah l =r x p ⃗
Perlu !iperhatian bah)a nilai l bergantung pa!a pemilihan titi re&erensi + nilain-a !apat berubah bila !igunaan titi re&erensi -ang berbe!a. Laju perubahan m"mentum su!ut terha!ap )atu !i!e&inisin sebagai besaran t"ra
T.
Sebuah Sebuah t"ra t"ra !apat !apat !ierj !ierjaan aan pa!a pa!a sebuah sebuah gir"s gir"s"p "p !engan !engan menggun menggunaa aan n sebuah massa pa!a ujung lengann-a. ("ra ini men-ebaban gir"s"p melauan gera presesi !engan e/epatan angular tertentu 0. Asumsian Asumsian gir"s"p pa!a a)aln-a a)aln-a setimbang setimbang !alam p"sisi p"sisi h"ri"ntal h"ri"ntal 2 3 456 piringan 7!is8 melauan gera spin !engan e/epatan angular 9 !an emu!ian sebuah massa massa m. !igantungan !igantungan p!a ujung ujung !ari lengan gir"s"p gir"s"p pa!a pa!a jara ! !ari sumbu r"tasi. Hal ini men-ebaban sebuah t"ra 3 mg!. Untu menentuan m"men inersia !ari piringan se/ara esperimen sebuah t"ra !ierjaan pa!a piringan !an menghasilan per/epatan angular -ang !apat !iuur arena 3 ,; , 3 <;. Dimana ; aalah per/epatan ngular -ang sama !engan a
3r= !imana r a!alah jari > jari atr"l -ang !iteliti benang !an = a!alah ga-a tegang tali 7benang8 etia piringan ber"tasi. Dengan mnggunaan huum Ne)t"n untu massa m memberian Ʃ= 3 mg > = 3 ma Dengan men-elesaian persamaan !iatas ga-a tegang tali p!a benang !iberian "leh = 3 m 7g > a8 Sehingga seali per/epatan linear !ari massa m !iper"leh t"ra !an per/epatan angular !apat !igunaan untu menghitung m"men inersia. Per/epatan !apat !iper"leh !engan menghitung )atu -ang !iperluan "leh massa untu jatuh !ari ea!aan !iam !ari etinggian tertentu 7-8 sehingga per/epatan !iberian "leh a 3 $-
tersebut !apat
!isimpulan
bah)a
ga-a
-ang
men-ebaban timbuln-a m"men ga-a pa!a ben!a harus membentu su!ut 2 terha!ap lengan ga-an-a. M"men ga-a terbesar !iper"leh saat 2 3 456 7sin 2 3 18 -aitu saat ga-a !an lengan saling tega lurus. Dapat !ina-ataan bah)a jia ga-a searah !engan arah lengan ga-a ti!a a!a m"me ga-a -ang !itimbulan 7ben!a ti!a aan ber"tasi 8 b. M"men inersia Sebuah ben!a -ang ber"tasi pa!a sumbun-a /en!erung aan terus ber"tasi pa!a sumbu tersebut selama ti!a a!a ga-a luar 7m"men ga-a8 -ang bera!a
pa!an-a. Uuran untu menentuan elembaman ben!a terha!ap gera r"tasi !inamaan m"men nersia 7,8. M"men inersia suatu ben!a bergantung pa!a massa ben!a !an jara massa ben!a tersebut terha!ap sumbu r"tasi. Jia ben!a partiel atau titi bermassa m ber"tasi mengelilingi sumbu putar -ang berjara r m"men inersia partiel itu !in-ataan !engan persamaan , 3 mr $. Dari persamaan itu !apat !isimpulan bah)a m"men inersia suatu partiel berban!ing lurus !engan massa partiel !an ua!rat jara partiel tersebut terha!ap sumbu r"tasin-a. Dengan !emiian semain jauh jara p"r"s ben!a 7sumbu r"tasin-a8 besar m"men inersia ben!a tersebut aan semain besar. Prinsip ini ban-a !igunaan !alam atrasi sirus misaln-a atrasi berjalan pa!a seutas tali.
Re&erensi : 1. Satria)an
Mira.
$51$.
=isia
Dasar
7"nline8
terse!ia
!i
http:<<))).sli!eshare.net<@i@i/hu-<&is!asb""1$C $54 p!&. !iases pa!a JumEat 1C +t"ber $51F puul $5:% G,(A $. (ea/hing team. $51F. Penuntun pratium &isia !asar 1 e!isi 1. ?"r"ntal" : Uni@ersitas Negeri ?"r"ntal" %. Saripu!in Aip. $554. Pratis belajar &isia. Jaarta : Pusat Perbuuan 7halaman 1 > 1C8 *. IAR,AB*L > IAR,AB*L 1. Iariable untu menguut laju presesi Iariable bebas : jara antara sumbu r"tasi Iariable teriat : massa beban Iariable "ntr"l : )atu $. Iariable untu menguur uantitas > uantitas untu nilai te"riti Iariable bebas : massa gesean Iariable teriat : m"men inersia ratarata !an ra!ius "ntr"l Iariable "ntr"l : etinggian jatuhn-a massa =. ALA( DAN BAHAN 1. 1 set gir"s"p 7M* > 458
$. %. F. . . C.
St"p)at/h Mass an! hanger Nera/a meani Mistar (able /amp &"r pulleBenang 1. m
?. PR+S*DUR *RJA Bagian 1 : menguur laju presesi a. Setup alat 1. Mengatur p"sisi gir"s"p seperti !iterangan pa!a bagian merait aat > alat $. Mengatur p"sisi !ari pemberat -ang besar sampai lengan gir"s"p bera!a !alam ea!aan setimbang tanpa massa tambahan. Pemberat -ang e/il !apat !igunaan untu men/apai ea!aan setimbang -ang lebih bai b. Pr"se!ur 1. Menguur massa !ari masssa tambahan !an men/atat massan-a pa!a tabel F.1 menggantung massa tambahan tersebut pa!a ujung !ari lengan. Menguur jara antara sumbu r"tasi e pusat massa tambahan. Men/atat jara ini pa!a tabel F.1 $. Memegang gir"s"p sehingga gir"s"p tersebut ti!a !apat berpresesi memutar bagian piringan sehingga !apat berputar !engan elajuan ira > ira !ua puluh putaran per!eti menguur )atu -ang !iperluan "leh piringan untu melauan 15 ali putaran !an men/atat pa!a tabel F.1 %. Membiaran gir"s"p berpresesi !an menguur )atu -ang !iperluan untu melauan gera re@"lusi men/atat )atu tersebut pa!a tabel F.1 F. Se/epatn-a mengulangi penguran )atu -ang !iperluan piringan untu melauan gera re@"lusi seban-a 15 putaran. Data sebelum !an sesu!ah aan !igunaan untu menentuan e/epatan anguar rata > rata !ari piringan selama piringan tersebut melauan gera presesi. (abel F.1 penguuran e/epatan angular Massa tambahan Jara 7!8 Gatu -ang !iperluan untu putaran 7a)al8 Gatu -ang !iperluan untu gera presesi
Gatu -ang !iperluan untu 15 putaran
Bagian $ : menguur uantitas > uantitas untu nilai te"riti a. Setup alat 1. Menjepit lengan gir"s"p pa!a p"sisi h"ri"ntal $. Men-ambungan atr"l super 7super pulle-8. Dengan tangin-a ameja !engan menggunaan penjepit meja %. Melilitan seutas benang melingari atr"l -ang ter!apat pa!a pusat lengan gir"s"p !an mele)atan benag tersebut sampai pa!a atr"l super 7super pulle-8 b. Pr"se!ur 1. Memperhitungan gesean arena gesean termasu !alam te"ri maa aan !i"mpensasian !alam esperimen ini !engan menemuan beberapa besar massan-a -ang !ibebanan pa!a atr"l tersebut mengalami gesean inetis. Pa!a saat massa jatuh !engan e/epatan tetap berat massa tersebut sama !engan gesean inetis. Sehingga massa gesean 7&ri/ti"n mass8 ini aan !iurangi !ari massa -ang !igunaan untu membat atr"l !iper/epat. Untu menentuan massa -ang !iperluan "leh atr"l men/apai gesean inetis meletaan massa se/uupn-a pa!a gantungan massa -ang berhubungan !engan atr"l sehingga atr"l berputar !engan e/epatan tetap men/atat massa gesean ini pa!a tabel F.$ $. Menentuan per/epatan piringan 1. Untu menentuan per/epatan meletaan ira > ira %5 gram 7men/atat massa -ang tepat pa!a tabel F.$8 pa!a atr"l. Melilitan benang !an membiaran massa jatuh !ari meja e lantai menguur )atu jatuhn-a $. Mengulangi langah pertama seban-a ali mengusahaan menjatuhan massa !ari p"sisi -ang sama %. Menguur etinggian p"sisi a)al massa !an men/atat e !alam tabel
%. Menguur ra!ius Menggunaan janga s"r"ng untu menguur !iameter !ari atr"l ira > ira !engan benang -ang terlilit !an menghitung ra!iusn-a. Men/atat ra!ius ini pa!a tabel F.$ (abel F.$ !ata m"men inersia Massa gesean Massa beban etinggian jatuhn-a massa Ra!ius atr"l Gatu
Rata > rata
HAS,L P*N?AMA(AN P= > F
PR*S*S, 1. P*N?UURAN *'*PA(AN AN?ULAR Massa tambahan : $5 gram Jara 7!8 : 1CF /m Gatu -ang !ibutuhan untu 15 putaran a)al : %% se"n ?era presesi : 11 se"n Gatu -ang !ibutuhan untu 15 putaran ahir : %1 se"n $. Menguur uantitas > uantitas untu nilai te"riti Panjang lengan !ari p"r"s sampai e pusat massa : 1C F /m Massa gesean : 5 gram Massa beban : 15 gram etinggian jatuhn-a massa : F /m Ra!ius atr"l : $C$ /m Gatu jatuhn-a massa : 1F s 1C s 14 s 1 s /atatan : nst nera/a meani !u!u : 51 gram nst mistar : 51 /m nst nera/a meani ber!iri : 551 gram nst janga s"r"ng : 55 mm nst st"p)at/h : 551 se"n
P*N?+LAHAN DA(A P= > F PR*S*S, 1. Menghitung )atu rata > rata 7t a@g8 t 7s8 1F
t $ 7s8 71F8$
1C
71C8$ 7148$ 718$
14 1 Ʃt 3 % s 7Ʃt8$ 3 F5%$$ s Ʃt
t a@g
3
n
=
Ʃt$
63,5 4
=15,875 s
Ʃt 2
Kt a@g
3
3
3
3 3
R
(¿¿ 2 ) 2 n ( n −1 ) √ ¿
n . Ʃt −
√
4 ( 1008,51 ) −( 4032,25 )
√ √
4034,04 − 4032,25
4 ( 4 −1 ) 2
16 ( 3 ) 1,79 48
√ 0,0373
3 514% s ∆tavg x 100 3 tavg 0,193
3
15,2157
x 100
3 1$1C 7% AP8 7t Kt a@g8 3 71 5148 s $. Menghitung per/epatan 3 F /m 3 5F m K3 O nst mistar 3 O 51 mm 3 55 mm 3 55555 m
3 1551 s
tavg
a
3
¿ ¿ ¿2 ¿
2 y
¿
Ka
3
√ | | +| | √ | | | | 2 ∆y 3
y
2
∆ t avg 2 x a t avg
2 0,00005
3
3
0,845
+
0,193
15,875
x 0,06706
3
√
3
√ 0,00003945 + 0,000081524
3
√ 0,000120974
2 3
0,00005917 + , 012157
3 5511 m
R
0,011
3
7a Ka8
0,06706
x 100
3 1F5 7$ AP8 3 7C 518 m
%. Menghitung m"men inersia a. Menghitung massa Mb 3 15 gram 3 551 g Mg 3 5 gram 3 5555 g M 3 mb > mg 3 551 > 5555 3 5554F g Km 3 O nst nera/a meani ber!iri 3 O 551 gram
R
3 555 gram 3 555555 g ∆m x 100 3 m
0,000005
3
7m Km8
0,00945
x 100
3 55$41 7F AP8 3 74F5 5558 15% g
b. Menghitung ga-a = 3 m 7g > a8 3 5554F 74 > 5C58 3 55$C% N K&
3
3
R
√| |+| | √| |+| ∆m m
∆a x f a
0,000005
0,011
0,00945
0,06706
√ |0,0000002779|+|0,1640| x 0,086273
3
√ 0,0000002799+ 0,014535
3
√ 0,014535
3
∆ f x 100 f
3
0,086273
x 100
3 1F51F 7$ AP8 3 75 518 N
/. Menghitung t"rsi r 3 $C$ /m 3 55$C% m Kr 3 O nst janga s"r"ng 3 O 55 mm 3 55$ mm 3 55555$ m 3rO& 3 55$C% O 55555$ 3 555$% N
0,086273
3
0,01415
7& K&8
|+
3
√| | | |
∆ r ∆ f + x τ r f
R
3
√|
3
√ |0,0000000084|+|0,164014| x 0,00235
3
√ 0,0000000084 + 0,0003854329
3
√ 0,0000385441
0,000025 0,02725
0,01415 0,086273
|
x 0,00235
3 555$5 N
3
7 K8
|| +
0,00235
x 100
3 $F1C5 7$ AP8 3 7$5 58 15% N
!. Menghitung per/epatan angular a 0,06706 = =2,4519 m / s ; 3 r 0,02735
K;
3
3
R
√| | | | √| |+|
∆a ∆r + x α a r 0,011
0,000025
0,06706
0,02735
x 0,06706
3
√ |0,026896|+|0,000914| x 0,06706
3
√ 0,026896 + 0,00006129
3
√ 0,02695729
3 51F$ m
3
7; K;8
|
2,4519
x 100
3 4 7$ AP8 3 7$F 518 m
e. Menghitung m"men inersia τ 0,00235 = =0,0009584 m.kg , 3 α 2,4519
K,
3
√| |+| |
3
√ |0,0000000084|+|0,0044836| x 0,0009584
3
√ 0,0000000094 + 0,00000429
3
√ 0,0000042984
∆ τ τ
∆ α x I α
3 5555$5C%
R
3
∆ I x 100 I 0,0002073
3
7, K,8
0,0009584
x 100
3 $1$4C 7$ AP8 3 74 5$8 15% N
&. Menghitung e/epatan angular t awal −t akhir (
3
(
10 2
( )
) ( 3
3,53 + 3,61 10
)
2
7,11 10 2
K(
9
=0,35 sekon 3 O nst st"p)at/h 3 O 551 s 3 555 s 2 π 2 ( 3,14 ) 6,28 rad / s 3 T = 0,35 = 0,35 =17,9428
3
K9
3
| | | |
ΔT x ω T 0,005
3
R
0,35
x 17,9428
3 5$%$ ra!
3
79 K98
17,9428
x 100
3 1F$ 7% AP8 3 71C4 5$8 ra!
g. Laju presesi esperimen t presesi 15,18 = =7,59 sekon ( presesi 3 2 2 K( presesi
0 es
3 O nst st"p)at/h 3 O 551 s 3 555 s 2 π 3 T presesi 2 ( 3,14 )
3
K0 es
7,59
3 5$C ∆ T presesi x eks 3 T Presesi
| | | | 0,005
3
R
7,59
x 0,827
3 5555FF se"n ∆eks x 100 3 eks 0,000544
3
0,827
x 100
3 55CC 7F AP8
70es K0es8 3 7$C5 5558 151 se"n
h. Laju presesi te"riti ! 3 1CF /m 3 51CF m 0 te"ri 3 m.g.d
( 0,00945 ) . ( 9,8 ) . ( 0,174 )
3
0,0611
3 K0 te"ri
√| |+| |+| |+| | ∆m m
3
∆d d
∆ I I
∆ω x teori ω
3
√
| ||
|0,0005291|+
0,05
0,174
+
0,0002073 0,0009584
|| +
0,256325 17,9428
|
x 0,01611
3
√ |0,0000002799 |+|0,0825|+|0,04678|+|0,0002039| x 0,01611 3
R
√ 0,001292835639
3 555%4 ∆teori x 100 3 teori 0,0005956
3
0,01611
x 100
3 $$%14 7$ AP8 70 te"ri K0 te"ri8 3 7 1 58 15$ i.
Menghitung persen be!a 78 !P" LP* 3 !P" + !PT 0,06577
3
0,06577 + 22,319
0,06577
3
LP(
22,38477
3 555$4% !PT 3 !PT + !P" 22,319
3
22,319 + 0,06577 22,319
3
be!a
22,38477
3 544C5 !P"− !PT # 100 3 !P"
3
3
| | |
|
0,99706−0,002938 0,99706
# 100
|
0,994122 0,99706
|
# 100
3 44C5% H. *S,MPULAN Ber!asaran hasil per/"baan !apat !isimpulan bah)a : 1. Presesi !ipengaruhi "leh )atu !an e/epatan $. Jia piringan spin !ibali maa arah presesi ti!a aan berubah ,. *MUN?,NAN *SALAHAN Pratian urang teliti saat melauan pengamatan
