CONTOH MAKALAH Projek Pemkom Kating [PDF]

Citation preview

MAKALAH SIMULASI PERMAINAN SEDERHANA PADA SOFTWARE PYGAME TENTANG MATERI GERAK PELURU PEMROGRAMAN KOMPUTER



Disusun Oleh :



Dosen Mata Kuliah : Drs. Andreas Handjoko Permana, M.Si



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA 2018



KATA PENGANTAR Puji syukur kita persembahkan kepada Allah SWT yang telah memberikan limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada kita semua sehingga makalah yang berjudul “SIMULASI PERMAINAN SEDERHANA PADA SOFTWARE PYGAME TENTANG MATERI GERAK PELURU” ini dapat selesai dibuat dan dibaca oleh rekan-rekan semua. Salawat berangkaikan salam marilah sama sama kita haturkan ke pangkuan alam, nabi besar Muhammad SAW, yang telah membawa umat manusia dari zaman kegelapan ke zaman yang penuh cahaya kebaikan. Ucapan terimakasih kami sampaikan kepada seluruh pihak yang telah berpartisipasi dalam membantu pembuatan makalah ini. Permohonan maaf juga kami sampaikan kepada seluruh pihak yang membaca makalah ini atas banyaknya kekurangan dan ketidaksempurnaannya, baik dari segi penulisan makalah maupun bahasa dan isi makalahnya. Kritik dan saran kami buka selebar-lebarnya demi kesempurnaan makalah yang kami buat kedepannya. Demikian kata-kata yang dapat kami sampaikan semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua, sekian. Terimakasih. Jakarta, 29 Desember 2018



Penulis



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR................................................................................................................i DAFTAR ISI..............................................................................................................................ii BAB I PENDAHULUAN Latar belakang..................................................................................................................1 Rumusan Masalah............................................................................................................1 Tujuan...............................................................................................................................1 BAB II TEORI DASAR Gerak Peluru.....................................................................................................................2 Momentum dan Tumbukan..............................................................................................2 Pengertian Momentum….........................................................................................................3 Hubungan Momentum dengan Impuls….................................................................................6 Hukum Kekekalan Momentum..............................................................................................12 Tumbukan… 14 BAB III LANGKAH-LANGKAH PEMROGRAMAN..........................................................18 Problem Statement..........................................................................................................18 Mathematical Equation...................................................................................................18 Algorithm.......................................................................................................................19 Flow Chart......................................................................................................................20



DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................iii



BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Usaha dan energi adalah kata yang sering sekali kita dengar dalam kehidupan sehari-hari. Usaha dan energi memiliki pengertian serta definisi yang berbeda tergantung pada sudut pandang yang ingin dikaji. Usaha dan energi dalam sudut pandang fisika memiliki pengertian serta difinisinya sendiri. Usaha dalam sudut pandang fisika, khususnya mekanika, mengandung pengertian sebagai segala sesuatu yang dilakukan oleh gaya kepada suatu benda sehingga benda itu bergerak. Agar usaha berlangsung, maka gaya harus dikerahkan pada suatu benda hingga benda tersebut menempuh jarak tertentu. Dengan demikian usaha dapat didefinisikan sebagai sejumlah gaya yang bekerja pada suatu benda sehingga menyebabkan benda berpindah sepanjang garis lurus dan searah dengan arah gaya. Sementara Energi merupakan konsep yang sangat abstrak. Energi tidak memiliki massa, tidak dapat diamati, dan tidak dapat diukur secara langsung. Akan tetapi kita dapat merasakan perubahannya. Kita dapat beraktivitas sehari-hari karena tubuh kita memiliki energi. Sumber energi utama di alam ini adalah matahari Energi dapat menyebabkan perubahan pada benda atau lingkungan. Perubahan energi yang dimaksud dapat terjadi dengan berbagai cara. Matahari sebagai sumber energi utama memberikan banyak manfaat dalam berbagai perubahan energi. Matahari menghasilkan energi radiasi yang dapat diubah menjadi berbagai bentuk energi lainnya yang tentu saja sangat berguna bagi kehidupan.



Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu: 1. Bagaimana konsep usaha dan energi dapat disimulasikan dengan menggunakan aplikasi pada suatu computer? 2. Bagaimana energi potensial dan energi kinetik dapat diterapakan pada orang yang bermain skateboard di lintasan? 3. Bagaimana gerak bola pada lintasan skateboard dapat disimulasikan dengan menggunakan aplikasi pada suatu computer?



Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu: 1. Bagaimana gerak parabola dapat disimulasikan dengan menggunakan aplikasi pada suatu computer? 2. Bagaimana prinsip GLB dan GLBB dapat diterapkan pada permainan sederhana gerak peluru?



Tujuan Adapun tujuan dalam makalah ini yaitu: 1. Untuk mengetahui bagaimana gerak parabola dapat disimulasikan dengan menggunakan aplikasi pada suatu computer. 2. Untuk mengetahui bagaimana prinsip GLB dan GLBB dapat diterapkan pada permainan sederhana gerak peluru.



BAB II TEORI DASAR Gerak Peluru



Gerak Parabola/Gerak peluru merupakan suatu jenis gerakan benda yang pada awalnya diberi kecepatan awal lalu menempuh lintasan yang arahnya sepenuhnya dipengaruhi oleh gravitasi. Setiap benda yang diberi kecepatan awal, lalu diteruskan untuk menempuhsuatu lintasan yang arahnya dipengaruhi oleh gaya gravitasi yang bekerja padanyadan juga dipengaruhi oleh gesekan udara, disebut peluru ( proyektil ). Dan lintasan yang dilalui oleh peluru itu disebut trayektori. Gaya gravitasi terhadap peluru arahnya ke pusat bumi dan berbandingterbalik dengan kuadrat jarak dari pusat bumi. Pertama, gerak kita proyeksikan pada sumbu sumbu yang melekat pada bumi. Karena sistemnya bukan suatu sistem yang lembam, tidaklah tepat betul memberlakukan Hukum Newton kedua untuk menghubungkan gaya terhadap peluru itu dengan percepatannya. Tetapi untuk trayektori yang jaraknya pendek, ketidaktepatan itu sangat kecil. Efek gesekan udara pun diabaikan, sehingga semua hasil perhitungan hanya berlakuuntuk gerak dalam vakum di bumi yang tidak berputar dan permukaannya datar.Karena satu-satunya gaya yang bekerja terhadap pelurudalam suatu kondisi yang diidealkan ini hanyalah beratnya sendiri, yang besar dan arahnya dianggap konstan, maka geraknya diproyeksikan saja pada sepasang sumbu koordinat tegak lurus. Sumbu yang horisontal kita sebut sumbu x dan yang vertikal sumbu y, dan titik pangkal peluru mulai meluncur bebas. Maka komponen x gaya terhadap peluru adalah nol dan komponen y ialah berat peluru itu sendiri, -mg. Jadi, berdasarkan hukum Newton kedua:



Artinya, komponen horisontal percepatannya adalah nol dan komponen vertikalnya mengarah ke bawah dan sama seperti arah gerak benda jatuh bebas. Komponen ke depan kecepatan tidak “membantu” peluru selama terbangnya.Karena percepatan nol berarti kecepatannya konstan, maka geraknya dapat dianggap sebagai kombinasi gerak horisontal yang kecepatannya konstan dengan gerak vertikal yang percepatannya konstan (Sears dan Zemansky, 1982 hal 126) Sehingga Gerak parabola adalah gerak yang membentuk sudut tertentu terhadap bidang horizontal. Pada gerak parabola,gesekannya diabaikan,dan gaya yang bekerja hanya gaya berat atau percepatan gravitasinya saja. Gerak yang lintasannya berbentuk parabola disebut gerak parabola. Contoh umum gerak parabola adalah gerak benda yang dilempar ke atas membentuk sudut tertentu terhadap permukaan tanah. Gerak parabola dapat dipandang dalam dua arah, yaitu arah vertikal (sumbu-y) yang merupakan gerak lurus berubah beraturan (GLBB), dan arah horizontal (sumbu-x) yang merupakan gerak lurus beraturan (GLB).



Sumbu x dan sumbu y dilukiskan dengan titik pangkal koordinatnya pada titik di mana peluru itu mulai terbangbebas. Pada titik ini kita tetapkan t = 0. Kecepatan pada titik awal dilukiskan oleh vector , yang dinamakan kecepatan awal, atau kecepatan laras



jika peluru ituditembakkan dari senapan. Sudut adalah sudut elevasi ( angle of departure ). Karena komponen kecepatan horisontal konstan, maka pada tiap saat t kita dapatkan : =



cos



Percepatan vertikal ialah - g, sehingga komponen kecepatan vertikal pada saat t ialah : =



sin



– gt



Komponen-komponen ini dapat dijumlahkan dengan cara vector untuk menentukan kecepatan resultan V. Besarnya yaitu :



v= √ dan sudut yang terbentuk terhadap sumbu horizontal yaitu :



Vektor kecepatan v tangen pada trayektori, sehingga arahnya sama denganarah trayektori.Koordinat



peluru



pada



sembarang



saat



lalu



dapat



ditentukan



berdasarkangerak dan kecepatan konstan serta percepatan konstan. Koordinat sumbu x ialah : X= cos t dan sumbu y ialah: Y=



sin



t-g



Pada saat mencapai puncak (tinggi maksimum), maka kecepatan menurut sumbu y adalah nol, maka :



Dimana t adalah waktu yang dibutuhkan peluru mencapai titik maksimum. Nilai t diperoleh dari persamaan di atas dan dapat disubstitusikan pada persamaan X danY sehingga diperoleh persamaan :



Dimana nilai X = Jarak horisontal maksimal yang dapat ditempuh peluru



Dan



nilai



Y = Jarak



vertikal



maksimum yang dapat



ditempuh



peluru



(Sears



danZemansky, 1982 hal 127-128). Karena gerakan parabola memiliki titik puncak dimana terjadi perubahan arah gerak vertical, maka jarak titik puncak tersebut dari tanah dapat dirumuskan sebagai:



Bukti dari suatu trayektori suatu gerak peluru berbentuk parabola dapatdilihat dari persamaan: Y= Tan



-



Bentuk ini sesuai dengan persamaan Y = BX - A , dimana persamaan ini adalah persamaan parabola yang terbuka ke bawah karena koefisien dari bernilai negatif (Resnick dan Halliday, 1986 hal 80)



Momentum dan Tumbukan Pengertian Momentum Momentum adalah ukuran kesukaan untuk memberhentikan suatu benda, dan didefinisikan sebagai hasil kali massa dengan kecepatan. Momentum disebut juga



dengan pusa sehingga dilambangkan p. Momentum suatu benda (P)



yang



bermassa mdan bergerak dengan kecepatan v diartikan sebagai : Massa merupakan besaran skalar, sedangkan kecepatan merupakan besaran vektor. Perkalian antara besaran skalar dengan besaran vektor akan menghasilkan besaran vektor. Jadi, momentum merupakan besaran vektor. Arah momentum searah dengan arah kecepatan. Momentum sebuah partikel dapat dipandang sebagai ukuran kesulitan untuk mendiamkan benda. Sebagai contoh, sebuah truk berat mempunyai momentum yang lebih besar dibandingkan mobil yang ringan yang bergerak dengan kelajuan yang sama. Gaya yang lebih besar dibutuhkan untuk menghentikan truk tersebut dibandingkan dengan mobil yang ringan dalam waktu tertentu. Momentum atau biasa ditulis dengan lambing P dapat didefinisikan sebagai suati hasil kali antara massa m dengankecepatan v. Atau dapat ditulis sebagi berikut : P = mv Dikarenakan kecepatan adalah besaran vektor, maka momentumdapat dinyatakan dalam bentuk vektor juga. Satuan darimomentum adalah kgm/ . Dari rumus diatas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar massa dan kecepatan benda maka besar momentumnya juga semakin besar.



Hubungan Momentum dengan Impuls Misalnya kita akan menghitung besar impuls yang diberikan bola yang menumbuk sebuah tembok. Impuls dapat diukur jika kita dapat mengukur gaya rata-rata (F) yang diberikan dan selang waktu (∆t) gaya tersebut kontak dengan tembok. Karena sangat sulit untuk mengukur gaya yang bervariasi dan juga sulit mengukur lamanya bola



kontak dengan tembok karena proses berlangsung cepat, maka untuk mengukur impuls lebih mudah menggunakan bantuan besaran momentum. Implus = F .Δt Impuls yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan momentum yang dialami benda itu, yaitu beda antara momentum akhir dengan momentum awalnya.



Momentum benda erat kaitannya dengan gaya. Artinya, untuk memperbesar atau memperkecil nilai momentum dibutuhkan gaya. Berdasarkan hukum newton II : ∑F = m . a ∑F rumus tersebut dapat di ubah menjadi : ∑F . Δt = Δp I = Δp , sehingga dapat dikatakan bahwa impuls sama dengan perubahan momentum.



Hukum Kekekalan Momentum Momentum termasuk besaran yang kekal seperti halnya energi, artinya jumlah momentum dua buah benda yang saling bertumbukan adalah konstan. Secara rinci dapat dinyatakan jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama. P = P‟ m1 . v1 + m2 . v2 = m1‟ . v1‟ + m2‟ . v2‟ v1’ dan v2’ masing – masing adalah kecepatan kedua benda setelah tumbukan. Catatan : dalam menggunakan rumus tersebut harus memperhatikan tanda arah kecepatan benda. Berdasarkan persamaan diatas, dapat disimpulkan bahwamomentum bersifat kekal, karena momentum sebelum tumbukan sama besar dengan momentum setelah



tumbukan. Hal ini dapat terjadi apabila tidak ada gaya luar yang mempengaruhi.Dari persamaan diatas, dapat juga dicari kecepatan masing-masing benda sebelum dn sesudah



tumbukan,



sehingga



kita



dapat



mencari besarnya koefisien restitusi (e).Berdasarkan besarnya koefisienrestitusi, tumbukan dapat dibedakan menjadi 3, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian dan tumbukan tidaklenting sama sekali. Tumbukan Tumbukan antar benda merupakan peristiwa yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Kita dapat menganalisis tumbukan berdasarkan hukum kekekalan momentum dan kekekalan energi. Tumbukan ada tiga macam : 1. Tumbukan Lenting Sempurna (e= 1) Tumbukan lenting sempurna atau perfectly elasticcollison adalah tumbukan dimana gaya yang bekerja padakedua benda adalah gaya konservatif, sehingga besar energikinetik sebelum dan sesudah tumbukan besarnya sama.



Pada tumbukan lenting sempurna, terjadi kekekalan energi kinetik,yang dapat dibuktikan dengan persamaan dibawah ini :



m1 . v1 + m2 . v2 = m1‟ . v1‟ + m2‟ . v2‟ m1 . v1 - m1‟ . v1‟= m2 . v2 - m2‟ . v2‟ m1 ( v1 -v1‟)= m2 (v2 - v2‟) kemudian dari persamaan diturunkan menjadi hokum kekekalan energi kinetic, yaitu : +



=



+



„



m1 ( v1 -v1‟)= m2 (v2 - v2‟) v2 „ - v1‟ = - (v2- v1)



Dimana : = kecepatan relatif benda 2 dilihat oleh benda 1 sesaat sebelum tumbukan = kecepatan relatif benda 2 dilihat olehbenda 1 sesaat setelah tumbukan.



2. Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali (e = 0 ) Tumbukan tidak lenting sama sekali atau perfectly inelasticcollision adalah tumbukan dimana setelah terjadi tumbukan,kedia benda akan menempel menjadi satu dan mempunya kecepatan yang sama.



m1 . v1 + m2 . v2 = (m1’+ m2’) . v’ (kekekalan momentum) Jika akibat tumbukan dua benda bergabung menjadi satu, maka tumbukan jenis ini disebut tidak lenting sama sekali. Pada tumbukan jenis ini ada jumlah maksimum energi



kinetik yang di ubah menjadi bentuk lain, tetapi momentum totalnya tetap kekal. Sehingga berlaku : ∑Ekawal - ∑Ekakhir = energi kinetik yang hilang Nilai koefisien tumbukan jenis ini adalah e = 0. 3. Tumbukan Lenting Sebagian ( 0