laporan jadi

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR I Jurusan KimiaEkstensi FMIPA

MODUL I : PERIHAL KETIDAKPASTIAN K ETIDAKPASTIAN BAB I PENDAHULUAN I.I TUJUAN PERCOBAAN Setelah mengikuti praktikum fisika ini, mahasiswa diharapkan mampu : 1. Menggunakan alat ukur dasar,sebagaimana yang akan di praktikumkan. 2. Melakukan dan menentukan ketidakpastian pada pengukuran pada pengukuran tunggal tunggal dan berulang. 3. Mengerti angka berarti.

I.II ALAT-ALAT 1. Jangka sorong 2. Mikrometer sekrup 3. Balok baja 4. Balok kuningan 5. Balok alumunium 6. Mistar plastik 7. Termometer 8. Voltmeter 9. Amperemeter 10. Stopwatch.


BAB II TEORI PERCOBAAN II.I TEORI DASAR Dalam melakukan percobaan, pengetahuan tentang Teori Ketidakpastian sangat penting. Dengan teori tersebut dapat memberikan penilaian yang wajar dari percobaan kita. Jelas bahwa hasil percobaan kita tidak dapat diharapkan tepat sama dengan hasil riset, dimana hasil benar dengan xo. Namun, selama xo berada pada xo- ∆x ≤ xo≤ xo+ ∆x

(1)

Dengan :

Xo = nilai terbaik, sebagai pengganti nilai benar ∆x = kesalahan pada hasil pengukuran yang disebabkan oleh kesalahan alat,

pengamatan, waktu dan lain-lain. Maka percobaan kita sungguh – sungguh mempunyai arti dan dapat dipertanggung jawabkan.

Sumber kesalahan Setiap hasil pengukuran selalu dihinggapi suatu kesalahan. Hal ini disebabkan oleh adanya tiga sumber kesalaha, yaitu: 1. Kesalahan bersistem , misalnya: kesalahan kalibrasi, zero zero error , gesekan paralaks, keadaan fisis yang berbeda. 2. Kesalahan acak, misalnya: gerak brown, fluktuasi tegangan listrik, background noise, noise , landasan bergetar. 3. Tingkat keakuratan alat ukur modern, misalnya: osiloskop, micrometer dan sebagainya.

Kesalahan pada Hasil Pengukuran Pengukuran Tunggal Sebab-sebab pengukuran tidak diulang :


BAB II TEORI PERCOBAAN II.I TEORI DASAR Dalam melakukan percobaan, pengetahuan tentang Teori Ketidakpastian sangat penting. Dengan teori tersebut dapat memberikan penilaian yang wajar dari percobaan kita. Jelas bahwa hasil percobaan kita tidak dapat diharapkan tepat sama dengan hasil riset, dimana hasil benar dengan xo. Namun, selama xo berada pada xo- ∆x ≤ xo≤ xo+ ∆x

(1)

Dengan :

Xo = nilai terbaik, sebagai pengganti nilai benar ∆x = kesalahan pada hasil pengukuran yang disebabkan oleh kesalahan alat,

pengamatan, waktu dan lain-lain. Maka percobaan kita sungguh – sungguh mempunyai arti dan dapat dipertanggung jawabkan.

Sumber kesalahan Setiap hasil pengukuran selalu dihinggapi suatu kesalahan. Hal ini disebabkan oleh adanya tiga sumber kesalaha, yaitu: 1. Kesalahan bersistem , misalnya: kesalahan kalibrasi, zero zero error , gesekan paralaks, keadaan fisis yang berbeda. 2. Kesalahan acak, misalnya: gerak brown, fluktuasi tegangan listrik, background noise, noise , landasan bergetar. 3. Tingkat keakuratan alat ukur modern, misalnya: osiloskop, micrometer dan sebagainya.

Kesalahan pada Hasil Pengukuran Pengukuran Tunggal Sebab-sebab pengukuran tidak diulang :


1. Peristiwanya tidak diulang, contoh pengukuran kecepatan komet, lamanya gerhana matahari total dan lain- lain. 2. Walaupun diulang, hasilnya tetap sama : hal ini biasanya akibat alat ukur kasar yang dipakai untuk mrngukur yang halus, contoh : tebal buku dengan mistar dan lain- lain. Dalam hal demikian hasil pengukuran dihasilkan sebagai berikut : X = x ± ∆x

dimana x : hasil pengukuran tunggal ∆x : ketidakpastian = ½ nst.

Pengukuran Berulang Pengukuran berulang menghasilkan sampel dari populasi x yaitu . Untuk menyatakan nilai terbaik sebagai pengganti nilai benar x0 dari pengukuran di atas, maka dipakai nilai rata-r ata sampel, yaitu :

Sedangkan untuk ketidakpastian pada pengukuran berulang digunakan rumus deviasi standar, yaitu

∆x =

   ∑∑∑  

Hasil pengukuran dilaporkan sebagai berikut :

x = x   x

Ketidakpastian

Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab


ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibarasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, adanya gesekan , kesalahan paralaks, fluktuasi parameter pengukuran dan lingkungan yang sangat mempengaruhi hasil pengukuran. Hal ini disebabkan karena sistem yang diukur mengalami suatu gangguan.Dengan demikian sangat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran.Oleh sebab itu, setiap hasil pengukuran harus harus dilaporkan dengan ketidakpastiannya. ketidakpastiannya. Ketidakpastian dibedakan menjadi dua, yaitu ketidakpastian mutlak dan relatif.Masing-masing ketidakpastian dapat digunakan dalam pengukuran tunggal dan berulang.

Ketidakpasti Ketidakpasti an mutl ak

Suatu nilai ketidakpastian yang disebabkan karena keterbatasan alat ukur itu sendiri.Pada pengukuran tunggal, ketidakpastian yang umumnya digunakan bernilai setengah dari NST. Untuk suatu besaran X maka ketidakpastian mutlaknya dalam pengukuran tunggal adalah: Δx   1/2 NST

dengan hasil pengukurannya dituliskan sebagai X

Ketidakpasti Ketidakpasti an Relati Relati f

Ketidakpastian relatif adalah ketidakpastian yang dibandingkan dengan hasil pengukuran.terdapat hubungan hasil pengukuran terhadap KTP yaitu : KTP relatif = ∆ x/x Apabila menggunakan menggunakan KTP relatif maka hasil pengukuran pengukuran dilaporkan sebagai :

X

x

( KTP relatif


Angka Berarti (Significant Figures) Angka berartI menyatakan dengan KTP Relatif (dalam %).Semakin kecil KTP relatif, maka semakin tinggi mutu pengukuran, atau semakin tinggi ketelitian hasil pengukuran yang dilakukan. Aturan praktis yang menghubungkan antara KTP relative dan AB adalah sebagai berikut:

        Perambatan Perambatan Ketidakpastian Jika suatu variabel merupakan fungsi dari variabel lain yang disertai oleh ketidakpastian, maka variabel ini akan disertai pula oleh ketidakpastian. Hal ini disebut sebagai perambatan ketidakpastian. Contoh perambatan ketidakpastian dapat dilihat pada tabel berikut ini,

Variabel dilibatkan

a

a b  b

yang

Operasi

Hasil

Ketidakpastian

Penjumlahan

p

 p  a  b

Pengurangan

q  a b

q  a  b

Perkalian

r  a x b

  a  b  r     r b   a

Pembagian

s

Pangkat

t  a n

II.2 TEORI TAMBAHAN





a b

a b

 a  b   s     s b   a  a  t   n  t a  


Pengukuran yang akurat merupakan bagian penting dari fisika, walaupun demikian tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat.Ada ketidakpastian yang berhubungan dengan setiap pengukuran.Ketidakpastian muncul dari sumber yang berbeda.Di antara yang paling penting, selain kesalahan, adalah keterbatasan ketepatan setiap alat pengukur dan ketidakmampuan membaca sebuah alat ukur di luar batas bagian terkecil yang ditunjukkan. Misalnya anda memakai sebuah penggaris centimeter untuk mengukur lebar sebuah papan, hasilnya dapat dipastikan akurat sampai 0,1 cm, yaitu bagian terkecil pada penggaris tersebut. Alasannya, adalah sulit untuk memastikan suatu nilai di antara garis pembagi terkecil tersebut, dan penggaris itu sendiri mungkin tidak dibuat atau dikalibrasi sampai ketepatan yang lebih baik dari ini.

Alat Ukur Dasar Alat ukur adalah perangkat untuk menentukan nilai ataubesaran dari suatu kuantitas atau variabel fisis.Pada umumnya alat ukur dasar terbagi menjadi dua jenis, yaitu alat ukur analog dan digital.Ada dua sistem pengukuran yaitu system analog dan sistem digital.Alat ukur analog memberikan hasil ukuran yang bernilai kontinyu, misalnya penunjukan temperatur dalam ditunjukkan oleh skala, penunjuk jarum pada skala meter, atau penunjukan skala elektronik (Gambar 1.a).Alat ukur digital memberikan hasil pengukuran yang bernilai diskrit. Hasil pengukuran tegangan atau arus dari meter digital merupakan sebuah nilai dengan jumlah digit tertentu yang ditunjukkan pada panel display-nya (Gambar 1.b). Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi,

kesalahan

titik

nol,

kesalahan

paralaks,

fluktuasi

parameter

pengukuran dan lingkungan yang saling mempengaruhi serta keterampilan pengamat. Dengan demikian amat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran. Adapun beberapa jenis alat ukur adalah sebagai berikut :


Alat ukur panjang Alat ukur panjang terdiri dari beberapa jenis seperti meteran lipat (pita), mistar, jangka sorong, dan mikrometer dan masing-masing mempunyai tingkat ketelitian yang berbeda. a. Mistar

Mistar adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur benda yang panjangnya kurang dari 50 cm atau 100 cm. Tingkat ketelitiannya 0,5 mm ( ½ x 1 cm) dan satuan yang tercantum dalam mistar adalah cm, mm, serta inchi. Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, maka sudut pengamatan harus tegak lurus dengan obyek dan mistar. Contoh pengukuran dengan mistar:

Panjang balok di atas adalah 3,2 cm atau 32 mm.

b. Meteran lipat (pita pengukur)


Meteran lipat biasanya digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisa dilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau bentuknya tidak lurus. Mistar lipat (pita pengukur) mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 1 mm. c. Jangka sorong

Jangka sorong biasa digunakan untuk mengetahui panjang bagian luar maupun bagian benda dengan sangat akurat / teliti dan mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,1 mm. Jangka sorong seperti pada gambar di atas adalah jangka sorong yang skalanya mudah dibaca. Tetapi jangka sorong yang ada di laboratorium sekolah mempunyai cara pembacaan skala yang berbeda, dimana ada skala utama dan

skala vernier/nonius . Cara membaca skala:

Hasil pembacaan = 4,74 cm atau 47,4 mm d. Mikrometer Sekrup


Mikrometer sekrup digunakan untuk mengetahui ukuran panjang yang sangat kecil dan mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm.

Alat Ukur Massa Neraca yang digunakan di laboratorium fisika pada umumnya berbeda neraca yang dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Berikut adalah beberapa contoh neraca :

Gambar 1.1 contoh neraca dalam bergbagai bentuk

Gambar 1.2 contoh neraca yang sering ditemukan di laboratarium Ada empat macam prinsip kerja neraca, yaitu: 

Prinsip kesetimbangan gaya gravitasi, contoh neraca sama lengan.



Prinsip kesetimbangan momen gaya, contoh neraca dacin.



Prinsip kesetimbangan gaya elastis, contoh neraca pegas untuk menimbang

bahan-bahan kimia. 

Prinsip inersia (kelembaman), contoh neraca inersia.


Alat Ukur Waktu

Gambar 2.3 Stopwatch Sebenarnya ada banyak alat ukur waktu yang tersedia, seperti jam tangan, jam dinding, jam bandul dan sebagainya. Namun yang sering digunakan di laboratorium adalah stopwatch. Ada banyak jenis stopwatch dengan berbagai ketelitian, mulai dari 1 detik, 1/10 detik, sampai 1/100 detik.Ada juga stopwatch digital dengan ketelitian yang sangat tinggi, misalnya fasilitas stopwatch di handphone.

Alat Ukur Suhu (temperatur)

Gambar 2.4 Berbagai Macam Termometer Alat ukur suhu adalah termometer, dan ada banyak jenis termomter.Dilihat dari jenis skala ada tiga macam termomometer, yaitu Celcius, Fahrenheit, dan Reamur.Ditinjau dari bahan termometrik yang digunakan juga ada tiga jenis termometer, yaitu termometer gas, zat cair, dan zat padat (termokopel dan hambatan platina).

Alat Ukur Massa jenis


Massa jenis termasuk besaran turunan yaitu sama dengan massa dibagai volume benda. Oleh karena itu, untuk menentukan massa jenis sebuah benda kita perlu dua alat ukur, yaitu alat ukur massa (neraca) dan alat ukur volume (penggaris untuk benda yang teratur bentuknya atau gelas ukur). Cara lain untuk mengukur volume benda adalah dengan memasukkan benda langsung ke dalam gelas ukur.

Contoh:

Mula-mula air pada gelas ukur menunjuk skala pada 12,4 ml. Setelah sebuah benda dimasukkan pada gelas ukur, air menunjuk pada skala 20,2 ml. Jadi volume benda tersebut adalah 20,2 ml – 12,4 ml atau 7,8 ml.

Nilai Skala Terkecil (Least Count) Alat Ukur

Gambar 1.3 Skala utama dan Skala Nonius


Pengukuran dilakukan dengan menggunakan suatu alat ukur, dimana untuk setiap alat ukur akan memiliki nilai skala terkecil (nst), yaitu suatu nilai skala

yang tidak dapat lagi dibagi-bagi. Ketelitian alat ukur bergantung pada NST ini. Setiap alat ukur memiliki skala yakni berupa panjang atau busur.Pada skala tersebut terdapat goresan besar dan kecil yang berfungsi sebagai pembagi serta dibubuhi nilai tertentu.Secara fisik, jarak antara dua goresan kecil yang berdekatan tidak pernah kurang dari 1 mm dengan tepat (1 mm adalah daya resolusi mata yang maksimum).Keadaan menjadi lebih buruk lagi bila ujung atau pinggir dari obyek yang diukur tidak tajam. Nonius merupakan alat bantu pada alat ukur untuk mengahasilkan pengukuran yang lebih teliti dari yang dapat ditunjukan oleh nst. Alat bantu ini membuat alat ukur menjadi lebih besar kemampuannya dalam pengukuran, karen jarak antara dua garis skala yang berdekatan seolah-olah menjadi lebih kecil.

Parameter alat uk ur

Ada beberapa istilah dan definisi dalam pengukuran yang harus dipahami, diantaranya : a) Akurasi, kedekatan alat ukur membaca pada nilai yang sebenarnya dari variabel yang diukur. b) Presisi, hasil pengukuran yang dihasilkan dari proses pengukuran, atau derajat untuk membedakan satu pengukuran dengan lainnya. c) Kepekaan, ratio dari sinyal output atau tanggapan alat ukur perubahan input atau variabel yang diukur. d) Resolusi, perubahan terkecil dari nilai pengukuran yang mampu ditanggapi oleh alat ukur. e) Kesalahan, angka penyimpangan dari nilai sebenarnya variabel yang diukur.


BAB III LANGKAH PERCOBAAN III. PROSEDUR PERCOBAAN III.1 Pengukuran dengan Jangka Sorong 1.

Memutar pengunci ke kiri,

2.

Membuka rahang,

3.

Memasukkan batang baja, tembaga dan alumunium ke rahang bawah jangka sorong,

4.

Menggeser rahang agar rahang tepat pada benda,

5.

Memutar pengunci ke kanan

6.

Membaca skala utama dan nonius

III.2 Pengukuran dengan Mikrometer 1. Menjepit batang baja, tembaga, dan alumunium yang akan diukur ketebalannya dengan rahang mikrometer sampai rapat benar 2. Mengamati skala utama pada tuas mikrometer 3. Membaca skala utama dan nonius


BAB IV ANALISA DATA I. DATA PENGAMATAN DAN ANALISA MATEMATIS IV.1 Pengukuran BAJA IV.1.1 Menggunakan Mikrometer Sekrup Data Pengamatan



a. Lebar (L)

b. Tinggi (T)

n

Ln (mm)

Ln2

n

Tn (mm)

Tn2

1

21.80

475.240

1

11.24

126.338

2

21.64

468.290

2

11.24

126.338

3

21.73

472.193

3

11.21

125.664

4

21.76

473.498

4

11.68

136.422

5

21.78

474.368

5

11.24

126.338

6

21.87

478.297

6

11.25

126.563

7

21.91

480.048

7

11.24

126.338

8

21.75

473.063

8

11.25

126.563

9

21.65

468.723

9

11.26

126.788

10

21.78

474.368

10

11.66

135.956

Jumlah

217.67

4738.09

Jumlah

113.27

1283.31

Perhitungan



1.

a. b.

     

= 21.767

= 11.327


2.

  ∑ ∑ (   )         a.

b.

                        

3. AB = 1 – Log



( )

a. AB = 1 – Log(

AB = 4

 

b. AB = 1 – Log(

AB = 4

4.

) = 1 – (-2.9015) = 3.9015

 

) = 1 – (-2.2921) = 3.2921

   

a. L =

±

L = ( 21.767 ±0,027) mm

b. T =

  ±

T = ( 11,327± 0,058 ) mm

   

x 100% = 0,125 %

a. KTP Relatif =

b. KTP Relatif =

 

x 100% = 0,510 %


6.

    =

x

= ( 21.767 x 11,327 ) mm = 246,554809 mm2

           =

( +

=

(

)

x

+

)

x 246,554809

= (0,00125450 + 0.00510312 ) x 246,554809 = 1,56750 mm2

   

AB = 1 – Log = 1 – Log (

(

) )

= 1 – (- 2,196) = 3,196 AB = 4

Luas =

   +

Luas = ( 246,55 ± 1,56750) mm2


IV.1.2 Menggunakan Jangka Sorong 

Data Pengamatan

a. Panjang (P)

b. Lebar (L)

n

Pn (mm)

Pn2

n

Ln (mm)

Ln2

1

37.45

1,402.5025

1

11.90

141.6100

2

37.45

1,402.5025

2

11.90

141.6100

3

37.45

1,402.5025

3

11.85

140.4225

4

37.50

1,406.2500

4

11.90

141.6100

5

37.45

1,402.5025

5

11.90

141.6100

6

37.45

1,402.5025

6

11.90

141.6100

7

37.45

1,402.5025

7

11.85

140.4225

8

37.45

1,402.5025

8

11.85

140.4225

9

37.45

1,402.5025

9

11.90

141.6100

10

37.50

1,406.2500

10

11.90

141.6100

Jumlah

374.60

14,032.52

Jumlah

118.85

1,412.54

n

Tn (mm)

Tn2

1

23.20

538.2400

2

23.10

533.6100

3

23.15

535.9225

4

23.20

538.2400

5

23.20

538.2400

6

23.10

533.6100

7

23.20

538.2400

8

23.20

538.2400

9

23.20

538.2400

10

23.20

538.2400

Jumlah

231.75

5370.823

c.Tinggi (T)

1.

 

a.

=

= 37,460


b.

c. 2.

 

=

=

 

= 11,885 = 23,175

  ∑ ∑ (   )        

           

a.

b.

c.

3.

                 

0.01364225

AB = 1 – Log

  

( )

a. AB = 1 – Log (

AB = 4

) =

1 – (- 3.7499) = 4.7499

)=

1 – (- 3,1075) = 4.1075

 

b. AB = 1 – Log (

AB = 4 c. AB = 1 – Log (

AB = 4

4.

 

    

a. =

±

P =(37.460± 0,007) mm

)=

1 – (- 3.230) = 4.2300


 

b. L = ±

L = ( 11.885 ± 0,009 ) mm c. T=

  ±

T= ( 23.175 ± 0,014 ) mm

              a. KTP Relatif =

x 100% = 0,018 %

b. KTP Relatif =

x 100% = 0,078%

c. KTP Relatif =

6.

=

x

x 100% = 0,059%

x

= (37.460 x 11.885 x 23.175) mm = 10317,79042 mm3

 (+   )  x

=

          

(

+

) x 10317,79042

= ( 0.0001778 + 0.0007807+ 0.0005887) x 10317.79042 = 15.9633



= 15,9633


     

AB = 1 – Log ( = 1 – Log (

)

)

= 1 – (-2,8105) = 3,8105

AB = 4



= Volume ±



Volume = ( 10317 ± 15.96) mm3 IV.2 Pengukuran Kuningan IV.2.1 Menggunakan Mikrometer Sekrup 

Data Pengamatan

a. Lebar(L)

b.Tinggi(T)

n

Ln (mm)

Ln 2

n

Tn (mm)

Tn2

1

21.75

473.06250

1

11.05

122.10250

2

21.78

474.36840

2

11.04

121.88160

3

21.77

473.93290

3

11.08

122.76640

4

21.78

474.36840

4

11.06

122.32360

5

21.78

474.36840

5

11.04

121.88160

6

21.78

474.36840

6

11.12

123.65440

7

21.77

473.93290

7

11.08

122.76640

8

21.80

475.24000

8

10.95

119.90250

9

21.79

474.80410

9

11.00

121.00000

10

21.77

473.93290

10

11.08

122.76640

Jumlah

217.77

4742.379

Jumlah

110.50

1,221.0454



1.

Perhitungan


a.

b.

3.

   

= 21,777

=

=

= 11,050

  ∑ ∑ (   )         a.

b.

                         0.004358899

3. AB = 1 – Log



( )

a. AB = 1 – Log (

 

) = 1 – (- 3.6986) = 4.6986

AB = 5 b. AB = 1 – Log(

AB = 4 4.

 

) = 1 – (- 2.8657) = 3.8657

   

c. L =

±

L =( 21.777 ± 0.0044 ) mm

b. T =

  ±

T =( 11,050 ± 0,0150) mm

  


a. KTP Relatif = b. KTP Relatif =

6.

    =

     

x 100% = 0.020 % x 100% = 0.136 %

x

= ( 21.777 x 11.050 ) mm = 240.63585 mm 2

    =

=

.

 

( +

 

21 777

+

)

x

 

 

11 050

) x 240.63585

= ( 0.00020016 + 0.00136248 ) x 240.63585 = 0.376027 mm 2

   

AB = 1 – Log ( = 1 – Log (

)

)

= 1 – (- 2.8061) = 3.8061

Luas =

  +

Luas =( 240.64 ± 0.376 ) mm2



Data Pengamatan

a. Panjang (P)

b. Lebar (L)

n

Pn (mm)

Pn2

n

1

37.80

1,428.840

2

37.80

3

Ln2

1

Ln (mm) 22.50

506.2500

1,428.840

2

22.50

506.2500

37.80

1,428.840

3

22.50

506.2500

4

37.85

1,432.623

4

22.50

506.2500

5

37.85

1,432.623

5

22.50

506.2500

6

37.85

1,432.623

6

22.55

508.5025

7

37.90

1,436.410

7

22.50

506.2500

8

37.85

1,432.623

8

22.50

506.2500

9

37.85

1,432.623

9

22.50

506.2500

10

37.85

1,432.623

10

22.50

506.2500

Jumlah

378.40

14,318.67

Jumlah

225.05

5,064.753

N

Tn

Tn2

1

11.30

127.6900

2

11.30

127.6900

3

11.35

128.8225

4

11.30

127.6900

5

11.30

127.6900

6

11.25

126.5625

7

11.25

126.5625

8

11.30

127.6900

9

11.30

127.6900

10

11.30

127.6900

Jumlah

112.95

1,275.778

c.Tingi (T)



1.

Perhitungan


̅  ̅  ̅   

a. =



 

b.

=

c.

=

2.

= 37.840



= 22.505

  

= 11.295

  ∑ ∑ (   )        

        

a.





b.

c.

3.



             

  







  

  







       

 

AB = 1 – Log









    

( )

 

a.

AB = 1 – Log (

AB = 4

)=

1 – (- 3.4820) = 4.482

)=

1 – (- 3.6097) = 4.6097

37 840

 

b. AB = 1 – Log (

AB = 4



22 505

 

 

c.

AB = 1 – Log (

AB = 4 4.

 

11 291

)=

1 – (- 2.0501) = 3.0501


 

a. = x ±

P = (37.84 ± 0.013 )mm

̅  

b. L =

±

L = ( 22.51 ± 0.005) mm c. T = x ±

T = ( 11.29 ± 0.101 ) mm

             

 

a. KTP Relatif =

b. KTP Relatif = c. KTP Relatif =

6.

=

x

37 840

x 100% = 0.033 %

 

22 505

x 100% = 0.025 %

 

11 291

x 100% = 0.891%

x

= (37.840 x 22.505 x 11.291) mm = 9615,2936 mm

3

 (+   )        x

 

=(

 

+

 

 

 

 

) x 9615.2936

=( 0.0003296034+ 0.000245621 + 0.008911499 ) x 9615.2936

= 91.21763079



= 91.21763079


    

AB = 1 – Log = 1 – Log (

(

)

)

= 1 – (- 2.0229) = 3.0229 AB = 4



= Volume ±



Volume = ( 9615.29 ± 91.22) mm3 IV.3 Pengukuran Aluminium IV.3.1 Menggunakan Mikrometer Sekrup 

Data Pengamatan

a. Lebar (L)

b. Tinggi (T)

n

Ln (mm)

Ln 2

n

Tn (mm)

Tn2

1

21.81

475.6761

1

12.36

152.7696

2

21.83

476.5489

2

12.41

154.0081

3

21.84

476.9856

3

12.38

153.2644

4

21.90

479.61

4

12.36

152.7696

5

21.84

476.9856

5

12.37

153.0169

6

21.82

476.1124

6

12.36

152.7696

7

21.81

475.6761

7

12.34

152.2756

8

21.86

477.8596

8

12.34

152.2756

9

21.84

476.9856

9

12.32

151.7824

10

21.95

481.8025

10

12.35

152.5225

Jumlah

218.50

4,774.242

Jumlah

123.59

1,527.454


Perhitungan



1.

a.

̅  ̅  =

b.

 

= 21.850



 

=



= 12.359

  ∑ ∑ (   )        

2.

      

a. b.



              0.007593857









 

 

3. AB = 1 – Log



b. AB =1 – log (

  

0 01374369  

) = 1 – ( -3.2014) = 4.2014

0 007593857  

  ̅ 

a. L =

±

L =(21.85 ± 0.014) mm

b. T =

=



AB = 4

AB = 4

  

( )

a. AB = 1 – log(

4.

  

 

̅  ±

T =(12.36 ± 0.008)mm

) = 1 – (-3.2115) = 4.2115


   a. KTP Relatif =

  

0 01374369  

0 007593857

b. KTP Relatif =

6.

 

    =

x 100% = 0.060 %

x 100% = 0.061 %

x

= ( 22.850 x 12.359 ) mm = 282.40315mm 2

     =

( +

=

(



)

0 01374369  

x



0 007593857



 

) x 282.40315

= ( 0.00060147 + 0.00061444 ) x 282.40315 = 0.34338 mm 2

   

AB = 1 – Log ( = 1 – Log (

)

)

= 1 – (- 2.9151) = 3.9151

AB = 4 Luas =

   +

Luas =( 282.4 ± 0.343) mm2



Data Pengamatan a. Panjang (P)

b. Lebar (L)

n

Pn (mm)

n

Ln (mm)

Pn

Ln2

1

38.55

1486.1025

1

22.10

488.4100

2

38.55

1486.1025

2

22.10

488.4100

3

38.45

1478.4025

3

22.10

488.4100

4

37.55

1410.0025

4

22.15

490.6225

5

37.60

1413.7600

5

22.10

488.4100

6

37.60

1413.7600

6

22.10

488.4100

7

37.50

1406.2500

7

22.15

490.6225

8

37.60

1413.7600

8

22.10

488.4100

9

37.55

1410.0025

9

22.10

488.4100

10

37.60

1413.7600

10

22.10

488.4100

Jumlah

378.55

14331.903

Jumlah

221.10

4,888.525

n

Tn

Tn2

1

11.60

134.5600

2

11.55

133.4025

3

11.55

133.4025

4

11.55

133.4025

5

11.55

133.4025

6

11.55

133.4025

7

11.55

133.4025

8

11.55

133.4025

9

11.55

133.4025

10

11.60

134.5600

Jumlah

115.60

1,336.340

2

c.Tinggi (T)




Perhitungan

1.

̅  ̅ 

a. =

b.

= 37.855



 

=

= 22.110



̅    ( ∑ )∑       

c.

2.

 

=

  

= 11.560

     

378 55 

10 10 1

10 x 4888 525

b.

AB = 1 – Log

221 10 

10 10 1

     

10 x 1336 340

c.

3.

          

10 x 14331 903

a.

= 0.145019155

= 0.006666667

115 60 

10 10 1

= 0.006666667



( )

a. AB = 1 – log(

AB = 4 b. AB = 1 – log(

   

0 145019155  

0 006666667  

Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

) = 1 – ( -2.4167) = 3.4167

) = 1 – ( -3.5207) = 4.5207

Page 32


AB = 4 c. AB = 1 – log(

AB = 4 4.

 

0 006666667  

)= 1 – ( -3.2390)= 4.2390

   ̅ 

a. =

±

P = (37.86 ± 0.145)mm

̅ 

b. L = ±

L =(22.11 ± 0.007)mm c. T =

̅  ±

T =(11.56 ± 0.007) mm

         

0 145019155

a. KTP Relatif = b. KTP Relatif = c. KTP Relatif =

6.

 

x 100% = 0.383 %

0 006666667  

0 006666667  

x 100% = 0.030 % x 100% = 0.058 %

    =

x

x

= ( 37.855 x 22,110 x 11.560 )mm 3

= 9675.420mm

 (+   )  x


Page 33


 

0 145019155

=(

 



0 006666667



 



0 006666667



 

) x 9675.420

=( 0.00383091 + 0.00030153 + 0.00057670 ) x 9675.420

= 45,5629

AB = 1 – Log = 1 – Log (

(

 

)

    )

= 1 – (- 2.3271) = 3.3271 AB = 3



= Volume ±



Volume = (9675.5± 45.56) mm II. ANALISA TEORITIS Pada saat pengukuran dilakukan pastikan bahwa kondisinya selalu sama, contohnya adalah suhu yang dapat mempengaruhi logam. Pengukuran yang dilakukan secara berulang dapat meningkatkan keakuratan data, karena data yang yang didapat lebih kuat dan dapat dipertanggungjawabkan. Setelah dilakukan percobaan pengukuran terhadap beberapa lempengan logam yaitu balok, ternyata ketidakpastian dalam pengukuran memang terjadi.Setiap pengukuran, yaitu pengukuran panjang, tinggi dan lebar balok, semuanya dilakukan sepuluh kali pengukuran. Dari sepuluh kali pengukuran itu ternyata berbeda-beda walaupun ternyata perbedaannya tidak terlalu jauh.Hali ini disebabkan oleh faktor-faktor penyebab ketidakpastian.Misalnya saja karena kesalahan kalibrasi, yang disebabkan oleh Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 34


kurang bagusnya alat, bisa juga karena kesalahan pembacaan skala oleh si pengukur dan bisa juga karena ketelitian alat pengukur yang terbatas serta faktor-faktor ketidakpastian lainnya. Sehingga untuk mencari jalan keluarnya, dari sepuluh hasil pengukuran yang ada kemudian dirata-ratakan sehingga ditemukan nilai rata-rata yang kemudian ditetapkan sebagai hasil pengukuran.Hasil pengukuran pun untuk memastikan ketepatannya, dibuat nilai deviasi dengan menggunakan rumus. Simpangan yang didapat dari perhitungan terhadap data pengukuran penting untuk diketahui agar toleransi pengukuran tidak terlalu jauh dari nilai yang sebenarnya. Semakin kecil simpangan alat ukur , maka semakin akurat alat ukur tersebut. Mempelajari pengukuran dan ketidakpastian pengukuran dalam fisika sangatlah penting. Karena setiap pengukuran yang dilakukan, akan rentan terjadi kesalahan dalam pengukuran tersebut, yang akan berpengaruh terhadap data yang didapat. Oleh karena itu pengetahuan terhadap teori ketidakpastian sangat penting untuk dipahami agar kesalahan yang terjadi dapat diminimalisir bahkan dapat dihilangkan, dan juga hasil pengukuran dengan lebih teliti dan objektif.


Page 35


BAB V KESIMPULAN Dari percobaan pengukuran ini, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 

Jangka sorong digunakan untuk pengukuran dengan ketelitian 0,1 mm dan mikrometer sukrup digunakan untuk pengukuran dengan ketelitian 0,01 mm.



Setiap pengukuran mengalami ketidakpastian yang dikarenakan beberapa faktor seperti, kesalahan bersistem, kesalahan acak, skala terkecil alat pengukur dan keterbatasan orang yang mengukur.



Untuk memastikan nilai suatu pengukuran, beberapa hasil pengukuran dapat dirata-ratakan, sehingga dapat diperoleh nilai deviasi yang digunakan untuk membuat nilai hasil pengukuran menjadi lebih efektif.



Penentuan angka berarti (AB) sangatlah penting, mengingat banyaknya angka yang muncul sebagai hasil pengoperasian pada kalkulator. Sehingga kita harus bisa menentukan angka yang benar-benar berarti dengan menggunakan rumus tertentu.


Page 36


DAFTAR PUSTAKA Modul Praktikum Fisika Dasar I, 2010. 2010. Penerbit Laboratorium Fisika Dasar FMIPA ITB. Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika Sucipto, Fisika,, Erlangga Nugraha, Kosim, Supriatna, Syampurno, Penuntut Syampurno, Penuntut Praktikum Fisika Zeas, Zemansky, Soedarjana, Fisika Soedarjana, Fisika untuk Universitas, Universitas, Binacipta Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar ; Penerbit ITB


Page 37


MODUL II : GERAK LURUS LURUS BERUBAH BERATURAN

BAB I PENDAHULUAN I.1TUJUAN PERCOBAAN Praktikum berjudul “ Gerak Lurus Berubah Beraturan " ini disusun dengan tujuan untuk : 

Menentukan besarnya percepatan yang terjadi dari suatu gerak lurus berubah beraturan



Menentukan besarnya kecepatan dari suatu gerak jatuh bebas

I.2PERALATAN 

Rel presisi



Kereta dinamika



Balok bertingkat



Perekam waktu



Catu daya



Beban



Pita meteran



Stopwatch


Page 38


BAB II TEORI PENDAHULUAN II.1 TEORI DASAR Gerak lurus berubah beraturan didefinisikan sebagai gerak suatu benda yang mempuyai lintasan berupa garis lurus dan perubahan kecepatan setiap saatnya tetap. Dengan kata lain, besar penambahan kecepatan rata-ratanya sama besar dalam selang waktu yang sama besar pula. Adapun set persamaan yang menggambarkan gerak lurus berubah beraturan adalah sebagai berikut: V = Vo + at

(1)

S = Vot + ½ at 2

(2)

V2= Vo2 + 2as

(3)

Persamaan (1) dapat ditafsirkan sebagai berikut : Percepatan aadalah perubahan kecepatan rata-rata, atau perubahan perubahan kecepatan persatuan waktu. Suku vadalah kecepatan akhir suatu benda bila mengalami perubahan kecepatan per satuan waktu aselama selang waktu tdari kecptan awal V o. Sementara itu, perubahan posisi yang dialami benda selama pergerakan tersebut dinyatakan oleh s, yaitu selisih jarak antara posisi akhir dan posisi awal benda yang bersangkutan. Contoh gerak lurus berubah beraturan adalah gerak jatuh bebas. Percepatan yang dialami benda ini adalah sebesar percepatan gravitasi bumi g. Persamaan gerak jatuh bebas sama dengan persamaan gerak lurus berubah beraturan (3), dimana jarak s digantikan oleh tinggi h, dan percepatan a digantikan oleh percepatan gravitasi g. h = ½ gt 2

(2)


Page 39


II.2 TEORI TAMBAHAN Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. Percepatan ini dapat berupa perubahan kecepatan yang semakin cepat atau semakin berkurang (perlambatan). GLBB memiliki percepatan tetap karena pertambahan kecepatan rata-ratanya sama besar dalam selang waktu yang sama besar pula. Grafik dibawah ini menggambarkan hubungan yang terjadi pada GLBB ;

Untuk GLBB yang memiliki kecepatan awal (V o), maka ;

(1) dimana : S = jarak (m) t = selang waktu (s) Vo = kecepatan awal (m/s) Vt = kecepatan akhir (m/s) a = percepatan (m/s2)


Page 40


Pada selang waktu t, terjadi perubahan kecepatan (∆v) dari Vo menjadi Vt , sehingga kecepatan rata-rata dapat dituliskan,

(2) Apabila persamaan (1) dan (2) digabung, akan didapat ,

(3) Kita ketahui bahwa untuk mencari jarak ( S),dapat digunakan rumus bila persamaan (1) dan (2) dimasukan ke dalam rumus itu maka diperoleh ;

(4)

1. Gerak Jatuh Bebas (GJB) Ciri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal (V o = 0). Semakin ke bawah gerak benda semakin cepat. Percepatan yang dialami oleh setiap benda jatuh bebas selalu Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 41


sama, yakni sama dengan percepatan gravitasi bumi (a = g = 9,8 m/s 2). Persamaan gerak jatuh bebas sama dengan GLBB, hanya saja untuk jarak (s) diganti oleh tinggi (h).

Untuk mengetahui waktu yang diperlukan benda untuk mencapai permukaan tanah atau ketinggian tertentu, dapat menggunakan persamaan ke tiga;


Page 42


BAB III LANGKAH PERCOBAAN III.1 Gerak Lurus Berubah Beraturan 

Persiapan Percobaan

1. Disambung rel presisi dengan penyambung rel dan dipasang pula kaki rel pada kedua ujung rel. 2. Dipasang perekam waktu pada ujung kiri rel presisi dan dipasang katrol rel pada ujung kanan rel. 3. Dipasang kereta dinamika yang dilengkapi beban di sebelah kanan perekam waktu. 4. Dipasang kertas perekam waktu dan ujung kertas dijepit pada kertas dinamika. 5. Dihubungkan catu daya ke sumber listrik (PLN) dan dipilih tegangan pada catu daya 12 volt DC. 6. Dihubungkan kabel perekam waktu catu daya.



Langkah Percobaan

1. Diletakkan balok bertingkat di dekat ujung kiri rel presisi, pegan kereta, kemudian diangkat ujung kiri rel presisi untuk diletakkan pada tangga pertama balok bertingkat. Kereta tetap dipegang agar tidak meluncur. Dirapatkan posisi pada perekam waktu. 2. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, kereta dilepaskan agar bergerak. Diukur pula lama pergerakan dengan menggunakan stopwatch. Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 43


3. Pada saat kereta menyentuh tumpukan berpenjepit/berhenti, perekam waktu dimatikan. 4. Dikeluarkan kertas perekam dan amati jarak titik-titk data. Bila jaraknya semakin menjauh/dekat berarti kereta tidak bergerak lurus beraturan. 5. Diulangi langkah 1-4 dengan terlebih dahulu meletakan ujung kiri rel posisi pada tangga balok bertingkat. 6. Potongan-potongan kertas perekam disusun dalam diagram hasil pengamatan.

III.2Gerak Jatuh Bebas 1. Beban diikat dengan tali (15 cm) dan ujung tali yang lain diikatkan pada klip kertas. Kemudian, dihubungkan klip kertas dengan perekam waktu. 2. Dipegang kertas perekam yang dijepit dengan klip, dan dibiarkan beban bebas tergantung. Kemudian dimiringkan rel presisi hampir vertikal. 3. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, dilepaskan pegangan dari kertas perekam, dan dibiarkan benda jatuh bebas, Diukur pula lama pergerakan dengan stopwatch. 4. Dimatikan perekam waktu pada saat beban berhenti. 5. Dikeluarkan kertas perekam dan amati jarak-jarak titik-titik data. 6. Kertas perekam waktu dipotong-potong sepanjang 2 titik data. 7. Potongan kertas perekam disusun secara sejajar vertikal pada hasil pengamatan. 8. Diulangi langkah 1-8 dengan mengubah jarak ketinggian bebas.


Page 44


BAB IV ANALISA DATA IV.1.Data Percobaan 



Gerak Lurus Berubah Beraturan Kondisi

Waktu (t)

Jarak

Posisi 1

t1 = 3,1 s

0,845 m

Posisi 2

t2 = 2,5 s

0,845 m

Posisi 3

t3 = 2,0 s

0,845 m

Kondisi

Waktu (t)

Jarak

Posisi 1

t1 = 0,25 s

0,742 m

Posisi 2

t2 = 0,40 s

0,906 m

Posisi 3

t3 = 0,50 s

0,967 m

Gerak Jatuh Bebas

IV.2.Analisa Percobaan GLBB IV.2.1Analisa Matematis 



Hitunglah besarnya percepatan dari tiap-tiap percobaan GLBB! S

= Vot + ½ a t 2

Vt

= Vo + at

Percobaan I Percepatan (a) :


Page 45


0,845m = 0 x 3,1s + ½ a (3,1s) 2 a

= 0,845m/4,805 0,845m/4,805 s2 = 0,1759 m/s 2

Kecepatan (Vt) : Vt

= 0,1759m/s 2 x 3,1s = 0,5453 m/s



Percobaan II Percepatan (a) : 0,845m = 0 x 2,5s + ½ a (2,5s) 2 a

= 0,845m/3,125s 0,845m/3,125s2 = 0,2704 m/s 2

Kecepatan (Vt) : Vt

= 0,2704m/s 2x 2,5s = 0,676 m/s



Percobaan III 0,845m = 0 x 2,0s+ ½ a (2,0s) a

2

= 0,845 m/2,0 s = 0,4225 m/s

2

2

Kecepatan (Vt) : Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 46


= 0,4225m/s 2 x 2,0s

Vt

= 0,845 m/s

Kondisi

Waktu (t)

Jarak (s)

Percepatan (a)

Kecepatan (Vt)

Rendah

t1 = 3,1 s

0,845 cm

0,1759 m/s 2

0.5453m/s

Sedang

t2 = 2,5 s

0,845 cm

0,2704 m/s

0,6760m/s

Tinggi

t3 = 2,0 s

0,845 cm

0,4225 m/s 2

0,845m/s



2

Buatlah grafik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percobaan GLBB!

Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t) 1

) s / 0.8 m ( n 0.6 a t a 0.4 p r e c e 0.2 k

0 0

1

2

3

4

waktu (s)

IV.2.2.Analisa Teoritis Pada percobaan GLBB, dapat dilihat dari tabel hasil percobaan bahwa ketinggian berpengaruh pada percepatan (a). Kereta dinamika pada ketinggian 2,

rendah/percobaan 1 (tingkat balok kesatu) mengalami percepatan 0,1759 m/s Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 47


sedangkan

pada ketinggian sedang/percobaan 2 (tingkat balok kedua) 2

mengalami percepatan 0,2704m/s , dan pada balok tingkat ketiga/percobaan 3 2

percepatannya 0,4225 m/s .

Perbedaan ini dapat disebabkan karena tinggi-

rendahnya balok membentuk kemiringan yang berbeda. Sudut kemiringan (α) ini yang nantinya berpengaruh pada percepatan.

 F  0

F  w  0 F  w F  w sin   F  m.a

w sin 



m.a

m. g sin   m.a Dari rumus diatas terlihat bahwa sudut kemiringan (sin α) berbanding lurus dengan percepatan (a).Oleh karena itu, semakin besar nilai sudut kemiringan (ketinggian balok bertingkat) semakin besar pula nilai percepatan.

IV.3.Analisa Percobaan GJB IV.3.1.Analisa Matematis 

Hitunglah besarnya kecepatan akhir dari tiap-tiap percobaan gerak jatuh bebas! Vt2



=2gh

Percobaan I Kecepatan (Vt) : Vt

=

√     



 

= 3.8136 m/s


Page 48




Percobaan II Kecepatan (Vt) : Vt

=

√     



 

= 4.2140 m/s 

Percobaan III Kecepatan (Vt) : Vt

=

√     



 

= 4.3535 m/s

Ketinggian

Waktu (t)

Kecepatan akhir (Vt)

0,742 m

t1 = 0,25 s

3,8136m/s 2

0,906 m

t2 = 0,40 s

4,2140m/s 2

0,967m

t3 = 0,50 s

4,3535m/s 2

(h)



Buatlah grafik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percobaan gerak jatuh bebas!


Page 49


Grafik hubungan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t) 0.6 0.5

) s / m0.4 ( n a t 0.3 a p e 0.2 c e k

0.1 0 3.7

3.8

3.9

4

4.1

4.2

4.3

4.4

waktu (s)

IV.3.2.Analisa Teoritis Waktu yang diperoleh berdasarkan rumus dan hasil percobaan dalam gerak jatuh bebas berbeda, waktu yang diperoleh berdasarkan rumus lebih besar dibandingkan waktu yng diperoleh berdasarkan percobaan, hal ini bisa karena dipengaruhi oleh 

Pengaturan ketinggian yang kurang tepat.



Orang yang melakukan percobaan teliti atau kurang tepat dalam pengamatan.



Ketelitian alat ukur yang sudah tidak baik lagi.



Kemungkinan berbedanya besar gaya gravitasi di tempat dilakukannya percobaan dengan di tempat normal dimana percepatan gravitasi sesuai teori yang ditentukan (besar gaya gravitasi yang diberikan oleh bumi pada setiap benda semakin berkurang terhadap kuadrat jaraknya (r) dari pusat bumi). Secara matematis, kecepatan pada gerak jatuh bebas adalah,

v

2 g .h

atau

V  g .t

Dari rumus diatas, dapat dilihat bahwa massa benda tidak mempengaruhi kecepatan jatuh benda. Adapun yang mempengaruhi kecepatan adalah gaya Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 50


gesek udara. Untuk benda-benda yang ringan dengan permukaan luas maka gaya gesek udaranya semakin besar. Sedangkan untuk benda-benda yang berat maka gaya geseknya semakin kecil. Contohnya bila kita menjatuhkan batu dan kertas pada ketinggian yang sama, maka batu akan mendarat lebih cepat, hal ini bukan karena pengaruh berat (massa) tetapi karena gaya gesek udara pada batu lebih kecil dari pada gaya gesek udara pada kertas. Jika gaya gesek udara tidak ada atau diabaikan maka semua benda akan jatuh dengan percepatan yang sama.


Page 51


BAB V KESIMPULAN

Dari hasil praktikum yang telah di lakukan dengan topik percobaan “Gerak Lurus Berubah Beraturan” maka dapat kami simpulkan sebagai berikut :

1. Gerak lurus berubah beraturan dengan lintasan yang lurus maka percepatannya konstan / tetap 2. Jarak antar titik-titik pada kertas perekam berbeda 3. Semakin cepat laju kereta presisi maka jarak titik-titik pada kertas perekam semakin jauh sedangkan waktu yang diperlukan semakin sedikit.

4. Dari hasil yang diperoleh praktikum GLBB dan GJB,semakin tinggi kedudukan benda maka semakin cepat gerak benda ketika hendak mencapai tujuan dan semakin cepat pula waktu yang dibutuhkan. 5. Hasil GLBB Kondisi

Waktu (t)

Jarak (s)

Percepatan (a)

Kecepatan (Vt)

Rendah

t1 = 3,1 s

0,845 cm

0,1759 m/s 2

0.5453m/s

Sedang

t2 = 2,5 s

0,845 cm

0,2704 m/s

0,6760m/s

Tinggi

t3 = 2,0 s

0,845 cm

0,4225 m/s2

0,845m/s


2

Page 52


6. Hasil GJB Ketinggian

Waktu (t)

Kecepatan akhir (Vt)

0,742 m

t1 = 0,25 s

3,8136m/s

0,906 m

t2 = 0,40 s

4,2140m/s 2

0,967m

t3 = 0,50 s

4,3535m/s2

(h)


2

Page 53


DAFTAR PUSTAKA

Gudang Ilmu Fisika Gratis Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga Kanginan,M. 1993.Seribu Pena Fisika SMU Kelas 3. Jakarta: Erlangga Sears, Zemansky, Ssoedarjana, Fisiska untuk Universitas, Binacipta Suratman,M. 2000. Fisika 3 SMK Teknologi dan Industri. Bandung: Armico Sutrisno, Gie; Seri Fisika Dasar ;Penertbit ITB Tim Penyusun PT Intan Pariwara. PR Fisika. Klaten: Intan Pariwara


Page 54


MODUL III : PEGAS SPIRAL

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Tujuan Percobaan Setelah mengikuti praktikum fisika dasar mengenai materi “Pegas S piral” Mahasiswa dituntuk mempunyai kemampuan sebagai berikut : 1. Mampu memahami hukum Hooke 2. Mampu menentukan besarnya konstanta pegas. 3. Mampu menentukan hubungan antara waktu getar, konstanta pegas, massa beban dan percepatan grafitasi.

1.2 Alat Dan Bahan 1. Statif 2. Skala perlengkapan statip 3. Pegas spiral 4. Tabung tempat menaruh beban (ember) 5. Neraca dan Anak timbangan 6. Stopwatch


Page 55


BAB II Teori Pendahuluan II.1 Teori Dasar Sutu pegas dengan konstanta pegas k, jika diberi beban m pada ujung pegas tersebut padanya akan terjadi pergeseran sejauh x dengan persamaan

x = rengangan

g = grafitasi

F =-k x (1)

Dimana : F = Gaya pada pegas K = konstanta pegas X =pergeseran (regangan) Jika pegas yang berbedan tadi diberi simpangan dan keudian digetarkan, maka pada ember, pegas dan beban akan mengalami getaran harmonis, sehingga diperoleh:

  

(2)

Dimana: M =jumlah berat beban, pegas dan ember T = waktu getar / perioda k = konstanta

II.2 Teori Tambahan


Page 56


Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Pegas merupakan salah satu contoh benda elastis. Elastis atau elastsisitas adalah kemampuan sebuah benda untuk kembali ke bentuk awalnya ketika gaya luar yang diberikan pada benda tersebut dihilangkan. Jika sebuah gaya diberikan pada sebuah benda yang elastis, maka bentuk benda tersebut berubah. Untuk pegas dan karet, yang dimaksudkan dengan perubahan bentuk adalah pertambahan panjang. Perlu kita ketahui bahwa gaya yang diberikan juga memiliki batas-batas tertentu. Sebuah karet bisa putus jika gaya tarik yang diberikan sangat besar, melawati batas elastisitasnya. Demikian juga sebuah pegas tidak akan kembali ke bentuk semula jika diregangkan dengan gaya yang sangat besar. Jadi benda-benda elastis tersebut memiliki batas elastisitas. Robert Hooke pada tahun 1676 mengusulkan sutu hokum fisika yang menyangkut pertambahan panjang sebuah benda elastic yang dikenai oleh suatu gaya. Menurut Hooke, pertambahan panjang berbanding lurus dengan yang diberikan pada benda. Secara matematis, hokum Hooke ini dapat dituliskan sebagai; Dengan ; F = gaya yang dikerjakan (N) x = pertambahan panjang (m) k = konstanta gaya (N/m) Hukum Hooke akurat jika pegas tidak ditekan sampai kumparan pegas bersentuhan atau diregangkan sampai batas elastisitas. Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya pemulih alias F mempunyai arah berlawanan dengan perpanjangan x. Sedangkan Konstanta pegas berkaitan dengan kaku atau lembut sebuah pegas. Semakin besar konstanta pegas (semakin kaku sebuah pegas), semakin besar gaya yang diperlukan untuk menekan atau meregangkan pegas. Sebaliknya semakin lembut sebuah pegas (semakin kecil konstanta pegas), semakin kecil gaya yang diperlukan untuk meregangkan pegas.


Page 57


Pada pegas yang digantungkan vertikal, gravitasi bekerja pada benda bermassa yang dikaitkan pada ujung pegas. Akibatnya, walaupun tidak ditarik ke bawah, pegas dengan sendirinya meregang sejauh x 0. Pada keadaan ini benda yang digantungkan pada pegas berada pada posisi setimbang.


Page 58


BAB III LANGKAH PERCOBAAN 1. Mengaitkansalahsatuujungpegaspadastatip,mengganti ujunglainnyadengantabungkosong.Kemudian

mengatur

skala

sedemikianrupahinggajarummenunjukkanpadabagianskala itu dan mensatat penunjukjarumitu. 2. Menambahkan

berturut-turut

beban-beban

ke

dalam

tabung.

Tiap

penambahan beban lalu menggetarkan pegas sebanyak 20 getaran dan mencatat waktunya, melakukan hal di atas hingga pengukuran 8 beban. 3. Setelah menyelesaikan semua beban yang tersedia ( 8 keping ) kemudian mengurangi satu persatu beban dalam tabung. Setelah itu setiap pengurangan beban dalam tabung, menggetarkanya sebanyak 20 getaran mencatat kembali waktu yang diperlukan. 4. Mengulangi langkah percobaan (2), (3) dan(4) dengan penambahan dan pengurangan dua keping beban. 5. Menimbang masing-masing berat ember, pegas dan beban.


Page 59


BAB IV Analisa Data IV.1 Data Percobaan Dari hasil praktikum fisika mengenai Pegas Spiral. Diperoleh hasil sebagai berikut: Massa Benda : 84.1 gram Mass Pegas

: 14.10 gram

Massa Ember : 41.90 gram 1.a. Penambahan Satu Beban

n

Beban

X (cm)

Getaran

t (detik)

1 2 3 4 5 6 7 8

10.10 20.60 30.80 41.30 52.10 62.90 72.70 84.10

1.60 3.30 4.90 6.40 8.00 9.60 11.10 12.80

20 20 20 20 20 20 20 20

11.5 12.1 15.0 15.0 15.2 16.0 17.0 18.0

1.b. Pengurangan Satu Beban

n

Beban

X (cm)

Getaran

t (detik)

8 7 6 5 4 3 2 1

84.10 72.70 62.90 52.10 41.30 30.80 20.60 10.10

12.80 11.20 9.60 8.00 6.40 4.90 3.30 1.60

20 20 20 20 20 20 20 20

18.0 17.0 16.0 15.2 15.0 15.0 12.1 11.5

2.a. Penambahan Dua Beban

N 2 4

Beban

X (cm)

20.60 41.30

3.30 6.40

Getaran t(detik) 20 20


12.10 15.00 Page 60


6 8

62.90 84.10

9.60 12.80

20 20

16.00 18.00

2.b. Pengurangan Dua Beban

N 8 6 4 2

Beban

X (cm)

84.10 62.90 41.30 20.60

12.80 9.60 6.40 3.30

Getaran t(detik) 20 20 20 20

18.00 16.00 15.00 12.00

IV.2 Analisa Matematika IV.2.1 Perhitungan Konstanta Pegas Menggunakan Persamaan (1) F=-kx m . g = -k . x

 

-k =

Dimana :

m : massa (kg) 2

g : grafitasi (9.8 m/s ) x : jarak/regangan (m)

IV.2.1.1. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan satu beban Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap Satu Beban

n

1 2 3 4 5 6

Massa

Jarak

Grafitasi

Gaya

(m)

(g)

(x)

(F)

0,0101 0,0206 0,0308 0,0413 0,0521 0,0629

0,016 0,033 0,049 0,064 0,08 0,096

9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8

0,09898 0,20188 0,30184 0,40474 0,51058 0,61642


-k

-k

6,18625 6,11758 6,16000 6,32406 6,38225 6,42104

38,26969 37,42473 37,9456 39,99377 40,73312 41,22978

Page 61


7 8

0,0727 0,0841

0,111 0,128

9,8 9,8

0,71246 0,82418

6,41856 6,43891 50,44864

Jumlah k =

 

, dimana

∑   ∑       

41,19789 41,45951 318,2541

=



 

=



k =





= 0.0464

∑  =





  

  

=

  

= 6.31

Jadi, nilai dari konstanta tersebut adalah k = 6.31

0.0464

Grafik Hubungan Antara Gaya (F) Terhadap Jarak (x) 1 0.82418

0.8 0.71246

) X 0.6 ( k a r 0.4 a J

0.61642 0.51058

JARAK

0.40474

Series1

0.30184

0.2

0.20188 0.09898

0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

gaya (F)

IV.2.1.2. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan satu beban Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap Satu Beban


Page 62


n

Massa (m)

Jarak (g)

Grafitasi (x)

1 2 3 4 5 6 7 8

0,0841 0,0727 0,0629 0,0521 0,0413 0,0308 0,0206 0,0101

0,128 0,112 0,096 0,08 0,064 0,049 0,033 0,016

9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8 9,8

Gaya (F) 0,82418 0,71246 0,61642 0,51058 0,40474 0,30184 0,20188 0,09898

Jumlah

k =

 

, dimana

∑   ∑        

-k 6,43891 6,36125 6,42104 6,38225 6,32406 6,16000 6,11758 6,18625 50,39134

-k 41,45951 40,46550 41,22978 40,73312 39,99377 37,94560 37,42473 38,26969 317,52170

=

=

=

k =



  

∑  =





  

  





= 0.0445

50 39134 

= 6.30



0.0445

Page 63


Grafik Hubungan Antara Gaya (F) Terhadap Jarak (x) 0.9 0.82418

0.8 0.71246

0.7 0.61642

) 0.6 X ( 0.5 k a r 0.4 a J

JARAK

0.51058

Series1

0.40474

0.3

0.30184

0.2

0.20188

0.1

0.09898

0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

Gaya (F)

IV.2.1.3. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan dua beban Tabel Hasil Perhitungan Konstantadari Penambahan Setiap dua Beban

n

Massa (m)

Jarak (g)

Grafitasi (x)

2 4 6 8

0,0206 0,0413 0,0629 0,0841

0,033 0,064 0,096 0,128

9,8 9,8 9,8 9,8

Gaya (F) 0,20188 0,40474 0,61642 0,82418

Jumlah k =

 

, dimana

∑   ∑        

-k 6,11758 6,32406 6,42104 6,43891 25,30159

-k 37,42473 39,99377 41,22978 41,45951 160,10779

=

=

=



  





  

  





= 0.0737


Page 64


k =

∑  =

 

= 6.33




0.0737


0.8 ) X 0.6 ( k a r 0.4 a J

0.61642

Jarak

0.40474

0.2

Series1

0.20188

0 0

0.05

0.1

0.15

Gaya (F)

IV.2.1.4. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan dua beban Tabel Hasil Perhitungan Konstantadari Penambahan Setiap Satu Beban

n

Massa (m)

Jarak (g)

Grafitasi (x)

2 4 6 8

0,0841 0,0629 0,0413 0,0206

0,128 0,096 0,064 0,033

9,8 9,8 9,8 9,8

Jumlah k =

 

, dimana



=

Gaya (F) 0,82418 0,61642 0,40474 0,20188

-k 6,43891 6,42104 6,32406 6,11758 25,30159

-k 41,45951 41,22978 39,99377 37,42473 160,10779

  ∑    ∑  


Page 65


   

=

=

k =



    

160 10779 

  







= 0.0737

∑  =



25 30159

  

= 6.31


0.0464


0.8 ) X 0.6 ( k a r 0.4 a J

0.61642

Jarak

0.40474

0.2

Series1

0.20188

0 0

0.05

0.1

0.15

Gaya (F)

IV.2.2. Perhitungan Konstanta Pegas Menggunakan Persamaan (2)

     

T = 2 2

2

T = (2 ) k = k =

      

Dimana : m : Jumlah berat beban, pegas, dan ember (kg) T : Waktu getar/ perioda t : Waktu (s) f : Jumlah getaran : 3.14/


Page 66


IV.2.2.1. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan satu beban Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap Satu Beban

n

Beban (gram)

x (m)

Getaran

t (detik)

m (Kg)

1 2 3 4 5 6 7 8

10,10 20,60 30,80 41,30 52,10 62,90 72,70 84,10

0,0160 0,0330 0,0490 0,0640 0,0800 0,0960 0,1110 0,1280

20 20 20 20 20 20 20 20

11,5 12,1 15 15 15,2 16 17 18

0,06610 0,07660 0,08680 0,09730 0,10810 0,11890 0,12870 0,14010

T T (detik) (detik) 0,5750 0,6050 0,7500 0,7500 0,7600 0,8000 0,8500 0,9000

0,3306 0,3660 0,5625 0,5625 0,5776 0,6400 0,7225 0,8100

Jumlah

k (N/m)

K (N/m)

F

7,8991 8,2685 6,0969 6,8344 7,3945 7,3403 7,0380 6,8338 57,7054

62,39504 68,36827 37,17174 46,70885 54,67837 53,87934 49,53361 46,70085 419,4361

0,12638 0,27286 0,29875 0,43740 0,59156 0,70466 0,78122 0,87473

* Massa Seluruh : massa beban + massa pegas + massa ember k =

 

, dimana



=

  ∑    ∑  

   

=

=

k =

    

  

   

 





= 0.2389



∑  =



57 7054 

= 7.4


0.2389

grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat.


Page 67


0.9000 0.8100

0.8000 0.7225

0.7000 0.6400

0.6000

0.5625

)0.5000 g K0.4000 ( t a r0.3000 e b

0.5625

0.5776

0.3660

0.3306

0.2000 0.1000 0.0000 0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.15000

Periode Series1 (T2

IV.2.2.2. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan satu beban Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap Satu Beban

n

Beban (gram)

x (m)

Getaran

t (detik)

m (Kg)

8 7 6 5 4 3 2 1

84,10 72,70 62,90 52,10 41,30 30,80 20,60 10,10

0,1280 0,1120 0,0960 0,0800 0,0640 0,0490 0,0330 0,0160

20 20 20 20 20 20 20 20

18,0 17,0 16,0 15,2 15,0 15,0 12,1 11,5

0,14010 0,12870 0,11890 0,10810 0,09730 0,08680 0,07660 0,06610

T T (detik) (detik) 0,9000 0,8500 0,8000 0,7600 0,7500 0,7500 0,6050 0,5750

0,8100 0,7225 0,6400 0,5776 0,5625 0,5625 0,3660 0,3306

Jumlah

k (N/m)

k (N/m)

F

6,8338 7,0380 7,3403 7,3945 6,8344 6,0969 8,2685 7,8991 57,7054

46,70085 49,53361 53,87934 54,67837 46,70885 37,17174 68,36827 62,39504 419,4361

0,87473 0,78826 0,70466 0,59156 0,43740 0,29875 0,27286 0,12638


 

, dimana



=

  ∑ ∑           =

=

  

   

 

  







= 0.2389


Page 68


k =

∑  =

57 7054

= 7.4




0.2389

grafik T2 (Periode) sebagai fungsi berat. 0.9000 0.8100

0.8000 0.7225

0.7000 0.6400

0.6000

0.5625

) 0.5000 g K ( t 0.4000 a r e 0.3000 b

0.5625

0.5776

0.3660

0.3306

0.2000 0.1000 0.0000 0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.15000

Periode (T2 Series1

IV.2.2.3. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan penambahan dua beban Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Penambahan Setiap dua Beban

n

Beban (gram)

x (m)

Getaran

t (detik)

m (Kg)

2 4 6 8

20,60 41,30 62,90 84,10

0,0330 0,0640 0,0960 0,1280

20 20 20 20

12,0 15,0 16,0 18,0

0,07660 0,09730 0,11890 0,14010

T T (detik) (detik) 0,6000 0,7500 0,8000 0,9000

0,3600 0,5625 0,6400 0,8100

Jumlah

k (N/m)

k (N/m)

F

8,4069 6,8344 7,3403 6,8338 29,4153

70,67586 46,70885 53,87934 46,70085 217,9649

0,27743 0,43740 0,70466 0,87473


 

, dimana



=

  ∑    ∑  


Page 69


   

=

=

k =



    

217 9649 

 







= 0.3708



∑  =



29 4153

29 4153 

= 7.35


0.3708


0.8000 0.7000 0.6400

) 0.6000 g K 0.5000 ( t a r 0.4000 e b 0.3000

0.5625 0.3600

0.2000 0.1000 0.0000 0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.15000

Periode (T2 Series1

IV.2.2.4. Perhitungan konstanta pegas pada percobaan pengurangan dua beban Tabel Hasil Perhitungan Konstanta dari Pengurangan Setiap dua Beban

n

Beban (gram)

x (m)

Getara n

t (detik)

m (Kg)

T (detik)

T k (N/m) (detik)

8 6 4

84,10 62,90 41,30

0,1280 0,0960 0,0640

20 20 20

18,0 16,0 15,0

0,14010 0,11890 0,09730

0,9000 0,8000 0,7500

0,8100 0,6400 0,5625


6,8338 7,3403 6,8344

k (N/m) 46,70085 53,87934 46,70885

Page 70

F 0,87473 0,7046 0,4374


2

20,60

0,0330

20

12,0

0,07660

0,6000

0,3600

Jumlah

8,4069 29,4153

70,67586 217,9649


 

, dimana

∑   ∑         =

=

=

k =



217 9649 

 







= 0.3708



∑  =





29 4153

29 4153 

= 7.35


0.3708


0.8000 0.7000 0.6400

) 0.6000 g K 0.5000 ( t a r 0.4000 e b 0.3000

0.5625 0.3600

0.2000 0.1000 0.0000 0.06000 0.07000 0.08000 0.09000 0.10000 0.11000 0.12000 0.13000 0.14000 0.15000

Periode (T2 Series1

IV.3 Analisa Teoritis Pada praktikum tentang materi pegas spiral diperoleh data dan hasil koefisien pegas yang nilainya hampir sama. Hasil koefisen pada percobaan praktikum

hasil

selisih

perbedaan

koefiennya

kecil.

Faktor

faktor

yang

mempengaruhi selisih data tersebut antara lain ; Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 71

0,27743


a. Faktor penimbangan adalah salah satu faktor yang mempengaruhi hasil data. Dalam penimbangan ada beberapa yang mempengaruhi hasilnya anatara lain kebersiihan timbangan dan sampel yang ditimbang. Timbangan yang baik adalah timbangan yang selalu dirawat dengan sering melakukan kalibrasi secara berkala untuk mengetahui sesatannya. Kondisi lingkungan ketika menimbang alangkah baiknya di ruangan tertutup pada suhu ruangan tertentu. Dan yang terakhir adalah water kompas yang menunjukan kesetimbangan posisi alatnya. b. Kondisi alat pegas yang sering digunakan adalah salah satu faktor yang memperngaruhi hasil. Alat pegas yang sering diguakan akan mengalami peregangan secara perlahan lahan yang mengakibatkan pengukuran di waktu yang berbeda akan mengalami perbedaaan. c. Kesalahan praktikan adalah salah satu faktor yang penting. Antara seseorang dengan orang lain pasti secara tidak langsung ada perbedaan dalam membaca skala pegas karena pegas selalu bergerak. d. Kondisi lingkungan percobaan adalah salah satu hal terpenting dalam percobaan. Kondisi sirkulasi udara yang tinggi akan memperngaruhi sistem kerja pegas, kondisi lingkungan ketika praktikum tidak ideal karena berisik maka akan memperngaruhi secara sikologis dan mempengaruhi juga dalam pembacaan skala e. Pembulatan dalam perhitungan Apabila pegas makin kaku, maka konstanta pegas besar dan semua memiliki gaya yang bernilai negatif hal ini menunjukan gaya pemulihan (F). Tanda negatif menunjukkan bahwa gaya(F) mempunyai arah berlawanan dengan simpangan (x). Semakin berat beban maka semakin lama waktu yang dibutuhkan karena massa benda besar berarti inersia benda besar. Dengan demikian, reaksi yang diberikan benda lebih lambat sehingga periode makin lama. Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 72


Grafik menunjukkan gaya F dan regangan x berbanding lurus. Pada saat pegas ditarik waktu yang dibutuhkan lama dan dalam kenyataannya, pada suatu saat tertentu pegas tersebut berhenti bergerak karena adanya gaya gesekan udara.


Page 73


BAB V Kesimpulan Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa semakin berat beban yang digantung pada pegas maka akan besar juga pertambahan panjang (regangan) pegas. Hasilnya pun sama apabila semakin ringan beban yang menempel di pegas maka akan semakin kecil pula regangan (pertambahan panjang) pada pegas. Dari hasil tersebut secara garis besar hubungan antara pertambahan panjang pegas (regangan) dengan pertambahan gaya pegas adalah berbanding lurus. Konstanta pegas adalah ukuran elastisitas pegas.Jadi apabila pegas makin kaku maka konstanta pegas besar.Massa benda besar berarti inersia benda besar.Dengan demikian, reaksi yang diberikan benda lebih lambat sehingga periode makin lama. Sebaliknya, makin kaku pegas (konstanta pegas besar) maka dibutuhkan gaya yang lebih besar


Page 74


Daftar Pustaka Halliday,Resnick,Silaban dan Sucipto , Fisika, Erlangga Sears, Zemansky, Soedarjana , fisika untuk Universitas, Binacipta Sutrisno, Gie, Seri Fisika Dasar ,Penerbit ITB


Page 75


MODUL IV : KOEFISIEM MUAI PANJANG LOGAM

BAB I PENDAHULUAN 1.1 TUJUAN PERCOBAAN Dapat menghitung koefisien muai panjang logam pada logam alumunium dan tembaga.

1.2 ALAT PERCOBAAN 1. Pipa – pipa logam 2. Statif dengan penjepit logam dan mistar 3. Roda silinder dengan jarum penunjuk 4. Skala petunjuk perubahan panjang 5. Thermometer 6. Ketel uap dengan pipa karet penyambung 7. Kompor pembakar / bunsen 8. Jangka sorong dan mistar


Page 76


BAB II TEORI PERCOBAAN II.1 TEORI DASAR Secara eksperimen perubahan tempratur ∆T pada batang logam yang mempunyai panjang L akan mengakibatkan perubahan panjang ∆L. Pada umumnya juka tempratur naik, maka jarak antara atompada bahan akan naik, sehingga secara keseluruhan pada bahan itu mengalami pemuaian. Perubaha ukuran pada dimensi linier, seperti panjang, lebar, tebal disebut sebagai muai linier. Untuk perubahan temperatur yang kecil, perubahan panjang, lebar atau tebal akan sebanding dengan perubahan temperatur. Perubahan panjang ∆L berbanding lurus dengan L dan ∆T, maka dapat ditulis : ∆L = α L ∆

(1)

Dimana α merupakan konstanta pembanding antara perubahan temperatur dengan perubahan panjang relatif terhadap panjang awalnya. α juga dinamakan dengan “ Koefisien muai linier “ dan persamaan (1) juga dapat ditulis dalam bentuk :

   

(2)

Dimana α untuk setiap bahan adalah berbeda- beda. Suatu zat isotropik, apabila dipanaskan akan mengalami perubahan panjang secara uniform pada seluruh bagiannya. Artinya, untuk suatu ∆T yang diberikan, maka :



untuk lebar, tebal dan panjang akan sam. Oleh karena itu, maka didapat

turunan koefisien muai luas maupun koefisien muai volume.


Page 77


II.2 TEORI TAMBAHAN II.2.1 Pengertian Pemuaian Pemuaian adalah bertambahnya ukuran suatu benda karena pengaruh perubahan suhu atau bertambahnya ukuran suatu benda karena menerima kalor.Pemuaian terjadi ketika zat dipanaskan (menerima kalor), partikel-partikel zat bergetar lebih cepat sehingga saling menjauh dan benda memuai.Sebaliknya, ketika zat didinginkan (melepas kalor) partikel-partikel zat bergetar lebih lemah sehingga saling mendekati dan benda menyusut. Pemuaian terjadi pada zat padat, zat cair dan gas.Pemuaian pada zat padat ada 3 jenis, yaitu pemuaian panjang (untuk satu dimensi), pemuaian luas (dua dimensi) dan pemuaian volume (untuk tiga dimensi).Sedangkan pada zat cair dan zat gas hanya terjadi pemuaian volume saja. Pada teori ini akan dibahas tentang pemuaian pada zat padat.

II.2.2 Pemuaian Panjang Pemuaian panjang adalah bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor.Pada pemuaian panjang, nilai lebar dan tebal sangat kecil dibandingkan nilai panjang benda tersebut, sehingga lebar dan tebal dianggap tidak ada.Salah satu contoh pemuaian panjang adalah kabel jaringan listrik.Kabel jaringan akan tampak kencang pada pagi hari dan tampak kendor pada siang hari. Kabel tersebut mengalami pemuaian panjang akibat terkena panas sinar matahari.Alat yang digunakan untuk menyelidiki pemuaian panjang berbagai jenis zat padat adalah musschenbroek. Pada umumnya jika temperatur naik, maka jarak rata-rata antar atom pada bahan akan naik, sehingga secara keseluruhan pada bahan itu mengalami pemuaian. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi beberapa faktor, yaitu


Page 78


panjang awal benda, koefisien muai panjang atau koefisien muai linier dan besar perubahan suhu.Besarnya panjang logam setelah dipanaskan adalah sebesar :

L = L0 + ΔL Keterangan :

L

= panjang akhhir (m)

L0 = panjang awal (m) ΔL = pertambahan panjang (m)

Besarnya panjang zat padat untuk setiap kenaikan 1ºC pada zat sepanjang 1 m disebut koefisien muai panjang (α). Hubungan antara panjang benda, suhu, dan koefisien muai panjang dinyatakan dengan persamaan:

ΔL = L0.α.Δt L = L0 (1 + α.Δt)

Keterangan: L = Panjang akhir (m) L0 = Panjang mula-mula (m) ΔL = Pertambahan panjang (m) α

= Koefisien muai panjang (/ºC)

Δt = kenaikan suhu (ºC) Beberapa koefisien muai panjang benda dapat dilihat pada table berikut :


Page 79


II.2.3 Pemuaian Luas Pemuaian luas atau pemuaian bidang adalah pertambahan ukuran luas suatu benda karena menerima kalor.Pemuaian luas terjadi pada benda yang mempunyai ukuran panjang dan lebar, sedangkan tebalnya sangat kecil dan dianggap tidak ada.Contoh benda yang mempunyai pemuaian luas adalah lempeng besi yang lebar sekali dan tipis.Seperti halnya pada pemuaian luas faktor yang mempengaruhi pemuaian luas adalah luas awal, benda, koefisien muai luas dan besar perubahan suhu.Pertambahan luas zat padat untuk setiap 2

kenaikan 1ºC pada zat seluas 1 m disebut koefisien muai luas (β). Hubungan antara luas benda, pertambahan luas suhu, dan koefisien muai luas suatu zat adalah :

A = A0 + ΔA

ΔA = A0 – β .Δt ΔA = A0 (1 + β .Δt)


Page 80


Keterangan: A

2

= Luas akhir (m ) 2

ΔA = Pertambahan luas (m ) 2

A0 = Luas mula-mula (m ) β

= Koefisien muai luas zat (/º C)

Δt = Kenaikan suhu (ºC) Karena sebenarnya pemuaian luas itu merupakan pemuian panjang yang ditinjau dari dua dimensi maka koefisien muai luas besarnya sama dengan 2 kali koefisien muai panjang.Besarnya β dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

β = 2α

II.2.4 Pemuaian Volume Pemuaian volume adalah pertambahan ukuran volume suatu benda karena menerima kalor.Pemuaian volume terjadi karena benda yang mempunyai ukuran panjang, lebar dan tebal.Contoh benda yang mempunyai pemuaian volume adalah kubus, air dan udara. Volume merupakan bentuk lain dari panjang dalam γ = 3α 3 dimensi karena itu untuk menentukan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai panjang. Persamaan yang digunakan untuk menentukan pertambahan volume dan volume akhir suatu benda tidak jauh beda pada perumusan sebelumnya. Hanya saja beda pada lambangnya saja. Perumusannya adalah :


Page 81


V = V0 + ΔV

ΔV = V0 .γ .Δt ΔV = V0 (1 + γ .Δt) Keterangan: V

3

= Volume akhir (m ) 3

ΔV = Pertambahan volume (m ) 3

V0 = Volume mula-mula (m ) γ

0

= Koefisien muai volume zat (/ C)


Page 82


BAB III LANGKAH PERCOBAAN 1. Merangkai alat seperti gambar berikut :

2. Meletakkan batang logam yang akan ditentukan koefisien muai panjangnya di atas roda silinder dengan jari-jari r, tanpa slip. Pertambahan panjang akan menyebabkan roda-roda berputar sehingga pertambahan panjang ini dapat dibaca pada pergeseran jarum r pada skala S. 3. Mengamati dan mencatat kadar suhu ruangan. 4. Mengsi ketel uap dengan air dan menyimpannya di atas kompor. 5. Memeriksa apakah jarum sudah bebas bergerak, tidak ada gesekan pada porosnya, kemudian mengukur panjang jarum dan diameter roda sekunder. 6. Mengambil salah satu logam dan mengukur panjangnya (=Lo), dan menjepit salah satu ujungnya pada statif. 7. Memasang pipa karet pada ketel dan pada ujung pipa logam yang terjepit. Kemudian memeriksa apakah ujung logam yang lain sudah benar menekan roda silinder tanpa slip. Bila logam bertambah panjang, maka roda akan berputar. Memberi beban jika perlu.


Page 83


8. Memberi sedikit simpangan pada jarum, agar mudah untuk membaca skalanya, misalnya So. 9. Menyalakan api. Pada saat pipa memuai (jika sistemnya baik), jarum akan bergeser secara kontinu, jika tidak, mngulangi langkah 5-8. 10. Mengamati dan mencatat skala yang ditunjukan oleh jarum St dan juga panjang logam Lt. Bila jarum berhenti bergeser, artinya temperatur batang sudah sama dengan temperatur uap air tersebut. 11. Mengulangi langkah 4-9 untuk logam yang lain.


Page 84


BAB IV ANALISA DATA IV.1 DATA PERCOBAAN Diameter roda jarum skala : 0.0145 m Panjang jarum skala

: 0.224 m

Suhu ruang

: 26 ºC

1. Alumunium No.

Diameter dalam

Diameter luar

Panjang ( Lo )

1 2 3

0.0075 m 0.0075 m 0.0075 m

0.0096 m 0.0096 m 0.0096 m

0.58 m 0.58 m 0.58 m

No.

Temperatur ( º C )

1 2 3 4

29ºC 34ºC 39ºC 44ºC

Penambahan ( ∆L)


0.001 0.015 0.018 0.021

m m m m

Page 85


2. Tembaga No.`

Diameter dalam

Diameter luar

Panjang ( Lo )

1 2 3

0.0075 cm 0.0075 cm 0.0075 cm

0.0096 cm 0.0096 cm 0.0096 cm

0.602 cm 0.602 cm 0.602 cm

No.

Temperatur ( º C )

Penambahan ( ∆L)

1 2 3 4

40ºC 45ºC 50ºC 55ºC

0.004 cm 0.004 cm 0.004 cm 0.004 cm

IV.2 ANALISA MATEMATIS ∆L = α x Lo x ∆T

IV.2.1 Alumunium Dari tabel di atas,Diketahui : 1) T1 = 26 ⁰C T2 = 29 ⁰C Panjang awal (L0) = 0.58 m Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m Penambahan (∆L) = 0,001 Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 86


Ditanya : α?

Jawab : ∆L = α x Lo x ∆T 0.001 = α x 0.58 x ( 29-26) 0.001 = α x 0.58 x 3 0.001 = α x 1.74

      

 

 







2) T1 = 26 ⁰C T2 = 34 ⁰C Panjang awal (L0) = 0.58 m Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m Penambahan (∆L) = 0,015 m

Ditanya : α?

Jawab : ∆L

= α x Lo x ∆T

0.015 = α x 0.58 x ( 34-26) 0.015 = α x 0.58 x 8 0.015 = α x 4.64


Page 87


        

 








Ditanya : α?

Jawab : ∆L

= α x Lo x ∆T

0.018 = α x 0.58 x ( 39 -26) 0.018 = α x 0.58 x 13 0.018 = α x 7.54

        

 







4) T1 = 26 ⁰C T2 = 44 ⁰C Panjang awal (L0) = 0.58 m Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m Penambahan (∆L) = 0,021 m Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 88


Ditanya : α?

Jawab : ∆L

= α x Lo x ∆T

0.021 = α x 0.58 x ( 44 -26) 0.021 = α x 0.58 x 18 0.021 = α x 10.44

       

 



 





IV.2.2 Tembaga Dari tabel di atas,Diketahui : 1) T1 = 26 ⁰C T2 = 40 ⁰C Panjang awal (L0) = 0.602 m Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m Penambahan (∆L) = 0,004 m

Ditanya : α?

Jawab : ∆L = α x Lo x ∆T 0.004 = α x 0.602 x ( 40-26) Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 89


0.004 = α x 0.602 x 14 0.004 = α x 8.428

        

 








Ditanya : α?

Jawab : ∆L

= α x Lo x ∆T

0.004 = α x 0.602 x ( 45-26) 0.004 = α x 0.602 x 19 0.004 = α x 11.438

      

 

 







3) T1 = 26 ⁰C T2 = 50 ⁰C Panjang awal (L0) = 0.602 m Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 90


Diameter dalam (Ddalam) = 0.0075 m Diameter luar (Dluar) = 0,0096 m Penambahan (∆L) = 0,004 m

Ditanya : α?

Jawab : ∆L

= α x Lo x ∆T

0.004 = α x 0.602 x ( 50 -26) 0.004 = α x 0.602 x 24 0.004 = α x 14.448

      

 

 








Ditanya : α?

Jawab : ∆L

= α x Lo x ∆T

0.004 = α x 0.602 x ( 55 -26)


Page 91


0.004 = α x 0.602 x 29 0.004 = α x 17.458

      

 

 







IV.3 Analisa Teoritis Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberpa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri di pengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor, logam dapat memuai karena adanya peubahan suhu yang tinggi. Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui bahwa antara logam almunium dan tembaga yang mempunyai pertambahan panjang yang lebih besar adalah almunium, itu dikarenakan almunium memiliki titik lebur yang rendah dibanding dengan logam tembaga Pada pada praktikum kali ini membahas tentang pemuaian panjang pada almuniumdan tembaga.Pada percobaan tembaga panjang awal alumunium adalah 0.58m , kemudian setelah dialiri uap panas terjadi penambahan panjang 0.021 m pada kenaikan suhu 44 ºC sehingga panjang muainya berubah menjadi 0.601 m, dengan pertambahan

panjang logam alumunium dapat menentukan koefisien

muainya sebesar 2.0115 x

 

.

Dan pada percobaan tembaga, diketahui panjang awal tembaga sebelum memuai yaitu 0.602 m setelah dialiri uap panas panjangnya bertambah sebesar 0,004 cm pada kenaikan suhu 55 ºC sehingga panjang muainya mejadi 0.606 m dan



diperoleh koefisien muai sebesar    






O

/ C.

Page 92


BAB V KESIMPULAN Setelah melakukan percobaan yang telah dilakukan diperoleh : 

pada percobaan alumunium diperoleh pertambahan panjang sebesar 0.58m



dan koefisien muai sebesar 2.0117 





/˚C

Sedangkan percobaan pada padatembaga diperoleh pertambahn panjang -4

0.602 m dan koefisien muai sebesar 2.2912 x 10 /˚C


Page 93


DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Pemuaian. http://alljabbar.wordpress.com Anonim. 2010. Pemuaian Zat . http://modulfisika.blogspot.com Anonim. 2011. Laporan Menentukan Koefisien Muai Panjang dari Suatu Logam. http://gentingbocor.wordpress.com Anonim. 2008. Pemuaian. http://physics2008.wordpress.com Sidik Purnomo. 2011. Pemuaian. http://sidikpurnomo.net Anonim. 2010. Gelombang Bunyi Dalam Zat Padat Isotropik 3.http://merry.blog.uns.ac.id Petunjuk Praktikum Fisika Dasar I , 2011. Penerbit Laboratorium Fisika Dasar.


Page 94


MODUL V : KALORIMETER

BAB I PENDAHULUAN I.I Tujuan Percobaan Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan: 1. Mampu menentukan kalor lebur es 2. Mampu menentukan panas jenis suatu benda berdasarkan Azas Black

I.II Alat-alat Percobaan 1. Satu set kalorimeter dan pengaduknya 2. Thermometer 3. Stopwatch 4. Bongkah es batu secukupnya 5. Benda yang akan diukur kalor jenisnya 6. Neraca teknis


Page 95


BAB II PEMBAHASAN II.1Teori Dasar Apabila dua benda yang berlainan temperaturnya disentuhkan, maka benda yang lebih panas akan memberikan sebagian panasnya kepada benda yang lebih rendah temperaturnya, sampai akhirnya dicapailah temperatur akhir yang sama (keseimbangan temperatur). Satuan yang dipakai pada perpindahan panas adalah kalori, yang didefinisikan sebagai “Jumlah panas yang dibutuhkan oleh setiap 1 gram air untuk menaikkan o

temperatur 1 C”. Apabila ke dalam kalorimeter yang berisi air dimasukkan benda yang berbeda temperaturnya (misal lebih panas), akan terjadi aliran panas dari benda ke kalorimeter dan air. Setelah dicapai keadaan setimbang, maka : W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)

(1)

Dimana : W1, W2, W3

= Berat kalorimeter, berat air, dan berat benda

C1, c2, c3

= Kalor jenis kalorimeter, air, dan benda

T1, T2, T3

= Temperatur awal kalorimeter, air, dan benda

T4

= Temperatur akhir kalorimeter, air, dan benda setelah dicapai kesetimbangan


Page 96


Bila yang dimasukkan ke dalam kalorimeter tersebut adalah bongkah es yang kalor leburnya P, berat G, maka persamaan (1) menjadi : W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4)

(2)

II.1 Teori Tambahan Kalorimeter berarti “mengukur panas”. Ketika aliran panas terjadi antara dua bentda yang terisolasi dari lingkungannya, jumlah panas yang hilang dari suatu benda harus setara dengan jumlah yang lainnya. Panas adalah yang berpindah, jadi prinsipnya adalah prinsip kekekalan energy. Kualitas panas yang ditambahkan pada suatu benda sebagai positif dan pada kuantitas yang meninggalkan benda sebagai negative. Ketika sejumlah benda berinteraksi, jumlah aljabar dari setiap kuantitas panas yang dipindahkan pada semua benda harus sama dengan nol. Ini adalah Azas Black yang dasarnya adalah kekekalan energy. Kalor selalu berkaitan dengan dua hal yaitu proses pemanasan atau proses pendinginan yang melibatkan perubahan suhu dan proses prubahan wujud zat yang terjadi pada suhu yang tetap. Proses pemanasan dan pendinginan digunakan persamaan : Q = m.c.∆T Dimana : Q = kalor yang dilepaskan atau diterima ( joule ) m = massa bahan ( kg ) c = kapasitas panas spesifik bahan ( J/kg ˚C ) ∆T = perubahan suhu (˚C )


Page 97


BAB III Langkah Percobaan III.1 Kalor Lebur Es 1. Menimbang bejana kalorimeter dan bejana pengaduknya dengan ketelitian yang maksimal. Bila pada pengaduk terdapat gagang yang terbuat dari bahan lain, maka dilepas terlebih dahulu 2. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang lebih ¾ nya. Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air ditimbang dengan teliti. 3. Memasukkan kalorimeter ke dalam bejana pelindung lalu ditutup. Termometer dipasangkan , sehingga hanya bola yang erisi air raksa saja yang tercelup dengan air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana, diamkan sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya. 4. Mengambil beberapa bongkah batu es, lalu ditimbang dengan neraca teknis. 5. Bongkahan batu es tersebut dimasukkan ke dalam bejana kalorimeter, lalu ditutup beserta thermometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk, suhunya dibaca setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi. 6. Menimbang berat akhir kalorimeter.

III.2 Campuran Air dengan Air Panas 1. Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan. 2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya. 3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼ nya. Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air ditimbang dengan teliti. Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 98


4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup. Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja yang tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana, diamkan sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya. 5. Mengambil gelas kimia, dikeringkan, lalu ditimbang beratnya. 6. Gelas kimia diisi dengan air, kemudian ditimbang berat keseluruhan gelas dan air. 7. Gelas kimia berisi air dipanaskan hingga mendidih. Suhu air dicatat. 8. Memasukkan air panas ke dalam kalorimeter, lalu kalorimeter beserta termometer ditutup dengan hati-hati. Sambila diaduk, suhu nya dibaca setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi. 9. Menimbang berat akhir kalorimeter.

III.3 Kalor Jenis Benda 1. Kalorimeter dengan pengaduknya dikosongkan lalu dikeringkan. 2. Menimbang bejana kalorimeter dan pengaduknya. 3. Mengisikan air ke dalam bejana kalorimeter sampai kurang kebih ¼ nya. Lalu bejana kalorimeter dan pengaduk yang telah berisi air ditimbang dengan teliti. 4. Kalorimeter dimasukkan ke dalam bejana pelindung lalu ditutup. Termometer dipasang, sehingga hanya bola yang berisi air raksa saja yang tecelup dalam air. Jangan terlalu dekat dengan dasar bejana, diamkan sebentar sambil dibaca suhunya dan ditimbang beratnya. 5. Menimbang massa benda yang akan diukur kalor jenisnya dengan neraca teknis. 6. Mengisi gelas kimia dengan air, kemudian memasukkan benda dan memanaskan gelas hingga air mendidih. Suhu air yang mendidih dicatat (sama dengan suhu benda). Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 99


7. Memasukkan benda tadi ke dalam kalorimeter. Kalorimeter ditutup beserta termometernya dengan hati-hati. Sambil diaduk suhunya dibaca setiap 30 detik sampai suhu tidak mengalami perubahan lagi. 8. Menimbang berat akhir kalorimeter. 9. Langkah 2-8 diulangi dengan benda yang berbeda.


Page 100


BAB IV Analisa Data IV.1 Data Pecobaan Percobaan 1 W1= Berat kalorimeter kosong

: 125,54 g

W2 = Berat Air (3/4)

: 181,00 g

W3 = Berat Es

: 50,80 g o

c1 = 0,205 Kal/g C o

c2 = 1,000 Kal/g C c3 = ?

Suhu (oC)

Berat (gram) W1

125,54

T1

27

W2

181,00

T2

26,5

W3

50,80

T3

4

T4

14,8

Perubahan suhu setiap 10 detik

No

t (detik)

Suhu (oC)

1

10

22

2

20

19

3

30

15


Page 101


4

40

14

5

50

14

6

60

13,5

7

70

13

8

80

13

9

90

12,5

10

100

12

Percobaan 2 W1 = Berat kalorimeter kosong

: 109,14 g


: 228,94 g

W3 = Berat Air Panas

: 57,68 g

o

c1 = 0,205 Kal/g C o

c2 = 1,000 Kal/g C c3 = ?

Suhu (oC)

Berat (gram) W1

109,14

T1

26

W2

338,08

T2

26

W3

395,76

T3

68

T4

37

Perubahan suhu setiap 10 detik Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 102


No

t (detik)

Suhu (oC)

1

10

36

2

20

37

3

30

37

4

40

37

5

50

37

6

60

37

7

70

37

8

80

37

9

90

37

10

100

37

Percobaan 3 W1 = Berat kalorimeter kosong

: 109,14 g


: 133,34 g

W3 = Berat Benda

: 63,80 g

o

c1 = 0,205 Kal/g C o

c2 = 1,000 Kal/g C c3 = ?


Page 103


Suhu (oC)

Berat (gram) W1

109,14

T1

26

W2

242,48

T2

34

W3

306,28

T3

93

T4

37

Perubahan suhu setiap 10 detik

No

t (detik)

Suhu (oC)

1

10

41

2

20

39

3

30

37

4

40

37

5

50

37

6

60

37

7

70

37

8

80

37

9

90

37

10

100

37


Page 104


IV.2 Analisa Matematis Percobaan 1 Besarnya kalor lebur es (P) dengan menggunakan persamaan (2) Mencari c3 (Kalor Jenis es) W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4) 125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . c3(4-14,8) 25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80 c3(10,8) 313,9755+ 1936,7 = 548,64 c3 2250,6755 = 548,64 c3 c3=

2250,6755 548,64 o

= 4,1023 Kal/g C Mencari P (Kalor Lebur Es) W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = P G – W3 c3 (T3 – T4) 125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = P . 50,80 – 50,80 .4,1023 (414,8) 25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 50,80P - 208,39684 (10,8) 313,9755+ 1936,7 = 50,80P – 2250,6859 2250,6755 = 50,80P – 2250,6859


Page 105


2250,6755 + 2250,6859= 50,80P 4501,3614= 50,80P

P = 4501,3614 50,80 o

= 88,6095 C Percobaan 2 Kalor Jenis Campuran Air Dengan Air Panas W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4) 109,14 . 0,205 (37-26) + 228,94 . 1,000 (37-26) = 57,68 . c3 (68-37) 22,3737 (11) + 228,94 (11) = 57,68 c3 (31) 246,1107 + 2518,34 = 1784,98 c3 2764,4507 = 1784,98 c3 c3 = 2764,4507 1784,98 o

c3 = 1,5487 Kal/g C Percobaan 3 Kalor Jenis Benda W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4)


Page 106


109,14 . 0,205 (37-26) + 133,34 . 1,000 (37-34) = 63,80 . c3 (93-37) 22,3737 (11) + 133,34 (3) = 63,80 c3 (56) 246,1107 + 400,02 = 3572,8 c3 646,1307 = 3572,8 C3 C3 = 646,1307 3572,8 o

C3 = 0,1808 Kal/g C

IV.3 Analisa Teoritis Pembuktian hasil percobaan dengan metoda Azaz Black ∑Q yang dilepas = ∑Q yang diserap Q Kalorimeter (1) + Q Air (2) = Q Es (3) W1 c1 (T4 – T1) + W2 c2 (T4 – T2) = W3 c3 (T3 – T4) 125,54 . 0,205 (14,8-27) + 181 . 1,000 (14,8-26,5) = 50,80 . 4,1023(4-14,8) 25,7357 (12,2) + 181 (10,7) = 208,3968(10,8) 313,9755+1936,7 = 2250,6859 2250,6755 = 2250,8659 Ketelitian atau ketepatan antara ∑Q yang dilepas dan ∑Q yang diserap dipengaruhi oeleh ketelitian dalam penimbangan, dimana semakin teliti atau semakin akurat kita menimbang maka hasil yang didapat pun akan semakin mendekati tepat Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 107


BAB V Kesimpulan Dari ketiga percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa : 

Percobaan 1 o

Kalor jenis es adalah 4,1023 Kal/g C o

Kalor lebur es adalah 88,6095 C 

Percobaan 2 o

Kalor jenis campuran air dengan air panas adalah 1,5487 Kal/g C 

Percobaan 3 o

Kalor jenis benda adalah 0,1808 Kal/g C 

Terbukti kebenaran Asas Black


Page 108


DAFTAR PUSTAKA Halliday, Resnick, Silaban dan Sucipto, Fisika, Erlangga Sears, Zemansky, University Physics Sutrisno, Gie, Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB Anonim.2011.PraktikuFisika Dasar. http://choalialmu89.blogspot.com Anonim.2011.Kalor-kalorJenisKapasitas Kalor. http://gurumud.wordpress.com Anonim. 2011.Fisika. http://wikipedia.org


Page 109


MODUL VI : VISKOSITAS ZAT CAIR

BAB I PENDAHULUAN I.1 TUJUAN PERCOBAAN Setelah mengikuti praktikum ini, mahasiswa diharapkan : 

Menentukan koefesien viskositas suatu zat cair berdasarkanHukum Stokes.

I.2 PERALATAN 

Gelas ukur berisi zat cair yang akan ditera



Bola-bola percobaan



Stopwatch



Thermometer



Mikrometer



Areometer



Pinset/penjepit



Mistar



Jangkasorong



Pengait



Neraca


Page 110


BAB II TEORI PENDAHULUAN II.1 TEORI DASAR Benda yang bergerak tanpa kecepatan awal dalam zat cair, pada permulaan mendapat percepatan dan berlaku: ∑ Fy = ma

(1)

Gerak benda tersebut mengalami gaya gesek (Fs) dan gaya apung keatas (Fa). Dengan rumus W - Fs – Fa = ma, (2) Dengan W = gaya berat benda Fs = gaya gesekan Fa = gaya tekan keatas Gaya gesek zat cair (Fs) terhadap bola menurut Stokes adalah sebagai berikut: Fs = 6 п η r v Dengan

(3)

Fs

= gayagesekan (N)

η

= koefisiensiviscositas (Nsm )

r

= jari-jari bola (m)

2

v

= laju terminal (m/s)

Benda yang setimbang dinamis dalam zat cair bergerk tampa percepatan (a=0) sehingga berlaku: W – Fs – Fa = 0

(4)

Dengan memasukan harga besaran W, Fs dan Fa pda persamaan (4), akan diperoleh:

  – 

η

2   9



 


(5)

Page 111


Dengan g 

Vg = laju terminal (m/s) 2 = percepatangravitasi (m/s ) 3 = kerapatan bola (kg/m ) 3 ’ = kerapatanzatcair (kg/m ) r = jari-jari bola η = koefisien viskositas

Batasan Agar Hukum Stokes Berlaku: 1. Luas permukaan zat cair besar (diameter bola << luas penampang gelas ukur) 2. Bola pejal 3. Tak ada penggelinciran dalam zat cair

II..2 TEORI TAMBAHAN Viskositas Kekentalan Zat Cair Viskositas adalah suatu kekentalan dari suatu fluida yang dimana kekentalan ini dapat mementukan aliran pada fluida tersebut ada dua jenis fluida : (1) aliran laminar (2) aliran turbulen hubungan antara viskositas dan jenis aliran adalah “semakin besar viskositas yang dimiliki oleh suatu fluida maka aliran yang mungkin terjadi pada fluida tersebut adalah laminar begitu juga sebaliknya Dan juga pada viskositas ada tekan, biasanya diterima sebagai "kekentalan", atau penolakan terhadap penuangan. Viskositas menggambarkan penolakan dalam fluid kepada aliran dan dapat dipikir sebagai sebuah cara untuk mengukur gesekan fluid. Air memiliki viskositas rendah, sedangkan oli memiliki viskositas tinggi.

Kekentalan suatu cairan akan memperlambat laju benda, khususnya benda yang berbentuk bola. Derajat kekentalan suatu cairan dikenal dengan sebutan viskositas(ŋ). Ketika benda berada di dalam cairan yang kental maka terjadi gaya gesek (F s), gaya geseknya dapat di rumuskan:


Page 112


Fs = -6  r v Persamaan di atas di kenal sebagai persamaan Stokes dan dalam penerapannya memerlukan: 1.

Ruang tempat fluida tidak terbatas (ukurannya jauh lebih besar dari pada ukuran bola).

2.

Tidak terjadi aliran turbulensi di dalam fluida.

3.

Kecepatan v tidak besar, sehingga aliran fluida masih bersifat laminar.

Di dalam fluida yang mengalir terdapat gesekan i nternal yang dinamakan viskositas atau kekentalan yang diberi symbol  . Sebuah bola dengan jari-jari r dan massa jenis

 dan

massa

jenis o akan mendapatkan gaya gesekan sebesar F = -6   r v dimana v adalah kecepatan relatif bola terhadap fluida. Pada suatu saat akan terjadi keseimbangan antara gaya berat bola dan gaya gesekan sehingga menyebabkan bola bergerak dengan kecepatan tetap sebesar


Page 113


BAB III PROSEDUR PERCOBAAN Prosedur Percobaa Viskositas Zat Cair 1. Boladiukur 5 kali padabagian yang berlainan. 2. Masing-masing bola ditimbang. 3. Suhusertakerapatanzatcairpadapermukaan, dicatatbaikawalmaupunakhirpercobaan. 4. Tentukantitikawal (A) dantitikakhir (B) pengukuranpadagelasukur. 5. Bola dijatuhkankedalamzatcairdalamgelasukur. 6. Jarak

danwaktujatuh

bola

diukurketikabergerakdengankecepatankonstandarititik A ketitik B. 7. Langkah 4-6 diulangi hingga 10x dengan jarak yang berbeda.


Page 114


BAB VI DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN VI.1.DATA PENGAMATAN Rapatmassazatcair () Temperature zatcairawal (T1) Temperature zatcairakhir (T2) Diameter dalamtabung Diameter luartabung KecepatanGravitasi No.

1

2 3 4

5

6 7 8

3

3

= 910 kg/m = 0.91 gr/cm = 27.5 °C = 27.5 °C = 2.37inchi = 6.453 cm 2 2 = 9.81 m/s = 981 cm/s

Ukuran Bola

Diameter bola (d) (mm) Jari-jari bola (r) r= 1/2 d (cm) Volume bola (vol) volume = 4/3 πr³ (cm³) Massa Bola (m) …….. Gram Rapatmassa bola ()  = Massa/Volume (gr/cm³) Jarak yang ditempuh bola (s) cm Waktu yang ditempuh bola (t) detik Kecepatan bola V³= s/t (cm/detik)

Jenis Bola Besar

Sedang

Kecil

15.26 15.26 15.25

12.19 12.18 12.19

9.47 9.46 9.46

0.7630

0.6095

0.4730

1.86

0.95

0.44

2.3

2.2

0.5

1.2365

2.3158

1.1364

24.6

24.6

24.6

2.8

1.2

10.86

8.79

2.05

2.27

Waktu tempuh bola sebanyak 10x Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 115


No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rata-Rata

Bola Besar 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8

Bola Sedang 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

Bola Kecil 11.9 11.9 11.9 10.0 10.0 11.0 11.9 10.0 10.0 10.0 10.86

VI.4.2.Analisa Percobaan Viskositas Zat Cair VI.4.2.1Analisa Matematis KoefisienViscositas (η)

      –  



Bola besar

η

η

η η



       –            2 0 763 9





8 79

2 0 5822 x 981 9 2 9

8 79

1 24 0 91

 

 

Nsm¯²

Bola sedang


Page 116


η

η

η η



       –           

2 0 6095 9



2 32 0 91

20 5

2 0 3715 x 981 9 2 9

20 5

 

 

Nsm¯²

Bola kecil

η

η

η η

       –           2 0 473 9





2 27

2 0 22373 x 981 9 2 9

 

1 14 0 91

 

 

Nsm¯²

No.

Pengujian

1 2 3

Hargakoefisienviskositas (Nsm¯²)

Bola besar Bola sedang Bola kecil Rata-Rata

4.7649 5.5703 4.9418 5.0923

Gaya gesekzatcairterhadap bola (Fg)

 

=6пηrv

Bola besar





= 6 x 3.14 x 4.7633 x 0 763x 8,79


Page 117






    

= 601,8694 N

Bola sedang



= 6 x 3.14 x 5.5703x 0 6095 x 20.5 = 1311,2547N

Bola kecil



= 6 x 3.14 x 4.9850x 0 473 x 2,25 = 99,9516 N

No.

Pengujian

Gaya gesekzatcairterhadap bola (N)

1 2 3

Bola besar Bola sedang Bola kecil

601,8694 1311,2547 99,9516



1. Gaya apapun bola ( )

      



Bola besar

          4 3



x 3 14 x 0 763

3

x 0 91 x 981

Bola sedang

          4 3



x 3 14 x 0 6095

3

x 0 91 x 981

Bola kecil

        4 3

x 3 14 x 0 473 x 0 91 x 981


Page 118


No.

Pengujian

Gaya apapun bola (N)

1 2 3


 1694

 

 2624  

2. Gaya berat bola W = Fg+ FA 

Bola besar



W = 601,8694 +   W = 2262,0388 N 

Bola sedang



W = 1311,2547 +   W = 2157,5071 N 

Bola kecil



W = 99,9516 +   W = 495,4659 N

No.

Pengujian

Gaya berat bola (N)

1 2 3


2262,0388 2157,5071 495,4659

VI.4.2.Analisa Teoritis Setiap zat cair mempunyai karakteristik yang khas, berbeda satu zat cair dengan zat cair yang lain. Kekentalan atau viskositas dapat dibayangkan sebagai pe ristiwa gesekan antara satu bagian dan bagian yang lain dalam fluida. Dalam fluida yang kental kita perlu gaya untuk menggeser satu bagian fluida terhadap yang lain. Pada praktikum pengukuran viskositas kali ini pun menggunakan metoda bola jatuh.Prinsip pengukuran viskositas metoda bola jatuh ialah dengan cara Kelompok 2 Universitas Jenderal Achmad Yani 2012/201 3

Page 119


mengukur kecepatan bola pejal jatuh di dalam cairan uji. Dengan terlebih dahulu diketahui data jari-jari bola, massa jenis bola, massa jenis cairan dan percepatan gravitasi maka viskositas cairan dapat dihitung. Mengukur kecepatan bola jatuh biasanya dilakukan dengan cara mencatat waktu yang dibutuhkan untuk menempuh jarak tertentu.

Secara teoritis, hasil koefisien dari zat cair tersebut seharusnya sama, walaupun menggunakan bola pejal yang berbeda.Terjadinya perbedaan koefisien tersebut, disebabkan karena banyak sekali faktor.Baik dari kesalahan alat yang digunakan, maupun kesalahan dari praktikan itu sendiri.Kesalahan dari alat biasanya, disebabkan karena alat ukur yang digunakan tidak terkalibrasi dengan baik sehingga nilai yang ditunjukkan alat tersebut validitasnya diragukan.Bila kesalahan yang disebabkan oleh praktikan, biasanya disebabkan karena kurang tepat dalam pembacaan skala dan penggunaan alat ukur yang belum baik, sehingga hasil dari pengukurannya tidak terlalu valid.


Page 120


BAB V KESIMPULAN Dari hasilpraktikum yang telah dilakukandengantopikpercobaan“Viskositas Zat Cair” maka dapat kami simpulkansebagaiberikut : 1. Harga Koefisien Viskositas dari percobaan:

No.

Pengujian

Hargakoefisienviskositas (Nsm¯²)

1 2 3


4.7649 5.5703 4.9418

Rata-Rata


5.0923

Page 121

laporan jadi

Recommend Documents