Laporan Praktikum Fisika Dasar: (Koefisien Muai Panjang) [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR (Koefisien Muai Panjang)



(PERCOBAAN-FP2)



Nama



: Deas Maulidya Ashrini



NIM



: 215090107111019



Fak/Jurusan



: FMIPA/Biologi



Kelompok



:6



Tgl.Praktikum : Selasa, 5 Oktober 2021 Nama Asisten : Yusrotur Rizqiyah



LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2021



LEMBAR PENILAIAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR (Koefisien Muai Panjang)



Nama



: Deas Maulidya Ashrini



NIM



: 215090107111019



Fak/Jurusan



: FMIPA/Biologi



Kelompok



:6



Tgl. Praktikum



: Selasa, 5 Oktober 2021



Nama Asisten



: Yusrotur Rizqiyah



Catatan : ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………



Paraf



Paraf



Nilai



BAB I PENDAHULUAN



1.1



Tujuan Tujuan dari praktikum ini adalah konsep pemuaian zat padat dan penentuan koefisien muai panjang pada batang logam dapat dipahami.



1.2



Dasar Teori Suhu atau temperatur adalah besaran yang menunjukan derajat panas atau dingin suatu benda. Pada saat memanaskan benda sampai suhu tertentu, sifat fisik benda tersebut akan berubah. Sebagai contoh; pada saat mendingin kan air sampai suhu mencapai dibawah nol, maka air tersebut akan membeku, ketika memanaskan batang logam hingga suhu tertentu, maka besi itu akan memuai (Bahtiar, 2017). Pemuaian panas adalah perubahan suatu benda yang bisa menjadi bertambah panjang, lebar, luas, atau berubah volumenya karena terkena panas (kalor). Pemuaian setiap benda berbeda tergantung pada suhu dan koefisien muai dari benda tersebut. Jenis pemuaian zat padat dibagi menjadi tiga, yaitu pemuaian panjang, pemuaian luas, dan pemuaian volume (Wijaya, I ketut. 2014). 1) Muai Panjang Zat Padat



Gambar 1.



(Giancoli, Douglas C.2014)



Perubahan panjang benda padat (∆ℓ) berbanding lurus dengan perubahan suhu (∆𝑇). Perubahan panjang muai benda dapat ditulis dengan persamaan berikut (Giancoli, Douglas C.2014). ∆𝓵 = 𝜶𝓵𝟎 ∆𝑻



(1.1)



Pada persamaan diatas, 𝛼 merupakan koefisien muai panjang yang bernilai konstan bergantung pada benda. Koefisien muai panjang adalah



bilangan yang menunjukan pertambahan panjang suatu benda tiap satuan bend ajika suhu benda naik 1°C (Wijaya, I Ketut. 2014). Koefisien muai panjang memiliki satuan ℃ atau K. Nilai koefisien muai panjang berbeda – berbeda bergantung pada benda (Halliday, David & Resnick, Robert. 2014). Panjang suatu benda dan suhu benda diukur pada saat sebelum dan sesudah mengalami pemuaian. Panjang awal benda sebelum mengalami pemuaian dinyatakan dengan ℓ0 . Sedangkan panjang benda setelah mengalami pemuaian dinyatakan dengan ℓ. Perubahan benda setelah mengalami pemuaian dapat dinyatakan denga persamaan berikut (Giancoli, Douglas C. 2014) 𝓵 = 𝓵𝟎 (𝟏 + 𝜶 ∆𝑻)



(1.2)



Pada persamaan (1.2), ∆𝑇 merupakan selisih dari suhu awal dan suhu akhir benda. Suhu awal benda dinyatakan dengan 𝑇0 . Sedangkan, suhu akhir benda dinyatakan dengan 𝑇. Apabila nilai ∆𝑇 negatif, maka ∆ℓ pada persamaan (1.1) juga akan bernilai negatif. Perhitungan ∆𝑇 dan ∆ℓ dapat ditulis pada persamaan berikut (Giancoli, Douglas C.2014). ∆𝑻 = 𝑻 − 𝑻𝟎



(1.3)



∆𝓵 = 𝓵 − 𝓵𝟎



(1.4)



2) Muai Luas Zat Padat Pemuaian menyebabkan zat padat berubah dan bergerakke segala arah, yaitu memanjang, melebar, dan menebal. Pada pemuaian jika pada suhu 𝑡1 luas benda adalah 𝐴1 dan pada 𝑡2 luas benda menjadi 𝐴2 , maka pada pemuaian tersebut belaku pemuaian luas dengan persamaan berikut (Wijaya, I Ketut. 2014). 𝑨𝟐 = 𝑨𝟏 {𝟏 + 𝟐𝜶 (𝒕𝟐 − 𝒕𝟏 )}



(1.5)



Atau dapat ditulis dengan persamaan 𝑨𝟐 = 𝑨𝟏 {𝟏 + 𝜷 (𝒕𝟐 − 𝒕𝟏 )}



(1.6)



Pada persamaan (1.6), 𝛽 adalah koefisien muai luas. Koefisien Muai Luas adalah bilangan yang menunjukan pertambahan luas suatu benda tiap satuan luas jika suhunya naik 1°C.



Hubungan koefisien muai luas dan koefisien muai panjang dapat dinyatakan dalam persamaan berikut (Wijaya, I Ketut. 2014). 𝜷 = 𝟐𝜶



(1.7)



3) Muai Volume Zat Padat Pemuaian menyebabkan suatu benda berubah volume. Pemuaian volume bergantung pada jenis zat padatnya. Sebuah benda pada pada suhu 0° volumenya dinyatakan dengan 𝑉0 dan benda padat pada suhu 𝑡°C volumenya dinyatakan dengan 𝑉𝑡 . Bilangan yang menunjukan pertambahan volume suatu benda tiap satuan volume jika suhunya naik 1°C disebut Koefisien muai volume. Persamaan pertambahan volume dapat dituliskan sebagai berikut (Wijaya, I Ketut. 2014). 𝑽𝒕 = 𝑽𝟎 (𝟏 + 𝜸𝒕)



(1.8)



Hubungan koefisien muai zat padat dengan koefisien muai panjang zat padat dapat dinyakan dalam persamaan berikut (Wijaya, I Ketut. 2014). 𝜸 = 𝟑𝜶



(1.9)



BAB II METODOLOGI



2.1



Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam praktiku ini adalah seperangkat alat pemuaian, pipa percobaan yang terdiri dari pipa kuningan, pipa baja, dan pipa gelas, selang karet, meteran, cawan petri, generator uap, termemometer, dan air 3⁄4.



2.2



Tata Laksana Percobaan 2.2.1



Pipa Kuningan Alat pemuaian dikalibrasi hingga busur menunjukan angka 0.



Ujung pipa terbuka diletakkan pada sandaran tetap.



Ujung pipa tertutup diletakkan pada sandaran pengarah.



Selang karet yang tersambung dengan ujung pipa terbuka dihubungkan dengan generator uap.



Generator uap diisi dengan air sebanyak 3⁄4 bagian.



Tutup rapat dengan sekrup.



Suhu ruangan diukur dan dinyatakan sebagai 𝑇0 .



Panjang awal pipa diukur dengan meteran dan dinyatakan sebagai ℓ0 .



Pipa dipanaskan dengan menggunakan generator uap dihubungkan ke stop kontak.



Panjang pipa setelah dipanaskan diukur dengan pengukuran besar sudut pada busur sebanyak 4 kali setiap perubahan 5°C.



2.2.2



Pipa Baja Alat pemuaian dikalibrasi hingga busur menunjukan angka 0.



Ujung pipa terbuka diletakkan pada sandaran tetap.



Ujung pipa tertutup diletakkan pada sandaran pengarah.



Selang karet yang tersambung dengan ujung pipa terbuka dihubungkan dengan generator uap.



Generator uap diisi dengan air sebanyak 3⁄4 bagian.



Tutup rapat dengan sekrup.



Suhu ruangan diukur dan dinyatakan sebagai 𝑇0 .



Panjang awal pipa diukur dengan meteran dan dinyatakan sebagai ℓ0 .



Pipa dipanaskan dengan menggunakan generator uap dihubungkan ke stop kontak.



Panjang pipa setelah dipanaskan diukur dengan pengukuran besar sudut pada busur sebanyak 4 kali setiap perubahan 5°C.



2.2.3



Pipa Kaca Alat pemuaian dikalibrasi hingga busur menunjukan angka 0.



Ujung pipa terbuka diletakkan pada sandaran tetap.



Ujung pipa tertutup diletakkan pada sandaran pengarah.



Selang karet yang tersambung dengan ujung pipa terbuka dihubungkan dengan generator uap.



Generator uap diisi dengan air sebanyak 3⁄4 bagian.



Tutup rapat dengan sekrup.



Suhu ruangan diukur dan dinyatakan sebagai 𝑇0 .



Panjang awal pipa diukur dengan meteran dan dinyatakan sebagai ℓ0 .



Pipa dipanaskan dengan menggunakan generator uap dihubungkan ke stop kontak.



Panjang pipa setelah dipanaskan diukur dengan pengukuran besar sudut pada busur sebanyak 4 kali setiap perubahan 5°C.



DAFTAR PUSTAKA Bahtiar. 2017. Pengantar Fisika Dasar I. LP2M UIN Mataram. Indonesia. Wijaya, I Ketut. 2014. Buku Ajar Fisika. Univesitas Udayana. Indonesia. Giancoli, Douglas C. 2014. Physics Principel With Application. Pearson Education Inc. United Stated Of America. Halliday, David & Resnick, Robert. 2014. Fundamental Of Physics. John Willy & Sons Inc. United Stated Of America.



LAMPIRAN



(Bahtiar 2017, 196)



(Wijaya, I Ketut 2014, 19)



(Wijaya, I Ketut 2014, 20)



(Wijaya, I Ketut 2014, 22)



(Wijaya, I Ketut 2014, 23)



(Wijaya, I Ketut 2014, 24)



(Wijaya, I Ketut 2014, 25)



(Giancoli, Douglas C 2014, 364)



(Halliday, David & Resnick, Robert 2014, 521)







Tugas Pendahuluan



1. Apa yang dimaksud dengan koefisien muai linear, koefisien muai luas, dan koefisien muai volume? Koefisien muai linear adalah bilangan yang menunjukan pertambahan panjang suatu benda tiap satuan bend ajika suhu benda naik 1°C. Koefisien muai luas adalah bilangan yang menunjukan pertambahan luas suatu benda tiap satuan luas jika suhu benda naik 1°C. 2. Buktikan bahwa koefisien muai luas sama dengan 2 kali koefisien muai linearnya, dan koefisien muai volume sama dengan 3 kali koefisien muai linearnya! Pada muai luas, rumus luas 𝐿 = 𝑝 𝑥 𝑙 memiliki satuan koefisien 𝑚2 dan koefisien linear (panjang) memiliki satuan koefisien 𝑚. Pada muai volume, rumus volume 𝑉 = 𝑝 𝑥 𝑙 𝑥 𝑡 memiliki satuan koefisin 𝑚3 dan koefisien linear (panjang) memiliki satuan koefisien 𝑚. Pada saat pemuaian terjadi pertambahan panjang, luas, dan volume sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa koefisien muai luas = 2 kali koefisien muai linear dan koefisien muai volume = 3 koefisien muai linear. 3. Ramalkan kemungkinan terjadinya penyusutan dari panjang semula sebuah batang yang mula-mula dinaikkan temperatunya dan kemudian -diturunkan! Pada saat suhu dinaikkan akan menyebabkan pertambahan panjang, luas, dan volume. Jika suhu diturunkan maka besar panjang, luas, dan volume akan berkurang/menyusut karena pemuaian berbanding lurus dengan suhu.