Laporan Akhir Praktikum Fisika Grup 3 - Final [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM SCIE60029011 – PHYSICS II



Oleh Kelompok 3: Firman Mutakin Putra Khalid A Rika Mustika Satria Wicaksana A Yudho Kusumo



2401966546 2401966514 2440123485 2401967050 2440125080



Kelas : AGDA



LABORATORIUM FISIKA FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS BINA NUSANTARA 2021



Bab 1 – Newton’s Law Nama Asisten : Lukas Linardi 1. Explain the Newton’s Law and give 2 examples of its daily application for each of the law. Isaac Newton menemukan adanya 3 hukum dasar untuk materi yang dikenal sebagai 3 Hukum Newton, yaitu : a. Hukum Pertama Newton "Jika resultan gaya yang bekerja pada benda yang sama dengan nol, maka benda yang mulamula diam akan tetap diam. Benda yang mula-mula bergerak lurus beraturan akan tetap lurus beraturan dengan kecepatan tetap". Hukum ini juga dikenal dengan Hukum Inersia. Persamaannya : ∑F = 0 Contoh 1: Ketika kita berdiri dalam bus yang sedang melaju kencang, tiba-tiba bus direm, para penumpang akan terdorong ke depan. Contoh 2: Kertas yang berada di bawah gelas kaca ditarik dengan cepat, maka gelas akan tetap diam karena resultan gayanya sebesar nol. b. Hukum Kedua Newton "Percepatan dari suatu benda akan sebanding dengan jumlah gaya (resultan gaya)



yang



bekerja pada benda tersebut dan berbanding terbalik dengan massanya". Pernyataan tersebut dapat dirumuskan dengan persamaan sebagai berikut :



Biasanya massa dianggap konstan, sehingga:



Contoh 1: Pada saat bermain kelereng, kelereng yang kecil akan lebih cepat menggelinding, sedangkan kelereng yang lebih besar relatif lebih lama (percepatan berbanding terbalik dengan massanya). Contoh 2: Pada saat seseorang mendorong kursi dan lemari, dia memerlukan gaya lebih besar saat mendorong lemari dibanding kursi. Penyebabnya, lemari mempunyai massa lebih besar daripada kursi.



c. Hukum Ketiga Newton "Jika suatu benda memberikan gaya pada benda lain maka benda yang dikenai gaya akan memberikan gaya yang besarnya sama dengan gaya yang diterima dari benda pertama tetapi arahnya berlawanan". F aksi = -F reaksi Contoh 1: Pada saat mendayung perahu, sewaktu kita menggerakkan dayung (gaya aksi) ke arah belakang, perahu akan bergerak ke depan (gaya reaksi yang sama besar tetapi arahnya berlawanan). Contoh 2: Pada waktu seseorang melakukan olahraga lompat jauh, ketika kaki melakukan tolakan di balok lompat, maka kaki akan memberi gaya pada tanah. Sementara itu, tanah juga akan memberi gaya secara berlawanan sehingga menyebabkan badan terdorong ke udara dan melayang.



2. Draw and analyze the model of the system used in the experiment and its acting forces. Untuk membuktikan kebenaran Hukum Newton terutama Hukum II Newton, kami menggunakan sistem seperti yang terlihat pada gambar.



Gambar 1.1



Gambar 1.2



Gambar 1.3



Pada sistem percobaan, terjadi gerak lurus berubah beraturan, sehingga berlaku persamaan:



Pada sistem percobaan juga berlaku hukum II Newton yang menyatakan ∑ F=m∙ a, sehingga:



Karena tegangan tali antara T1 dan T2 adalah sama, maka:



Untuk menghitung besarnya kecepatan, digunakan persamaan:



Untuk menentukan deviasi (δ) atau nilai error. maka gunakan rumus: δx=



x theory −x practice x 100 % x theory



3. Explain why m2 was transferred to m1 in experiment 4 related to its total mass and system’s acceleration. Percobaan 1.4 dilakukan untuk mengetahui hubungan antara percepatan dan gaya. Percepatan yang dialami benda dalam suatu sistem secara teori dapat dicari dengan persamaan: a=



m1 . g m1 +m 2



Berdasarkan persamaan tersebut, apabila massa m2 dipindahkan ke m1, maka massa total dalam sistem adalah sama/tetap, yang berarti besarnya percepatan benda dalam sistem hanya akan dipengaruhi oleh perubahan nilai m1, sehingga hubungan antara percepatan dan gaya dapat lebih mudah diketahui. Berdasarkan tabel 1.4, dapat dilihat bahwa semakin besar nilai m1, maka nilai a (percepatan) semakin besar. Hal ini dikarenakan resultan gaya yang bekerja pada m1 juga semakin besar seiring dengan penambahan massa m1 (berlaku hukum kedua Newton). 4. Analyze the experiment data result and relate it to the theory for each experiment. a. Hubungan antara jarak (s) dan waktu (t) Berdasarkan data pada tabel 1.1, semakin besar jarak (s) maka semakin besar pula waktu (t) yang dibutuhkan. Karena pada sistem terjadi unbalance force antara m1 dan m2 serta sistem diasumsikan ideal, maka benda akan mengalami gerak lurus berubah beraturan (GLBB) dan bergerak dengan percepatan tertentu (konstan). Hubungan antara jarak dan waktu berdasarkan percobaan sesuai dengan teori, sebagaimana ditunjukkan grafik berikut.



Berdasarkan hasil percobaan, nilai percepatan yang diperoleh tidak konstan. Hal ini disebabkan oleh kondisi aktual sistem yang mungkin tidak ideal, sehingga memungkinkan



adanya gaya lain yang terlibat dalam sistem, seperti gaya gesek dan gaya pada katrol (poros). Adapun jarak dan waktu memiliki korelasi yang sangat kuat dengan arah positif (linear menuju sumbu x-y positif) dengan nilai regresi (R 2) = 0.9972. Sehingga, semakin besar jarak, maka semakin lama waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut.



b. Hubungan antara kecepatan (v) dan waktu (t) Pada percobaan 1.2, seharusnya dilakukan percobaan pengaruh perubahan waktu tempuh terhadap kecepatan pada jarak yang konstan, namun data yang tersedia adalah pengaruh perubahan jarak terhadap kecepatan pada waktu konstan. Jika melihat hubungan kecepatan, jarak dan waktu yang dirumuskan v=



s , maka hasil percobaan ini telah sesuai, dimana t



semakin besar perubahan jarak, maka nilai kecepatan tersebut semakin besar. Namun karena gerak yang terjadi di dalam sistem adalah gerak lurus berubah beraturan, dari percobaan 1.2 kita ketahui bahwa waktu tempuh dan jarak memiliki hubungan yang berbanding lurus, sehingga apabila perubahan jarak semakin besar, maka perubahan waktu tempuh semakin besar dan kecepatan semakin besar pula. Hal ini sesuai dengan teori dimana V t =V 0 +at yang berarti bahwa semakin lama waktu tempuh, maka semakin besar nilai kecepatan, sebagaimana ditunjukkan grafik berikut.



Relation between Distance and Velocity 0.800 y = 100x - 4E-14 R² = 1



Velocity (m/ s)



0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 0



0.001



0.002



0.003



0.004



0.005



0.006



0.007



0.008



Delta S (m)



c. Hubungan antara percepatan (a) dan massa (m) Berdasarkan data pada tabel 1.3, semakin besar massa smart cart (m2) maka nilai percepatan yang dialami benda semakin kecil. Hasil percobaan menunjukkan hubungan antara percepatan (a), baik aprac maupun atheory, semakin kecil seiring pertambahan massa dari smart cart (m2). Nilai gaya T yang menarik smart cart relatif sama baik Tprac maupun Ttheory. Hal ini disebabkan oleh massa yang ada pada hanger set (m1) tidak bertambah. Percobaan ini memenuhi Hukum II Newton yang menyatakan ∑ F=m∙ a atau m=



∑ F dimana hubungan a



percepatan dengan massa adalah berbanding terbalik. Ketika massa bertambah, percepatan akan berkurang dan begitu pula sebaliknya. Massa dan percepatan memiliki korelasi yang kuat dengan arah negatif (linear menuju sumbu x positif – y negatif) dengan nilai regresi (R2) = -0.9445. Sehingga, semakin besar massa, maka semakin kecil percepatan yang dialami benda.



d. Hubungan antara percepatan (a) dan gaya (F) Dari data yang diperoleh dari tabel 1.4, nilai percepatan (a), baik aprac maupun atheory, semakin besar seiring pertambahan massa pada hanger set (m1) dan pengurangan massa tambahan pada smart cart (m2), begitu juga dengan waktu tempuhnya yang semakin kecil. Berdasarkan tabel 1.4, dapat dilihat bahwa semakin besar nilai m 1, maka nilai a (percepatan) semakin besar. Hal ini dikarenakan resultan gaya yang bekerja pada m1 juga semakin besar seiring dengan penambahan massa m1 (berlaku hukum kedua Newton). Jika ditinjau dari m2, pengurangan massa m2 menyebabkan besarnya tegangan tali (gaya) untuk menarik m 2 oleh m1 semakin besar. Sejalan dengan teori, hasil percobaan menunjukkan bahwa semakin besar massa m1 sedangkan massa m2 semakin kecil, maka dengan jarak (s) yang konstan sejauh 0.8 m, waktu tempuh (t) semakin kecil, yang berarti bahwa percepatan yang dialami benda di dalam sistem semakin besar dan gaya yang bekerja pada benda juga semakin besar. Sehingga dari percobaan 1.4, dapat disimpulkan bahwa semakin besar percepatan yang dialami benda dalam sistem, maka gaya yang bekerja pada benda juga semakin besar. Adapun jika digambarkan dengan grafik korelasi, gaya dan percepatan memiliki korelasi yang sangat kuat dengan arah positif (linear menuju sumbu x-y positif) dengan nilai regresi (R2) = 1.



5. Write your conclusions for each experiment (at least 5). Setelah melakukan eksperimen-eksperimen di atas, praktikkan dapat mengambil beberapa kesimpulan yaitu sebagai berikut: 



Percobaan 1.1: a. Dari hasil percobaan yang pertama dapat diambil kesimpulan bahwa jika waktu yang diperlukan semakin besar besar, maka jarak yang harus ditempuh suatu benda juga akan semakin besar. b. Pada sistem terjadi unbalance force antara m1 dan m2 yang menyebabkan benda bergerak dengan percepatan tertentu.



c. Pada sistem yang diasumsikan ideal, percepatan yang dialami benda seharusnya konstan, karena gaya lain dapat diabaikan. d. Hasil percobaan menunjukkan nilai percepatan yang diperoleh tidak konstan. Hal ini disebabkan oleh kondisi aktual sistem yang mungkin tidak ideal, sehingga memungkinkan adanya gaya lain yang terlibat dalam sistem, seperti gaya gesek dan gaya pada katrol (poros). e. Pada percobaan 1.1, hasil praktikum yang didapatkan sesuai dengan teori, dimana waktu dan jarak memiliki hubungan yang berbanding lurus. Jarak dan waktu memiliki korelasi yang sangat kuat dengan arah positif (linear menuju sumbu x-y positif). 



Percobaan 1.2: a.



Benda pada sistem mengalami gerak lurus berubah beraturan.



b.



Dari hasil percobaan yang kedua dapat diambil kesimpulan bahwa jika semakin besar jarak yang ditempuh pada durasi waktu tertentu, maka kecepatan benda tersebut juga akan semakin cepat.



c.



Mengacu pada hasil percobaan 1.1 dimana waktu dan jarak memiliki hubungan yang berbanding lurus, maka perubahan waktu tempuh yang semakin besar menyebabkan kecepatan semakin besar pula. Hal ini sesuai dengan teori dimana V t =V 0 +at yang berarti bahwa semakin lama waktu tempuh, maka semakin besar nilai kecepatan.



d.



Percobaan ini hanya berlaku untuk gerak lurus berubah beraturan, karena pada gerak lurus beraturan, pada jarak konstan, jika kecepatan semakin besar, maka waktu yang diperlukan semakin kecil. Sebaliknya jika kecepatannya semakin kecil, maka waktu yang diperlukan semakin besar.



e.



Jarak dan kecepatan memiliki korelasi yang sangat kuat dengan arah positif (linear menuju sumbu x-y positif).







Percobaan 1.3: a.



Dari hasil percobaan yang ketiga dapat diambil kesimpulan bahwa semakin besar massa smart cart (m2) maka nilai percepatan yang dialami benda semakin kecil.



b.



Karena percepatan benda tersebut semakin kecil, maka waktu yang diperlukan akan semakin lama.



c.



Percobaan ini memenuhi Hukum II Newton yang menyatakan ∑ F=m∙ a atau m=



∑F a



dimana hubungan percepatan dengan massa adalah berbanding terbalik. d.



Hubungan antara massa (m2) dan waktu. Semakin berat beban/massa pada (m 2) maka semakin besar pula waktu yang dibutuhkan. Sedangkan untuk nilai percepatan semakin kecil.



e.



Massa dan percepatan memiliki korelasi yang kuat dengan arah negatif (linear menuju sumbu x positif – y negatif).







Percobaan 1.4: a. Nilai percepatan (a), baik aprac maupun atheory, semakin besar seiring pertambahan massa pada hanger set (m1) dan pengurangan massa tambahan pada smart cart (m2). b. Karena percepatan benda tersebut semakin besar, maka waktu yang diperlukan akan semakin singkat. c. Sesuai dengan teori Hukum II Newton, resultan gaya yang bekerja pada m 1 juga semakin besar seiring dengan penambahan massa m1. d. Pengurangan massa m2 menyebabkan besarnya tegangan tali (gaya) untuk menarik m2 oleh m1 semakin besar. e. Gaya dan percepatan memiliki korelasi yang kuat dengan arah positif (linear menuju sumbu x-y positif).



Lampiran LPS Praktikum 1: