IV/ ARCHIMIDES
oleh LUTHFIANDARI
0906983
PELAKSANAAN PERCOBAAN Teman sekelompok : Risma Deviyanti Asisten
: Bu Ika Mustika Sari
Hari/ Tanggal/ Jam : Senin/ 3 Mei 2010/ 07.00 WIB
Tekanan Tekana n Udara
: (68,61 ± 0,005) cmHg/ (68,64 ± 0,005) cmHg o
o
Temperatur Kamar : (26,0 (26,0 ± 0,25) C/ (26,5 ± 0,25) C
Dosen Pembimbing : Dra. Setiya S etiya Utari, M.Si Jurusan/ Kelas
: Pendidikan Fisika/ C
LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA 2010
A. Data Hasil Pengamatan 1. Percobaan 1
Tabel 4.1
Pengukuran Untuk Menentukan Volume Silinder Berongga Pengukuran ke1 2 3 4 5
ddalam (±0,001cm) 1,002 0,970 1,002 1,008 0,984
dluar (±0,001cm) 2,500 2,494 2,492 2,492 2,492
tinggi (±0,001cm) 2,500 2,500 2,500 2,510 2,508
kedalaman (±0,001cm) 1,432 1,438 1,432 1,432 1,432
W (±0,05N) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8
W¶ (±0,05N) 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7
2. Percobaan 2
Tabel 4.2 Pengukuran Untuk Menentukan Massa Jenis Zat Cair Melalui Hukum Archimedes Pengamatan Air Minyak Gliserin
1 0,91 1,22
Panjang Lebar Tinggi m m¶ (±0,001cm) (±0,001cm) (±0,001cm) (±0,05g) (±0,05g) 98,6 85,4 3,030 2,020 2,000 98,6 86,9 98,6 82,8
3. Percobaan 3
Tabel 4.3 Pengukuran Untuk Menentukan Massa Jenis Fluida Dengan Menyelidiki Hubungan Antara (W-W¶) dan Volume Benda dsilinder tsilinder P balok L balok T balok W W¶ Benda ke(± mm) (± mm) (± mm) (± mm) (± mm) (± N) (± N) 1 1,912 3,504 0,7 0,6 2 1,02 3,010 0,2 0,1 3 2,000 2,020 2,022 0,6 0,5 4 3,030 2,020 2,000 0,9 0,7
B.
Pengolahan Data
1. Percobaan 1: Menentukan volume silinder berongga
Tabel 4.4 Menentukan Diameter Dalam Silinder Pengukuran
ke-
1
1,002
9 × 10-3
8,1 × 10-5
2
0,970
-23 × 10-3
52,9 × 10-5
3
1,002
9 × 10
4
1,008
15 × 10
5
0,984
-9 × 10-3
4,966
-3
8,1 × 10
-3
-5
22,5 × 10
-5
8,1 × 10-5 99,7 × 10
-5
Ket: d1 (diameter dalam silinder)
Tabel 4.5 Menentukan Diameter Luar Silinder Pengukuran ke-
1
2,500
6 × 10-3
3,6 × 10 -5
2
2,494
0
0
3
2,492
-2 × 10
4
2,492
-2 × 10 -3
5
2,492
-2 × 10
12,47
Ket: d2 (diameter luar silinder)
-3
-3
0,4 × 10
-5
0,4 × 10 -5 0,4 × 10
-5
4,8 × 10
-5
Tabel 4.6 Menentukan Ketinggian S ilinder Pengukuran ke-
1
2,500
-4 × 10
-3
1,6 × 10
-5
2
2,500
-4 × 10
-3
1,6 × 10
-5
3
2,500
-4 × 10
-3
1,6 × 10
-5
4
2,510
6 × 10-3
5
2,508
-4 × 10
12,518
-3
3,6 × 10 -5 1,6 × 10 10 × 10
-5
-5
Ket: t (ketinggian silinder)
Tabel 4.7 Menentukan Kedalaman Rongga Silinder
ke-
1
1,432
-1 × 10 -3
0,1 × 10 -5
2
1,438
5 × 10-3
2,5 × 10 -5
3
1,432
-1 × 10
-3
0,1 × 10
-5
4
1,432
-1 × 10
-3
0,1 × 10
-5
5
1,432
-1 × 10 -3
Pengukuran
0,1 × 10 -5
7,166
2,9 × 10
-5
Ket: l (kedalaman rongga silinder)
Karena W dan W¶ tidak mengalami perubahan ketika dilakukan lima kali pengukuran, maka W dan W¶ bernilai tetap, yakni:
Setelah menemukan hasil pengukuran seperti di atas, maka dapat dicari volume silinder berongga menggunakan 2 metode, diantaranya: a. Metode menggunakan jangka sorong Pada silinder berongga dapat dibagi menjadi 2 bagian, bagian pertama silinder dalam dan bagian kedua silinder luar.
1
2
Ket: d1
diameter dalam (cm)
d2 diameter luar (cm) t
tinggi silinder (cm)
l
kedalaman rongga silinder (cm)
V
volume silinder (cm )
3
b. Metode menggunakan hukum Archimides
Jika berat diasumsikan konstan
Ket: W berat benda di udara (dyne) W¶ berat benda dalam fluida (dyne) 3
f
massa jenis fluida (air = 1 g/cm )
g
percepatan gravitasi ( 987 cm/s )
2
2. Percobaan 2: Menentukan massa jenis zat cair melalui hukum Arhcimides
Menentukan volume benda padat:
Ket: V p l t
3
volume benda padat (cm ) panjang benda padat (cm) lebar benda padat (cm) tinggi benda padat (cm)
Menentukan massa jenis masing-masing fluida:
Ket: f W W¶ V g
3
massa jenis fluida (g/cm ) berat benda di udara (dyne) berat benda dalam fluida (dyne) 3 volume benda padat (cm ) 2 percepatan gravitasi (cm/s )
Tabel 4.8 Perubahan Berat Benda Jenis Fluida Air Minyak Gliserin
f (g/cm3 ) 1 0,91 1,22
m (g)
m¶ (g)
W (dyne)
W¶ (dyne)
98,6 98,6 98,6
85,4 86,9 82,8
97318,2 97318,2 97318,2
84289,8 85770,3 81723,6
W-W¶ (dyne) 13028,4 11547,9 15594,6
Dari tabel di atas dapat dicari massa jenis masing-masing fluida. Karena volume benda padat diasumsikan konstan, maka nilai ketidakpastian untuk semua massa jenis fluida sama.
Sehingga,
Dari tabel di atas pula dapat dibuat grafik W-W¶ = f( f ) untuk menentukan volume benda padat.
Grafik 4.1 Grafik W-W¶ = f( f ) Program Komputer 16000
15000
) e n 1 4 0 0 0 y d ( ' W - 1 3 0 0 0
B Linea r Fit of Da ta1_B
W
U pp e r 9 5 % C o n f id e n c e L im i t L o w e r 9 5 % C o n f id e n c e L im it U p p e r 9 5 % Pr e d i c t io n L im i t
12000
L o w e r 9 5 % Pr e d i c t io n L im i t 11000 0 ,9 0
0 ,9 5
1 ,0 0
1 ,0 5
1 ,1 0
1 ,1 5
1 ,2 0
1 ,2 5
3
m a s s a j e n i s f lu i d a ( g / c m )
Linear Regression through origin for Data1_B: Y = B * X Parameter Value Error -----------------------------------------------------------B 12833,52962 94,24572 -----------------------------------------------------------R SD N P -----------------------------------------------------------0,99649 171,63333 3 0,00352 ------------------------------------------------------------
Menghitung volume benda padat dari grafik di atas:
Perhitungan manual dari grafik 4.3 (dilampirkan) 3
Skala sumbu x: 0,01 g/cm Skala sumbu y: 100 dyne
3. Percobaan 3: Menentukan massa jenis fluida dengan menyelidiki hubungan antara (W-W¶) dan volume benda
Dari tabel 4.3 dapat dicari volume benda padat dan perubahan berat benda, sebagai berikut:
Tabel 4.9 Data Pembuatan Grafik W-W¶ = f(V) Benda ke-
W (dyne)
W¶ (dyne)
W-W¶ (dyne)
V (cm 3 )
1
70000
60000
10000
10,061
2
20000
10000
10000
2,460
3
60000
50000
10000
8,169
4
90000
70000
20000
12,241
Grafik 4.2 Grafik W-W¶ = f(V) Program Komputer
20000
18000
) e n 16000 y d ( ' 14000 W -
B Linear Fit of Da ta1_B
W
Upper 95 % C onfidence Limit Lower 95% C onfidence Limit
12000
Upper 9 5% Prediction Limit Lower 9 5% Prediction Limit
10000
2
4
6
8
10
12
14
3
V (cm )
Linear Regression for Data1_B: Y = A + B * X Parameter Value Error -----------------------------------------------------------A 6242,77082 5846,85051 B 760,0412 649,80053 ------------ ----------------------------------------- -----R SD N P -----------------------------------------------------------0,63733 4718,87956 4 0,36267 ------------------------------------------------------------
Menghitung massa jenis fluida dari grafik di atas:
Perhitungan manual dari grafik 4.4 (dilampirkan) Skala sumbu x: 0,05 cm
3
Skala sumbu y: 100 dyne
C. Analisis
Pada percobaan pertama dilakukan pengukuran terhadap volume silinder berongga dengan dua metode. Hasil dari pengukuran dua metode tersebut sebagi berikut Tabel 4.10 Hasil Pengukuran Volume Silinder Berongga
3
V (cm )
Metode Pengukuran
Metode Hukum
Jangka Sorong
Archimides
Selisih 0,991
Dari pengukuran dengan menggunakan dua metode tersebut diharapkan memiliki nilai yang 3
sama, tetapi setelah dilakukan perhitungan terdapat selisih nilai sebesar 0,991 cm . Perbedaan tersebut dapat disebabkan oleh beberapa hal, beberapa diantaranya: kurangnya ketelitian dalam pengukuran, skala neraca pegas yang terlalu besar,dll. Pada percobaan kedua dilakukan pengukuran untuk menentukan massa jenis dari ketiga jenis zat cair yang tersedia, diantaranya: air, minyak, dan gliserin. Didapat hasil pengolahan data sebagai berikut.
Tabel. 4.11 Perbandingan Massa Jenis Pengukuarn Dengan
Pengukuran Dengan
Aerometer
Hukum Archimides
Selisih
1,0000
±
0,0025
1,08 ± 0,41
0,08
0,9100
±
0,0025
0,96 ± 0,41
0,05
1,2200
±
0,0025
1,30 ± 0,41
0,08
Dari pengukuran tersebut terdapat beberapa perbedaan selisih nilai massa jenis fluida. Seharusnya pengukuran dengan menggunakan aerometer maupun hukum Archimides bernilai sama. Namun, dalam percobaan seringkali terdapat beberapa hal yang mengakibatkan nilai yang dicari tidak sesuai dengan teori. Hal tersebut beberapa diantaranya, kurangnya ketelitian dalam melakukan pengukuran, masa pakai a lat yang sudah terlalu lama, dll. Dalam percobaan kedua pula kita dapat menentukan volume benda dengan dua metode. Tabel 4.12 Perbandingan Pengukuran Volume Balok Metode Hukum Archimides
Metode Pengukuran Jangka Sorong 3
V (cm )
Selisih
(grafik) Prog. Kmputer
Manual
Prog. Kmputer 0,759
Manual 0,789
Hasil pengukuran di atas diharapkan memiliki nilai yang sama diantara kedua metode tersebut, tetapi setelah dilakukan perhitungan ternyata memiliki perbedaan hasil. Perbedaan tersebut dapat dikarenakan oleh beberapa hal, diantaranya kurang ketelitian dalam pengukuran dan perhitungan, masa pakai alat yang sudah lama. Dari percobaan ketiga didapat hasil pengukuran sebagai berikut. Tabel 4.13 Perbandingan Pengukuran Massa Jenis Zat Cair Pengukuran Dengan Aerometer
Pengukuran Dengan Grafik
Selisih
W-W¶ = f(V)
0,23
Dari hasil pengolahan massa jenis zat cair di atas terdapat diharapkan memiliki nilai massa jenis yang sama, walupun menggunakan dua metode. Perbedaan tersebut dapat dikarenakan beberapa hal, salah satunya skala terkecil dari neraca pegas terlalu besar sehingga untuk menentukan grafik lebih sulit. Dari analisis di atas dapat diperkirakan hal-hal yang menyebabkan hasil perhitungan berbeda dengan teori, diantaranya: 1. Kurang ketelitian dalam percobaan; 2. Masa pakai alat yang sudah lama; 3. Skala neraca terlalu besar, sehingga sangat berpengaruh dalam pembuatan grafik; 4. Kurang ketelitian dalam pengolahan data.
D. Kesimpulan
Dengan menggunakan hukum Archimides, kita dapat menentukan massa jenis suatu fluida dan dapat pula menentukan volume benda padat yang dicari. Untuk menentukan volume benda padat dapat dipergunakan persamaan sebagai berikut:
Dapat pula dipergunakan persamaan berikut dengan metode grafik W-W¶ = f( f ) :
Untuk massa jenis fluida dapat dipergunakan persamaan sebagai berikut:
Dapat pula dipergunakan persamaan berikut dengan metode grafik W-W¶ = f(V) :
E. Daftar Pustaka
Tipler, Paul, A. 1991. Fisika
Untuk Sains dan Teknik ,
Edisi ketiga, Jilid 1 (Terjemahan Dra.
Lea P M.Sc dan Rahmat W Adi, Ph.D). Jakarta: Erlangga.