Laporan Praktikum Fisika
A. Judul
Hukum Kekekalan Energi Mekanik. B. Tujuan juan Prakti Praktikum kum
Deng Dengan an
dila dilaku kuka kann nny ya
perc percob obaa aan n
ini, ini,
diha dihara rapk pkan an
maha mahasi sisw swaa
dapa dapatt
memverifikasi membuktikan kebenaran dari hukum kekekalan energi pada energi mekanik. Dimana perubahan energi potensial menjadi energi kinetik. . Alat dan Bahan
No ! ' / + % 0 1 !& !! !' !/ !!+ !% !0 ! !1
No. Katalog "#$ !%.&'(%% "#$ !%.&-(% "#$ !%.&/(%0 "ME +!.-& "ME %1 #MK '&! "ME '0.&! 345 !'% 3MM ''! "ME +!.&
"ME +!./0(0' 345 !+ K67 11(!&8&'+ K67 11('&8&'+ K67 %&(+6
345 !'%
Nama Alat )el #resisi *+&cm Kaki )el #enyambung )el #ewaktu Ketik #ita Ketik #asak #enumpu 2eban 2ercelah dan #enggantung #uli Klem Meja Meteran $ali 5ilon Kertas Manila 2alok 2ertingkat Klem Meja Kabel #enghubung '+ cm *hitam Kabel #enghubung '+ cm *merah atu Daya Kereta Dinamika 3unting Katrol
Jumlah ' buah ' buah ! buah ! buah - buah ! buah ! set ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah ! buah
D. Teori ori Dasa Dasarr
Energi merupakan kemampuan untuk melakukan usaha atau energi. Energi tidak dapat untuk kita ciptakan maupun untuk kita musnahkan. Energi hanya dapat berubah dari suatu bentuk energi ke bentuk energi yang yang lainny lainnya. a. 4aat 4aat energ energii mengal mengalami ami peruba perubahan han inilah inilah energi energi sangat sangat
1
bermanfaat bagi kehidupan. Misal, energi kimia didalam baterai akan diubah menjadi energi listrik dan menghasilkan cahaya. Energi kinetik adalah energi yang dipunyai oleh suatu benda karena benda tersebut mempunya kecepatan atau gerakan. Energi kinetik dinyatakan oleh 9
Ek : ; mv '
Ket 9 Ek
: energi kinetik
*joule
m
: massa benda
*kg
v
: kecepatan benda
*m(s
= : ". ∆ > : = : ". ∆ > :
Energi
∆
EK : EK ' ? EK ! ; m *v'' ? v!'
potensial
adalah
energi yang dimiliki benda karena posisi ata keadaan binda itu sendiri. Energi ini merupakan energi yang masih tersembunyi didalam benda, tetapi bila diberikan kesempatan energi ini dapat dimanfaatkan menjadi usaha.
2
angkat sebesar " sama dengan perubahan energi potensial * ∆ E# yang ada pada benda.
= : ". ∆ > :
∆
E# : E# ' ? E#!
= : ". ∆ > : m.g *h ' ? h!
Energi mekanik *EM adalah jumlah energi potensial dan energi kinetik. = : ".
∆
> :
∆
EM : EM' ? EM!
: *E#' @ EK ' ? *E#! @ E#' = : ". ∆ > : *mgh' @ ; mv '' @ *mgh! @ ; mv !' = : ".
∆
> : *mgh' ? mgh ! @ *; mv'' ? ; mv !'
Hukum kekekalan energi berbunyi pada suatu sistem terisolasi, yaitu suatu sistem dimana gaya ? gaya yang bekerja hanyalah gaya ? gaya konservatif yang berhubungan dengan energi potensial *misal gaya gravitasi dan gaya pegas, maka energi mekanik sama dengan konstan dan untuk dua kedudukan benda yang berbeda dalam sistem terisolasi, misal posisi ! dan posisi ', hukum kekekalan energi mekanik dinyatakan oleh 9
3
EM : E# @ EK : Konstan E#! @ EK ! : E#' @ EK ' mgh! @ ; mv !' : mgh' @ ; mv ''
E. Langkah Kerja 7angkah #ersiapan 9 6. 4iapkan alat dan bahan. 2. 4ambungkan dua buah
presisi
dengan
menggunakan
penyambungrel dan pasang dua kaki rel pada satu ujung rel dan ujung yang lain. . #asangkan pewaktu ketik pada salah satu ujung rel. D. Kunci salah satu ujung rel yang berada diujung dari meja dan diujung itu tidak terdapat pewaktu ketik. E. #asang katrol pada pengunci rel. ". #asangkan pita ketik yang melewati alur pita ketik pada pewaktu ketik lalu jepit pita ketik itu oleh kereta dinamika. 3. #asangkan tali nilon pada kereta dinamika pada sisi lain kereta dinamika, lewatkan tali ke katrol. $ali ini akan berfungsi sebagai penyambung kereta dinamika dan beban. H. )angkaian alat dan bahan sehingga membentuk rangkaian yang baik. 4alah satu kaki rel ditinggikan sedikit dari kaki lainnya untuk konpensasi gesekan dan pastikan bahwa pemasangannya benar. A. 3antung beban +&gr, !&&gr dan !+&gr pada ujung tali yang menggantung di dekat katrol, ini untuk tiga kali percobaan. 3antung beban setinggi mungkin dari lantai untuk memperoleh tinggi h sebesar mungkin. B. 4iapkan tumpakan berpenjepit untuk menahan kereta agar berada didekat pewaktu ketik. K. #ewaktu ketik dan pita ketik dalam keadaan siap untuk dijalankan.
selama
pita
ditarik
oleh
kereta
dan
hanya
menghasilkan sedikit gesekan. 7angkah #ercobaan 9
4
6. 3antungkan massa beban pada tali nilon yang telah disiapkan sebelummnya dengan massa yang berbeda *+&, !&& dan !+& gram 2.
&,&' : &,! detik. 3.
No
!
5 ketik ke
+ ketik pertama
Jarak !"m#
∆ t =… s
!&,+ cm
&,! s
5
' /
+ ketik kedua + ketik ketiga
•
No
! ' /
'%,' cm /&,+ cm
&,! s &,! s
∑ X =67 , 2 cm
∑ ¿ 0,3 s
#ercobaan kedua dengan ketentuan 9 Massa kereta 9 &,&+& kg Massa benda gantung 9 &,!&& kg $inggi beban gantung 9 &,-1 m
5 ketik ke
+ ketik pertama + ketik kedua + ketik ketiga
Jarak !"m#
∆ t =… s
!',+ cm '-,+ cm /0,+ cm
&,! s &,! s &,! s
∑ X =7 4 , 5 cm •
No
! ' /
∑ ¿ 0,3 s
#ercobaan ketiga dengan ketentuan 9 Massa kereta 9 &,&+& kg Massa benda gantung 9 &,!+& kg $inggi beban gantung 9 &,% m
5 ketik ke
+ ketik pertama + ketik kedua + ketik ketiga
Jarak !"m#
∆ t =… s
!+,+ cm /& cm -/,/ cm
&,! s &,! s &,! s
∑ X =88,8 cm
∑ ¿ 0,3 s
$. Pengolahan Data Dari data hasil percobaan diatas dapat dihitung mengenai kecepatan juga
hubungan antara energi potensial dan energi kinetiknya. Hitunglah masing ? masing percobaan terlebih dahulu. !. #engolahan data pada percobaan pertama. Menghitung kecepatan benda. • V =
∑ x ∑ t
6
V =
67,2 cm 0,3 s
V =2 24
•
cm m =2,24 s s
Menghitung energi potensial benda. EP= m . g . h EP= 0,050 kg x 9,8 x 0,52 m EP= 0 , 2 5 4 joule≈ 0,25 joule
•
Menghitung energi kinetik benda. 1
EK = mv 2
EK =
1
EK =
1
2
2
'
( m+ M ) v
'
( 0,050 kg + 0,050 kg ) (2,24 m / s )
'
EK =0,2508 ≈ 25 joule
'. #engolahan data pada percobaan kedua. V =
V =
∑ x ∑ t 74,5 cm 0,3 s
V =24 8
•
cm m =2,48 s s
Menghitung energi potensial benda. EP= m . g . h EP= 0,100 kg x 9,8 x 0,49 m
EP=0,4 802 joule ≈ 0,48 joule
•
Menghitung energi kinetik benda.
7
1
EK = mv 2
EK =
1
EK =
1
2
2
'
( m+ M ) v
'
( 0,100 kg +0,050 kg )( 2,48 m / s )
'
EK =0,461 joule≈ 0,46 joule /. #engolahan data pada percobaan ketiga. x V = t
∑ ∑
V =
88,8 cm 0,3 s
V =2 96
•
cm m =2,96 s s
Menghitung energi potensial benda. EP= m . g . h EP= 0,150 kg x 9,8 x 0, 6 m EP= 0,882 joule≈ 0,88 joule
•
Menghitung energi kinetik benda. 1
EK = mv 2
EK =
1
EK =
1
2
2
'
( m+ M ) v
'
( 0,150 kg + 0,050 kg ) ( 2 , 96 m / s )
'
EK =0 , 8 7 6 joule ≈ 0,88 joule
$abel data percobaan % !kg#
% !kg#
!m&%# !kg#
h !m#
' !m(s#
mgh !J#
1 2
( m+ M ) v 2
!J#
8
&,&+& &,!&& &,!+&
&,&+& &,&+& &,&+&
&,!&& &,!+& &,'&&
&,+' &,-1 &,%
','',- ',1%
&,'+ &,- &,
&,/+ &,-% &,
3rafik massa terhadap EK:E# 3rafik #ratikum 1 0.8 0.6
massa *m
0.4 0.2 0 50
100
150
Ep : Ek
). Pem*ahasan Dari percobaan yang telah dilakukan, data ? datanya menunjukkan bahwa
perubahan usaha yang dimiliki oleh benda hampir sama dan dalam percobaan ini pun membuktikan kebenaran hukum kekekalan energi mekanik dengan membuktikan kesamaan besaran mgh dengan ½mv2 dimana hukum kekekalan energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik yang dimiliki oleh sebuah benda adalah tetap. #ada percobaan digunakan pewaktu ketik yang dilengkapi oleh pita ketik yang menunjukkan percepatan dan dari pewaktu ketik ini juga akan didapatkan kecepatan. 2eban m dan kereta dinamik dihubungkan dengan tali dalam keadaan tegang sehingga laju beban akan selalu sama dengan laju kereta dinamika. benda atau kereta dinamika hanya memiliki potensial, karena tidak mempunyai kecepatan sehingga didapatka mgh1 + 0 = EM . 4edangkan ketika kereta dinamika itu bergerak dan tepat sebelum kereta itu berhenti berarti kereta dinamika tidak memiliki energi potensial karena benda itu memiliki kecepatan, sehingga 0 + ½ (m + M)v 22 = EM . Mengapa untuk energi kinetiknya memakai ½ (m + M)v22 C karena dalam percobaan ini kereta
9
dinamika dan benda tehubung oleh tali dalam keadaan tegang, maka laju akan sama. 4ehingga didapatkan 9 E#! @ EK ! : E#' @ EK ' mgh! @ ; *m @ Mv!' : mgh' @ ; *m @ Mv '' mgh! @ & : & @ ; *m @ Mv '' mgh : ; *m @ Mv '' #ada pengolahan data percobaan pertama dan ketiga dapat dilihat bahwa energi potensial bernilai sama dengan energi kinetiknya, tetapi ditemukan kekurang akuratan pada percobaan kedua energi potensial pada percobaan kedua sebesar &,- joule sedangkan energi kinetiknya sebesar &,-% joule. Hal ini dapat terjadi karena kelasahan yang mungkin dihasilkan ketika percobaan.
+. Kesimpulan !. 2esaran apa yang dinyatakan oleh nilai mgh dan ½ (m+M)v2C Bawaban 9 2esaran yang ditunjukkan oleh mgh atau energi potensial merupakan
besaran usaha yang mempunyai satuan joule, ½ (m+M)v2 energi kinetik juga merupakan besaran usaha yang mempunyai satuan joule. Dalam percobaan ini dapat disimpulkan bahwa mgh : ½ (m+M)v2. '. Bika kesalahan data hasil percobaan diperkenankan sampai !&, dapatkah dikatakan bahwa Hukum Kekekalan Energi Mekanik terverifikasi oleh percobaan iniC Bawaban 9 Hukum Kekekalan Energi Mekanik ini terbukti kebenarannya dengan dilakukannya percobaan
ini. Hasil dari perhitungannya pun
membuktikan masih berapa dalam toleransi, sehingga memang energi
10
itu tidak pernah musnah hanya berubah dari suatu bentuk energi ke energi yang lain. 4eperti halnya pada percobaan ketigi yang ditemkan perbedaan hasil, tetapi jika dihitung persentasinya maka 9 EP 2 0,48 joule = x 100 =104,35 EK 2 0,46 joule Perbedaan =104,35 −100 =4,35 Bika toleransi kesalahan yang sebesar !&, maka hal masih dapat dibuktikan bahwa Hukum Kekekalan Energi Mekanik masih benar.
J. Da,tar Pustaka
Hamidah, Ada. '&&1. Fisika I. 2andung 9
11
