BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Tujuan juan perco percobaa baan n setelah mengikuti praktikum ini,mahasiswa diharapkan: 1. Mampu Mampu mene menent ntuk ukan an besar besarny nyaa perce percepa pata tan n yang yang terja terjadi di dari dari suat suatu u gerak lurus berubah beraturan. 2. Mamp Mampu u mene menent ntuk ukan an besa besarn rny ya kece kecepa pata tan n dari dari suat suatu u gera gerak k jatu jatuh h bebas. 1.2 1.2 Alat Alat perc percob obaa aan n 1. Satu set rel presisi. 2. Kereta dinamika 3. Balk bertingkat !. "erekam waktu dan kertas #. $atu %aya &. Beban '. "ita Meteran (. Stpwatch
BAB 2 TEORI PENDAHULUAN
2.1 TEORI DASAR
)erak lurus berubah beraturan dide*inisikan sebagai gerak suatu benda yang mempunyai lintasanberupa garis lurus dan perubahan kecepatan setiap saatnya tetap. %engan kata lain, besarpertambahan kecepatan rata+ratanya sma besar dalam selang waktu yang sama besar pula. dapun set persamaan yang menggambarkan gerak lurus berubah beraturan adalah sebagai berikut: -01
ₒ
/ at
s - t / at 02 ₒ
- - / 2as 03 ₒ
"ersamaan 01 dapat dita*sirkan sebagai berikut: "ercepatan a adalah perubahan kecepatan rata+rata,atau perubahan kecepatan per satuan waktu.Suku - adalah kecepatan akhir suatu benda bila mengalami perubahan kecepatan per satuan waktu a selama selang waktu t. %ari kecepatan awal - . ₒ
Sementara itu, perubahan psisis yang dialami benda selama pergerakan tersebut dinyatakan leh s, yaitu selisih jarak antara psisi akhir dan psisi awal benda yang bersangkutan. $nth gerak lurus berubah beraturan adalah gerak jatuh bebas. "ercepatanyang dialami benda ini adlah sebesar percepatan gra-itasi bumi g. "ersamaan gerak jatuh bebas sama dengan persamaan gerak lurus berubah beraturan 03, dimana jarak s digantikan leh tinggi h, dan percepatana digantikan leh percepatan gra-itasi g. h gt 02 2.2 TEORI TAMBAHAN 1. on!ep!" #era$ Luru! Beruba% Beraturan &#LBB'
)erak lurus berubah beraturan 0)4BB adalah gerak benda dalam lintasan garis lurus dengan percepatan tetap. 5adi, ciri utama )4BB adalah bahwa dari waktu ke waktu kecepatan benda berubah, semakin lama semakin cepat6lambat...sehingga gerakan benda dari waktu ke waktu mengalami percepatan6perlambatan. %alam artikel ini, kita tidak menggunakan istilah perlambatan untuk gerak benda diperlambat. Kita tetap saja menamakannya percepatan, hanya saja nilainya negati*. 5adi perlambatan sama dengan percepatan negati*.
$nth sehari+hari )4BB adalah peristiwa jatuh bebas. Benda jatuh dari ketinggian tertentu di atas permukaan tanah. Semakin lama benda bergerak semakin cepat. Kini, perhatikanlah gambar di bawah yang menyatakan hubungan antara kecepatan 0- dan waktu 0t sebuah benda yang bergerak lurus berubah beraturan dipercepat.
- kecepatan awal 0m6s -t kecepatan akhir 0m6s a percepatan t selang waktu 0s
"erhatikan bahwa selama selang waktu t , kecepatan benda berubah dari - menjadi -t sehingga kecepatan rata+rata benda dapat dituliskan:
Kita tahu bahwa kecepatan rata+rata :
dan dapat disederhanakan menjadi :
S jarak yang ditempuh seperti halnya dalam )4B 0gerak lurus beraturan besarnya jaraktempuh juga dapat dihitung dengan mencari luasnya daerah dibawah gra*ik - + t Bila dua persamaan )4BB di atas kita gabungkan, maka kita akan dapatkan persamaan )4BB yang ketiga.....
2. (onto%)(onto% #LBB a. #era$ *atu% Beba!
$iri khasnya adalah benda jatuh tanpa kecepatan awal 0- nl. Semakin ke bawah gerak benda semakin cepat."ercepatan yang dialami leh setiap benda jatuh bebas selalu sama, yakni sama dengan percepatan gra-itasi bumi 0a g 0besar g 7,( m6s2 dan sering dibulatkan menjadi 18 m6s2
9umus gerak jatuh bebas ini merupakan pengembangan dari ketiga rumus utama dalam )4BB seperti yang telah diterangkan di atas dengan mdi*ikasi : s 0jarak menjadi h 0ketinggian dan - 8 serta percepatan 0a menjadi percepatan gra*itasi 0g. cba kalian perhatikan rumus yang kedua....dari ketinggian benda dari atas tanah 0h dapat digunakan untuk mencari waktu yang diperlukan benda untuk mencapai permukaan tahah atau mencapai ketinggian tertentu... namun ingat jarak dihitung dari titik asal benda jatuh bukan diukur dari permukaan tanah
2. #era$ +ert"$al $e Ata!
Selama bla bergerak -ertikal ke atas, gerakan bla melawan gaya gra-itasi yang menariknya ke bumi. khirnya bla bergerak diperlambat. khirnya setelah mencapai ketinggian tertentu yang disebut tinggi maksimum 0h ma, bla tak dapat naik lagi. "ada saat ini kecepatan bla nl 0; t 8.
"ada saat benda bergerak naik berlaku persamaan :
- kecepatan awal 0m6s g percepatan gra-itasi t waktu 0s -t kecepatan akhir 0m6s h ketinggian 0m ,. #era$ +ert"$al $e Ba-a%
Berbeda dengan jatuh bebas, gerak -ertikal ke bawah yang dimaksudkan adalah gerak benda+benda yang dilemparkan -ertikal ke bawah dengan kecepatan awal tertentu. 5adi seperti gerak -ertikal ke atas hanya saja arahnya ke bawah. Sehingga persamaan+persamaannya sama dengan persamaan+persamaan pada gerak -ertikal ke atas, kecuali tanda negati* pada persamaan+persamaan gerak -ertikal ke atas diganti dengan tanda psiti*.
BAB , LAN#AH PER(OBAAN ,.1
#era$ luru! beruba% beraturan
"ersiapan percbaan 1. Sambung rel presisi dengan penyambung rel dan pasang pula kaki rel pada kedua ujung rel.
2. "asang perekam waktu pada ujung kiri rel presisi dan pasang katrl rel pada ujung kanan rel. 3. "asang kereta dinamika yang dilengkapi beban di sebelah kanan perekam waktu. !. "asang kertas perekam waktu dan ujung kertas dijepit di kereta dinamika. #. =ubungkan catu daya ke sumber listrik dan pilih teganganpada catu daya 12 -lt %$. &. =ubungkan kabel perekam waktu catu daya. 4angkah percbaan 1. 4etakkan balk bertingkat di dekat ujung kiri rel presisi, pegang kereta, kemudianangkat ujung kiri rel presisi untuk diletakkan pada tangga pertama balk bertingkat. Kereta tetap dipegang agar tidak meluncur. 9apatkan psisi pada perekam waktu. 2. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, lepaskan kereta agar bergerak. >kur pula lama pergerkan dengan menggunakan stpwatch. 3. "ada saat kereta menyentuh tumpukan penjepit6berhenti, matikan perekam waktu. !. Keluarkn kertas perekam dan amatijarak titik+ titik data. pakah jarak titik+titik semakin menjauh? #. >langi langkah 1+! dengan terlebih dahulu meletakkan ujung kiri rel presisi pada tangga balk bertingkat. &. Susunla ptngan+ptngan kertas perekam dalam diagram pada hasil pengamatan. ,.2
#era$ *atu% Beba!
4angkah percbaan 1. @kat beban dengan tali 01# cm dan ujung tali yang lain diikatkan pada klip kertas. Kemudian, hubungkan klip kertas dengan perekam waktu seperti gambar 2. 2. "egang kertas perekam yang dijepit dengan klip, dan biarkan beban bebas tergantung. Kemudian miringkan rel presisi hampir -ertikal. 3. Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, lepaskan pegangan dari kertas perekam dan biarkan benda jatuh bebas. >kur pula lama pergerakan dengan stpwatch. !. Matikan perekam waktu pada saat beban berhenti. #. Keluarkan kertas perekam dan amati jarak titik Atitik data. &. "tng+ptnglah kertas perekam waktu sepanjang # titik data. '. Susunlah ptngan kertas perekam secara sejajar -ertikal pada hasil pengamatan. (. >langi langkah 1+( dengan mengubah jarak ketinggian beban.
BAB ANALISA DATA .1
DATA PER(OBAAN
1. "ercbaan )4BB
No 1
ONDISI "sisi 1
*ARA&(/' (3 $m
0ATU &t' 2.( s
2 3
"sisi 2 "sisi 3
(3 $m (3 $m
2.3 s 1.' s
*ARA&(/' '3.& $m (#.( $m 72.# $m
0ATU &t' 8.3 s 8.& s 8.' s
2. "ercbaan )5B
No 1 2 3
ONDISI "sisi 1 "sisi 2 "sisi 3
.2
ANALISA MATEMATIS
1. Gerak Lurus Berubah Beraturan a. Percepatan (a) i. Percobaan 1 (t = 2,8 Sekon) 1
2
s =V o t + a t 2
dimana : s = jarak (meter) −1 V o= kecepatanawal ( m s ) t =waktu ( sekon ) −2
a = percepatan ( m s
−1
0,83 m =0 m s
)
.2,8 sekon +
0,83 m =a .3,92 sekon
a=
1 2
. a. ( 2,8 sekon )
2
0,83 m 3,92 sekon
a =0.2117 ms
2
−2
ii. Percobaan 2 (t = 2, sekon)
2
1
2
s =V o t + a t 2
dimana : s = jarak (meter) −1 V o= kecepatanawal ( m s ) t =waktu ( sekon ) −2
a = percepatan ( m s
−1
0,83 m= 0 m s
)
.2,3 sekon +
0,83 m= a .2,645 sekon
a=
1 2
. a. ( 2,3 sekon )
2
2
0,83 m 2,645 sekon
2
−2
a =0,3138 ms
iii. Percobaan (t = 1.! sekon) 1
2
s =V o t + a t 2
dimana : s = jarak (meter) −1 V o= kecepatanawal ( m s ) t =waktu ( sekon ) −2
a = percepatan ( m s
−1
0,83 m= 0 m s
)
.1,7 sekon +
0,83 m= a .1,445 sekon
a=
0,83 m 2
1,445 sekon
a =0,5744 ms
−2
b. Kecepatan (v)
2
1 2
. a . ( 1,7 sekon )
2
−2
i. Percobaan 1 (t = 2,8 sekon, a =0.2117 ms ¿ v = vo + at
−1
v =0 m s
+ 0.2117 ms−2 .2,8 s −2
v =0,2117 m s .2,8 s −1
v =0.59276 m s
−2
ii. "ercbaan 2 0t 2,3 sekn,
a =0,3138 ms
¿
v =vo + at −1
v =0 m s
+ 0,3138 ms−2 .2,3 s −2
v =0,3138 ms .2,3 s −1
v =0.72174 m s
iii. "ercbaan 3 0t 1,'sekn, a =0,5744 ms v = vo + at
−1
v =0 m s
+ 0,5744 ms−2 .1,7 s −2
v =0,5744 ms . 1,7 s −1
v =0.97648 m s
2. )erak 5atuh Bebas 0Kecepatan ;C a. "ercbaan 1 08.'3& m V t =√ 2 . g . h V t =√ 2.10 m . s .0,736 m −2
¿ 3,84 m s−1 b. "ercbaan 2 08,(#( m V t =√ 2 . g . h V t =√ 2.10 m . s .0,858 m −2
−2
¿
¿ 4,14 ms− 1 c. "ercbaan 3 08.72# m V t =√ 2 . g . h V t =√ 2.10 m . s .0,925 m −2
¿ 4,30 m s− 1 .,
Anal"!"! Teor"t"!
Pe/ba%a!an #LBB
"ada percbaan )4BB, dapat dilihat dari tabel hasil percbaan bahwa ketinggian berpengaruh pada percepatan 0a. Kereta dinamika pada ketinggian rendah 0tingkat balk kesatu mengalami percepatan 8,21m6s 2, sedangkan pada ketinggian sedang 0tingkat balk kedua mengalami percepatan 8,31 m6s2, dan pada balk tingkat ketiga percepatannya 8,#' m6s 2 . "erbedaan ini dapat disebabkan karena tinggi+rendahnya balk membentuk kemiringan yang berbeda. Sudut kemiringan 0D ini yang nantinya berpengaruh pada percepatan.
Σ F = 8
F − w = 8 F = w F = w sin α
Σ F = m.a
w sin α
=
m.a
m. g sin α = m.a
%ari rumus diatas terlihat bahwa sudut kemiringan 0sin D berbanding lurus dengan percepatan 0a.
Pe/ba%a!an #*B Eilai waktu tempuh pada percbaan ketinggian 8,'3m, 8.(# m dan 8,72 m secara berturut+turut adalah 8,3s , 8,!s dan 8,&8s. Faktu tempuh ini lebih besar dari pada waktu tempuh hasil perhitungan rumus, yaitu 8,3(s , 8,!1s dan 8,!3s. "erbedaan ini dapat disebabkan leh : • • •
"engaturan ketinggian yang kurang tepat. Kurang teliti atau kurang tepat pengamatan dalam melakukan percbaan. Kemungkinan berbedanya besar gaya gra-itasi di tempat dilakukannya percbaan dengan di tempat nrmal dimana percepatan gra-itasi sesuai teri yang ditentukan 0besar gaya gra-itasi yang diberikan leh bumi pada setiap benda semakin berkurang terhadap kuadrat jaraknya (r) dari pusat bumi.
v=
2 g .h atau kecepatan pada gerak jatuh bebas adalah, Secara matematis,
V g .t =
%ari rumus diatas, dapat dilihat bahwa massa benda tidak mempengaruhi kecepatan jatuh benda. dapun yang mempengaruhi kecepatan adalah gaya gesek udara. >ntuk benda+benda yang ringan dengan permukaan luas maka gaya gesek udaranya semakin besar. Sedangkan untuk benda+benda yang berat maka gaya geseknya semakin kecil. $nthnya bila kita menjatuhkan batu dan kertas pada ketinggian yang sama, maka batu akan mendarat lebih cepat, hal ini bukan karena pengaruh berat 0massa tetapi karena gaya gesek udara pada batu lebih kecil dari pada gaya
gesek udara pada kertas. 5ika gaya gesek udara tidak ada atau diabaikan maka semua benda akan jatuh dengan percepatan yang sama.
BAB ESIMPULAN Berdasarkan tabel hasil percbaan, dapat disimpulkan bahwa percepatan pada )4BB sebanding dengan sudut kemiringan, semakin tinggi tingkat balk semakin besar sudut kemiringan sehingga nilai percepatan pun semakin besar, hal ini rele-an dengan =ukum @@ Eewtn. Sedangkan pada percbaan )5B, diketahui bahwa waktu tempuh hasil percbaan berbeda dengan hasil perhitungan rumus, hal ini dapat disebabkan karena kekurangtelitian dalam melakukan percbaan. "ada )5B massa tidak berpengaruh terhadap kecepatan, yang berpengaruh adalah gaya gesek udara.
DATAR PUSTAA =alliday, 9esnick, Silaban dan Sucipt, Fisika, Grlangga. Sears, Hemansky, Sedarjana, Fisika untuk Universitas,Binacipta. Sutrisn, )ie, Seri Fisika Dasar, "enerbit @IB. gerak+lurus+berubah+beraturan+glbb.html
LAMPIRAN TU#AS AHIR
Soal a. Gerak Lurus Berubah Beraturan 1. =itunglah besarnya percepatan dari tiap+tiap percbaan )4BBJ 2. Buatlah gra*ik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percbaan )4BBJ b. Gerak Jatuh Bebas 1. =itunglah besarnya kecepatan akhir dari tiap+tiap percbaan )erak 5atuh Bebas. 2. Buatlah gra*ik hubungan antara kecepatan dan waktu dari tiap percbaan )erak 5atuh Bebas. *a-aban
A. Gerak Lurus Berubah Beraturan 1. "ercepatan 0a i. "ercbaan 1 0t 2,( Sekn 1
2
s =V o t + a t 2
dimana : s jarak 0meter −1 V o= kecepatanawal ( m s ) t =waktu ( sekon ) −2
a = percepatan ( m s
−1
0,83 m =0 m s
)
.2,8 sekon +
0,83 m =a .3,92 sekon
a=
0,83 m 3,92 sekon
a =0.2117 ms
2
−2
2
1 2
. a. ( 2,8 sekon )
2
ii. "ercbaan 2 0t 2,3 sekn 1
2
s =V o t + a t 2
dimana : s jarak 0meter −1 V o= kecepatanawal ( m s ) t =waktu ( sekon ) −2
a = percepatan ( m s
−1
0,83 m= 0 m s
)
.2,3 sekon +
0,83 m= a .2,645 sekon
a=
1 2
. a. ( 2,3 sekon )
2
. a . ( 1,7 sekon )
2
2
0,83 m 2,645 sekon
2
−2
a =0,3138 ms
iii. "ercbaan 3 0t 1,' sekn 1
2
s =V o t + a t 2
dimana : s jarak 0meter −1 V o= kecepatanawal ( m s ) t =waktu ( sekon ) −2
a = percepatan ( m s
−1
0,83 m= 0 m s
)
.1,7 sekon +
0,83 m= a .1,445 sekon
2
1 2
a=
0,83 m 2
1,445 sekon
a =0,5744 ms
−2
1.B gra*ik
B. Gerak Jatuh Bebas 1. Kecepatan khir )erak 5atuh Bebas i. "ercbaan 1 08.'3& m V t =√ 2 . g . h V t =√ 2.10 m . s .0,736 m −2
¿ 3,84 m s−1 ii.
"ercbaan 2 08,(#( m V t =√ 2 . g . h V t =√ 2.10 m . s .0,858 m −2
¿ 4,14 ms− 1 iii.
"ercbaan 3 08.72# m V t =√ 2 . g . h V t =√ 2.10 m . s .0,925 m −2
¿ 4,30 m s− 1
