LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR I
KESETIMBANGAN
Kelompok : I
Anggota Kelompok :
Ester Mordekhai S (RSA1C115009)
Tesa Pratama Putra (RSA1C115014)
Harsono (RSA1C115019)
Lilis Nurhayati (RSA1C115029)
Suci Rosmaida (RSA1C115011)
Dosen Pengampu :
Wawan Kurniawan. S.Si,M.Cs
Ahmad Syarkowi. M.pd
Nama Asisten Dosen :
Tri Insan Mustaqiim (A1C314004)
Sari Malinda (A1C314003)
Ismawan Prasetia Devi (RSA1C31009)
PENDIDIKAN KIMIA PGMIPA-U
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2015
Judul Praktikum : Kesetimbangan
Hari/Tanggal : Senin,
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kesetimbangan adalah suatu kondisi benda dengan resultan gaya dan resultan momen gaya sama dengan nol. Kesetimbangan benda sangat penting untuk dipelajari karena banyak sekali kegunaannya, antara dalam bidang teknik, bidan olahraga, dan terkadang juga bidang medis. ( Pedoman Praktikum Fisika Dasar 1 , 2013:16)
Kesetimbangan merupakan konsep yang sangat erat kaitannya dengan kenyamanan hidup manusia. Dalam tubuh manusia saja konsep kesetimbangan itu ada. Manusia bisa berjalan dengan kesetimbangan biasa terjadi pada benda yang diam ( static ), contohnya semua bangunan gedung, jembatan, pelabuhan. Benda yang bergerak lurus beraturan ( dinamik ) contohnya, gerak meteor diruang hampa, gerak kereta api di luar kota, electron mengelilingi inti atom, bumi mengelilingi matahari dan lain-lain.
Kesetimbangan pada sebuah benda partikel dapat dianggap sebagai suatu kesetimbangan pada suatu titk. Partikel dianggap sebagai suatu benda yang diabaikan massanya, atau dianggap sebagai titik materi. Semua gaya yang bekerja pada benda dianggap bekerja pada titik tersebut. Syarat kesetimbangan statiknya jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah menentukan besarnya gaya-gaya yang bekerja pada titik kesetimbangan melalui percobaan.
BAB II
LANDASAN TEORI
Pengertian kesetimbangan
Benda-benda dalam pengalaman kita paling tidak memiliki satu gaya yang bekerja pada mereka (gravitasi), dan jika benda-benda tersebut dalam keadaan diam, maka pasti ada gaya lain yang juga bekerja sehingga gaya total menjadi nol. Sebuah benda yang diam di atas meja, misalnya, mempunyai gaya yang bekerja padanya, gaya gravitasi ke bawah dan gaya normal yang diberikan meja ke atas pada benda tersebut. Karena gaya total nol, gaya ke atas yang diberikan oleh meja harus sama besarnya dengan gaya gravitasi yang bekerja ke bawah. Benda seperti itu dikatakan dalam keadaan setimbang (equilibrium: bahasa Latin untuk "gaya-gaya yang sama" atau "kesetimbangan") di bawah pengaruh kedua gaya ini. (Giancoli, 2001)
Syarat-syarat kesetimbangan
Agar sebuah benda diam, jumlah gaya yang bekerja padanya harus berjumlah nol. Karena gaya merupakan vektor, komponen-komponen gaya total masing-masing harus nol. Dengan demikian, syarat kesetimbangan adalah: (Giancoli, 2001)
Fx=0, Fy=0, Fz=0 (3)
Agar sebuah benda tetap diam, maka torsi total yang bekerja padanya (dihitung dari sumbu mana saja) harus nol. Sehingga syarat kesetimbangan adalah: (Giancoli, 2001)
.τ=0 (4)
Dengan demikian terdapat dua kondisi yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk mencapai kesetimbangan. Kondisi pertama adalah pernyataan dari kesetimbangan translasional: yang menyatakan bahwa percepatan linier dari pusat massa benda haruslah nol ketika diamati dati kerangka acuan inersia. Kondisi yang kedua adalah pernyataan tentang kesetimbangan rotasional dan menyatakan bahwa percepatan sudut terhadap semua sumbu haruslah nol. Dalam kasus khusus kesetimbangan statis merupakan keadaan benda beada dalam keadaan diam relatif terhadap pengamat dan oleh karena itu tidak memiliki percepatan linear maupun percepatan sudut (yakni VPM = 0 dan ω = 0 (Serway, 2009)
Kesetimbangan benda sangat penting untuk dipelajari karena banyak sekali kegunaannya, antara lain dibidang teknik, bidang olahraga dan terkadang juga dalam bidang medis. Kesetimbangan pada sebuah partikel dapat dianggap sebagai suatu kesetimbangan pada suatu titik. Partikel dianggap sebagai satu benda yang dapat diabaikan massanya atau dianggap bekerja pada titik tersebut.
Partikel adalah benda yang ukurannya dapat diabaikan sehingga dapat digambarkan sebagai suatu titik materi. Akibatnya, jika gaya bekerja pada partikel, titik tangkap gaya berada tepat pada partikel-partikel tersebut. Oleh karena itu, partikel hanya mengalami gerak translasi dan tidak mengalami gerak rotaso.
Suatu partikel dikatakan dalam keadaan setimbang apabila resultan gaya yang berkerja pada partikel sama dengan nol.
F=0
Apabila partikel pada bidang xy, maka syarat kesetmbangan adalah resultan gaya pada komponen sumbu x dan sumbu y sama dengan nol.
Fx=0 dan Fy=0
Berdasarkan hukum I Newton, jika resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol, maka percepatan benda menjadi no. Artinya bahwa partikel dalam keadaan diam atau bergerak dengan kecepatan tetap. Apabila partikel dalam keadaan diam disebut mengalami kesetimbangan statis, sedangkan jika bergerak dengan kecepatan tetap disebut kesetimbangan dinamis(Panduan praktikum Fisika Dasar 1.2015)
Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk akibat pengaruh gaya atau momen gaya. Sebenarnya benda tegar hanyalah suatu model idealisasi. Karena pada dasarnya benda akan mengalami perubahan bentuk apabila di pengaruhi oleh suatu gaya atau momen gaya. Namun,karena perubahannya sangat kecil,pengaruhnya terhadap keseimbangan statis dapat di abaikan. ( Tim Edukatif HTS.2013)
Jika ada gaya yang bekerja pada benda maka titik tangkap gaya tidak selalu beradadi pusat massa benda. Benda yang mengalami keseimbangan rotasi resultan momen gaya sama dengan nol,kecepatan sudut konstan, dan percepatan sudutnya sama dengan nol. Syarat keseimbangan statik benda tegar yang terletak pada suatu bidang datar adalah resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol dan resultan momen gaya sama dengan nol.
F = 0
τ = 0
Resultan momen gaya sama dengan nol. Ini berarti bahwa terdapat pengaruh momen gaya pada syarat keseimbangan benda tegar.(Wulandari,Yayan.2012)
Sebuah benda dalam keadaan keseimbangan statik jika tidak mengalami percepatan translasi atau rotasi karena jumlah seluruh gaya-gaya dan seluruh momen yang bekerja adalah nol. Namun,jika benda digeser sedikit, maka terdapat tiga kemungkinan sebagai berikut.
a. Benda kembali ke posisi asalnya ( Keseimbangan Stabil )
b. Benda bergerak semakin jauh dari posisi asalnya ( Keseimbangan Tak Stabil )
c. Benda tetap pada posisi barunya ( Keseimbangan Netral )
( Sarwanto dan Sufii Aida Rufaida. 2014)
Macam – macam kesetimbangan :
1. Kesetimbangan stabil
Kesetimbangan stabil adalah kesetimbangan benda yang mantap. Pada kesetimbangan
stabil jika suatu benda diberi gangguan lalu gangguan tersebut dihilangkan maka
benda akan kembali ke posisi semula.kesetimbangan stabil ditandai dengan naiknya
titik suatu benda diganggu.
2. Kesetimbangan labil
Kesetimbangan labil adalah kesetimbanagan benda yang jika gangguan dihilangkan,
benda tidak kembali ke kedudukan semula, tetapi mengalami perubahan kedudukan.
Kesetimbangan labil ditandai dengan turunnya titik berat suatu benda diganggu.
3. Keseimbangan indenferensi ( netral )
Kesetimbangan indenferensi adalah kesetimbangan benda yang jika pada benda dilakukan gangguan, maka titik berat benda selalu terdapat dalam satu garis lurus.
Kesetimbangan netral ditandai dengan tidak berubahnya ketinggian titik benda
walaupun ada gangguan pada benda.
(Anonim.2011)
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Alat dan Bahan
o Statif
o Dinamometer 3 N
o Beban 30gram, 50 gram, 60 gram
o Benang
o Busur derajat
o Kertas putih
3.2 Prosedur Kerja
a. Dirakit statif dan dinamometer seperti pada gambar
b. Diikat beban dengan benang dan dibuat simpul untuk nantinya diikatkan pada dinamometer
c. Digantung beban paa dinamometer. Diperiksa beban dan dicatat pada tabel.
d. Digeser dasar statif agar masing-masing dinamometer membentuk sudut ± 20o dengan garis vertikal, diukur sudut a1 dan a2 dengan busur derajat dan dicatat hasilnya pada tabel.
e. Dibaca besarnya F1 dan F2 pada masing-masing dinamometer dan dicatat hasilnya pada tabel.
f. Diulangi langkah d dan c untuk sudut-sudut yang berbeda.
g. Dilaporkan hasil percobaan yang dilakukan dan dibuat kesimpulan.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.2 Pembahasan
Kesetimbangan adalah suatu kondisi benda denagn resultan gaya dan momen gaya sama dengan nol. Partikel adalah gaya benda yang ukurannya dapat diabaikan sehingga dapat digambarkan sebagai suatu titik materi. Suatu partikel disebut dalam keadaan seimbang bila jumlah aljabar gaya-gaya yang bekerja pada partikel sama dengan nol. Syarat kesetimbangan partikel adalah F=0, jika pertikel terletak pada bidang xy maka syarat kesetimbangan adalah Fx=0 dan Fy=0.
Pada percobaan ini, kami melakukan pengukuran kesetimbangan benda yang memiliki beban 50 gram, 30 gram, dan 60 gram. Percobaan dilakukan sebanyak 3 kali dengan sudut yang berbeda-beda. Besarnya gaya yang bekerja pada benda diperoleh melalui pembacaan dynamometer yang dipasang pada statif. Pada percobaan pertama dengan beban 30 gram dan sudut a=145° diperoleh hasil F1 dan F2 masing-masing 0,18 N. sehingga diperoleh F1 da F2 teori masing-masing 0,2 N. persentase kesalahan F1 dan F2 adalah 11,11%.
Pada percobaan kedua, dengan massa 50 gram dan sudut a=145° didapat hasil F1 dan F2 praktek adalah 0,32N dan F1 dan F2 teori adalah 0,2 N, dan persentase kelasahannya adalah 30,5%. Pada percobaan ketiga, dengan massa 60 gram dan sudut a=145° diperoleh hasil F1 dan F2 praktek masing-masing 0,38N. sehingga F1 dan F2 teori adalah 0,3N dengan persentase kesalahan F1 dan F2 adalah 40,9%.
Pada percobaan kali ini kami melakukan kesalahan karena hasil yang didapat F1 F2. Hal ini disebabkan karena ketidapastian posisi benda serta jarak antara tiang statif yang berbeda sehingga sudut yang ditimbulkan berbeda. F teori berbeda dengan frakte karna pada eftiori hasil yang dipoloreh mempunyai angka penting. Sedangkan pada praktik pengamat hanya dapat melihat sampai satu angka penting sehingga tidak akurat. Hal ini dapat dibuktikan dengan besarnya persen kesalahan.
VI
Penutup
5.1 Kesimpulan
Kesetimbangan adalah suatu kondisi benda dengan resultan gaya dan momen gaya sama dengan nol.
Hasil bagi setiap besarnya gaya dan sinus diseberangnya selalu bernilai sama.
Jika F1, F22, dan F3 setimbang, maka perlu berlaku persamaan berikut : F1Sin 1=F2Sin 2=F3sin 3
5.2 Saran
Diharapkan agar para peserta praktikum mampu mengerti dan memahami kesetimbangan. Dan diharapkan juga agar praktikan kompak dalam kerja sama kelomopok dan bisa menggunakan waktu sebaik-baiknya.
Daftar Pustaka
Anonym. 2011. Macam-macam kesetimbangan. https://fisika79.wordpress.com/2011/03/09/keseimbangan/. Diakses 20 Desember 2015
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Erlangga
Tim dosen. 2015. Panduan praktikum fisika dasar 1. Universitas Jambi
Sarwanto dan Sufii Aida Rufaida. 2014. Fisika Peminatan Matematika dan Ilmu-ilmu Alam. Surakarta : Mediatama
Serway, Raymond A. dan Jewett, John W. 2009. Fisika untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Salemba Teknika
Tim Edukatif HTS.2013.Modul Fisika Untuk SMA/MA.Surakarta:Hayati Tumbuh Subur
Wulandari,Yayan.2012.Rumus Saku Fisika SMA.Tangerang : Scientific Press
