Laporan Kelompok 8 Fix [PDF]

Citation preview

LAPORAN FISIKA DASAR



Disusun Oleh: KELOMPOK 8



Moh Restu Septiawan | 41120010091 Lucky Daffa Hanif | 41120010094 Ahmad Rian Fajar | 41120010095 M. Rizky Abdul Hadi S | 41120010096 Alfigo Jesviano | 41120010097



Laboratorium Fisika Universitas Mercubuana Jakarta 2020 Telah diperiksa dan dinilai oleh : 1. Rona Tasya Oktaviani 2.Shasa



KATA PENGANTAR Puji Syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkatnya kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Fisika Dasar I yang berisi bab mengenai “Modulus Puntir, Bandul Matematis, Tetapan Gaya Pegas dan Percepatan Gravitasi, Modulus Elestisitas. Pengukuran Benda Padat”,yang kami sajikan berdasarkan pengamatan yang kami lakukan secara virtual. Laporan ini disusun oleh penyusun dengan berbagai rintangan baik itu yang datang dari penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari Tuhan Yang Maha Esa laporan ini dapatterselesaikan. Penulis menyadari dengan sepenuh hati bahwa tersusunya laporan ini bukan hanyaatas kemampuan dan usaha penulis semata, namun berkat bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terimah kasih kepadaBapak Fadlin, S.Pd, M.Pd. Selaku dosen mata kuliah praktikum Fisika Dasaryang telah memberikan bimbingan, dan pengarahan dalam penyusunan laporan ini. Dan semua pihak terutama temanteman sekalian yangsaling membantu dalam kegiatan praktikum berlangsung dan penyusunan laporan ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kesalahan dalam penulisan laporan ini. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun dari berbagai pihak sangat dipelukan demi memperbaiki laporan ini. Akhirnya, semoga laporan ini nantinya bermanfaat bagi kita semua. Walaupun laporan ini kurang sempurna dan memerlukan perbaikan tapi juga memiliki detail yang cukup jelas bagi pembaca. Penyusun juga mengucapkan terimakasih kepada dosen dan asisten laboratorium yang telah membimbing penyusun agar dapat mengerti tentang bagaimana cara menyusun laporan penelitian yang baik dan benar. Semoga laporan ini dapat memberikan pengetahuan yang lebih luas kepada pembaca. Laporan ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Penyusun membutuhkan kritik dan saran dari pembaca yang membangun,terimakasih.



Jakarta, 3 Januari 2021



Penyusun Laporan Kelompok 8



DAFTAR ISI



COVER KATA PENGANTAR DAFTAR ISI BAB I MODULUS PUNTIR TujuanPraktikum Alat yangdigunakan Teori Cara kerja Lembarpengamatan Tugaspendahuluan Tugas Akhir BAB II BANDUL MATEMATIS TujuanPraktikum Alat yangdigunakan Teori Cara kerja Lembarpengamatan Tugaspendahuluan Tugas Akhir BAB III TETAPAN GAYA PEGAS DAN PERCEPATAN GRAVITASI TujuanPraktikum Alat yangdigunakan Teori Cara kerja Lembarpengamatan Tugaspendahuluan Tugas Akhir BAB IV MODULUS ELASTISITAS TujuanPraktikum Alat yangdigunakan



Teori Cara kerja Lembarpengamatan Tugaspendahuluan Tugas Akhir BAB V PENGUKURAN BENDA PADAT TujuanPraktikum Alat yangdigunakan Teori Cara kerja Lembarpengamatan Tugas Akhir



BAB 1 MODULUS PUNTIR Tujuan Menentukan Modulus Puntir ( Modulus Geser ) secara statis Alat – alat yang digunakan: 1. Mikrometersekrup 2. Jangka Sorong 3. MistarBaja 4. BatangUji 5. Roda Puntir 6. Beban(massa) 7. Katrol dari tali P 8. Jarum penunjuk dan busur derajat (skala sudut S) 9. Penyekat (Penjepit) batang T



Teori Sebuah batang dijepit dengan keras-keras pada salah satu ujungnya T dan ujung yang lain bebas berputar dan padanya dipadang keras-keras sebuah roda P , kalau roda dengan pertolongan katrol dan diberi beban pada ujung talinya maka roda itu akan menghasilkan momen M terhadap batang tersebut. Dengan jarum penunjuk yang melekat pada batang dan pembagian skala S dapat dibaca sudut puntiran batang. Maka modulus puntiran dapat dihitung dari: 2.𝑀.𝑙



𝐺=



...................................... (1)



𝑅⁴



Atau



360.𝑔.𝑟.𝑙.𝑚



𝐺=



.......................................... ( 2 )



Dimana : G



: Modulu puntir ( Modulus geser)



M



: Momen bekerja padabatang



L



: Panjang batang yang dipuntir



R



: Jari-jari rodaP



M



: Massabeban-beban



∝



: Sudur puntiran dalanderajat



Θ



: Sudut puntiran dalamradial



Grafik Langkah- langkah membuat grafik : 1. Hitung gradient dengan rumus : 𝑏 =



𝑁𝜀 ( 𝑥.𝑦 )−𝜀𝑥.𝜀𝑦 𝑁.𝜀𝑥2−(𝜀𝑥)²



2. Tentukan titik potong kurva dengan :a = 1( εy- bεx) 𝑁



3. Persamaan garis : y = bx +a 4. Rumus G grafik : Grafik G =360.𝑔.𝑟.𝑙.𝑚



𝜋4.𝑅4.Ɵᴿᵃᵈ



Cara Kerja 1. Memasang satu batang yang diberikan oleh asisten, kemudian mengeraskan semua skrup. 2. Memeriksa kebebasan gerak puntiran ujung batang yang beroda dan memeriksa apakah momen sudah akan diteruskan ke seluruh batang. 3. Mengukur L, R, M dan menimbang. 4. Memasifkan kedudukan jarum penunjuk pada posisi tegak lurus terhadap busur derajat ( dianggap posisi nol). 5. Memberikan beban pada pada roda puntir dan mengamati pergerakan jarum penunjuk pada busur derajat dan mencatat hasilnya pada form pengambilan data. 6. Melakukan hal pada no.5 secara berturut - turut hingga semua beban uji yang diberikan asisten dapat teruji.



Lembar Pengamatan Lembar Pengamatan Praktikum M-10 Modulus Puntir Kelompok Ke :



8



Praktikum Ke:



1



Anggota : 1. Moh Restu Septiawan 2. Lucky Daffa Hanif 3. Ahmad Rian Fajar 4. M. Rizki Abdul Hadi S. 5. Alfigo Jesviano



| 41120010091 | 41120010094 | 41120010095 | 41120010096 | 41120010097



Percobaan :  Panjang Batang yang Dipuntir (L) = 56 cm  Jari-jari batang yang Dipuntir (R) = 8,29 sekon  Jari-jari Roda P (r) = 14,005



No 1 2 3 4 5



Massa (gr) 500 gr 1000 gr 1500 gr 2000 gr 2500 gr



Derajat Puntiran (α) 10 13 14 17 18



X



Y



M (Kg) 0,5 Kg 1 Kg 1,5 Kg 2 Kg 2,5 Kg 𝜖𝑥 = 7,5 𝐾𝑔



ɞ (Rad) 0,175 π 0,227 π 0,244 π 0,297 π 0,314 π 𝜖𝑦 = 1,257 𝜋



X.Y 0,0875 0,227 0,366 0,594 0,785 𝜖𝑥 . 𝑦 = 2,0595



𝑋2 0,25 1 2,25 4 6,25 𝜖𝑥2 = 13,75



Tugas pendahuluan 1. Gambarlah grafik antara 𝜃𝑟𝑎𝑑 dengan m menurut teori Buktikan rumus (2) Jawab : 𝜎. 𝐹𝑞 = 𝜎.



G=



𝜏 𝑅



𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛



𝑅𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛



G= G=



σ.f 2π.R.σ.R R.θ L



σ.τ.L 2π.R3.σ.θ.R



G.2𝜋𝑅4. 𝜎. 𝜃 = σ. τ. L 𝑅



G.2𝜋. 𝜃 ∫0 𝑅4. 𝜎 = σ. τ. L G.2 𝜋.𝑅4.𝜃.= 𝜏. 𝐿 4



G=



2.𝜏.𝐿 𝜋.𝑅4.𝜃



(maka rumus 1 didapat) 𝜃 =



𝜋 180



.𝛼



Maka : G=



360.𝜏.𝐿 𝜋 2.𝑅 4.𝛼



2. Apa yang dimaksud elastisitas dan plastisitas. Jawab : a. Elastisitas (elasticity) adalah kemampuan (ability) dari benda padat untuk kembali ke bentuk semula segera setelah gaya luar yang bekerja padanya hilang/ dihilangkan. b. Plastisitas adalah Kemampuan suatu material untuk mengalami sejumlah deformasi plastis (permanen) tanpa mengalami kerusakan setelah tegangan yang diberikan dihilangkan.



3. Gambarkan grafik antara 𝜃𝑟𝑎𝑑 dengan m menurut teori



Radian (π) 0.35 0.3 0.25



Radian (π)



0.2 Radian



0.15 0.1 0.05 0 0.5



1



1.5



2



MASSA ( KG )



Titik patah Batas Elastisitas



m ( gr )



2.5



Tugas Akhir 1) Buatlah grafik antara θrad dengan m untuk tiap-tiapL 2) Buatlah grafik antara θrad dengan L untuk tiap-tiapm 3) Hitunglah harga G untuk tiap harga L dan hitunglah harga rata - rata 4) Bandingkan hasil yang saudara peroleh dari rumus (2) dengan G yang di dapat dari rumus grafik 5) Berilah kesimpulan dari percobaan saudara



Jawaban: 1. Grafik antara θrad dengan m untuk tiap-tiap harga L b = 𝑁.∑(x.y)−∑x.∑y 2 2 𝑁.∑x −(∑x)



= 5.2,0595−7,5.1,257 2 5.13,75−(7,5)



= 10,298−9,428=0,87 68,75 - 56,25 12,5



b = 0,0696



α = 1 (∑y − b∑x) 𝑁



= 1 (1,257 – 0,0696.7,5) 5



= 1 (1,257 – 0,522) 5



= 1 (0,735) 5



= 0,147 G=



360.𝑔.𝑟.𝐿 360.980.14,005.56



=



𝜋2.𝑅4.𝑏 3,142.8,294.0,0696



= 8,537x104



Tabel Persamaan: Y = bx +α Y = bx +α = 0,0696 x + 0,147



X ( massa) ( Kg)



Y = bx + a ( sudut puntiran )



Sumbu kordinat (x,y )



0,5 1 1,5 2 2,5



0,182 0,217 0,251 0,286 0,321



(0.5 , 0.182 ) (1 , 0.217 ) (1.5 , 0.251 ) (2 , 0.286 ) (2.5 , 0.321 )



0.6 0.5 0.4 Sudut Puntiran



0.3



L (M) 0.2 0.1 0 0.5



1



1.5



2



MASSA ( KG )



2.5



2.



Tabel Persamaan: Y = bx +α Y = bx +α = 0,0696 x + 0,147



X ( massa) ( Kg)



Y = bx + a ( sudut puntiran )



Sumbu kordinat (x,y )



0,5 1 1,5 2 2,5



0,182 0,217 0,251 0,286 0,321



(0.5 , 0.182 ) (1 , 0.217 ) (1.5 , 0.251 ) (2 , 0.286 ) (2.5 , 0.321 )



grafik antara θrad dengan L untuk tiap-tiap m 0.35 0.3 0.25 0.2 sudut Puntiran 0.15



Linear (sudut Puntiran)



0.1 0.05 0 0.5 ‘



1



1.5



2



MASSA ( KG )



2.5



3. Menghitung harga G lalu dirata ratakan G =360.𝑔.𝑟.𝐿



𝜋2.𝑅4.𝑏 G



=



360.𝑔.𝑟.𝐿 360.9,8.14,005.56 2



4



=



2



=



4



𝜋 .𝑅 .𝑏 3,14 .8,29 .0,0696



G1 = 360.980.14,005.56.500𝑔 =4,269𝑥10 2 4



7



(3,14) .(8,29) .0,0696



G2 = 360.980.14,005.56.1000𝑔 = 8,537𝑥10 2 4



7



(3,14) .(8,29) .0,0696



G3 =



360.980.14,005.56.1500𝑔 (3,14)2.(8,29)4.0,0696



= 12.80



𝑥107



G4 = 360.980.14,005.56.2000𝑔 = 17.07𝑥10 2 4



7



G5 = 360.980.14,005.56.2500𝑔 = 21.34𝑥10 2 4



7



(3,14) .(8,29) .0,0696



(3,14) .(8,29) .0,0696



G=



𝐺1+𝐺2+𝐺3+𝐺4+𝐺5 5



= 12,803𝑥107



4. Pembandingan Hasil Grafik dan hasil yangdiperoleh Rumus 2 Nilai G 12,803𝑥107



Rumus Grafik 8,537x104



5. Kesimpulan yang kami dapatialah 



Modulus Geser atau modulus Puntir adalah modulus yang menggambarkan perubahan benda yang elastis atau suatu konstanta yang menyatakan besarnya gaya yang diperlikan untuk memuntir suatu bahan per satu derajat. Pada percobaan ini terlihat pada saat batang ditambahkan beban maka batang tidak akan langsung kembali ke posisi awal, karena batang tersebut mempunyai daya elastisitas sehingga dapat dibebani, partikel partikel pada batang tersebut bertambah.







Puntiran diteruskan ke Arah memanjang maksudnya adalah bahwa semua tempat sepanjang batang rentan mengalami puntiran. Hal ini disebabkan karena setiapbatang memiliki daya elastisitasnya masing-masing. Semakin mendekati beban maka daya puntiran batang akan semakin besar. Hal ini ditandai dengan sinpangan pada busur derajat akan semakin besar bila mendekati beban.



BAB II BANDUL MATEMATIS



Tujuan Praktikum Mengukur besar percepatan gravitasi (g) dengan menggunakan simple pendulum



Alat - Alat o Set alat bandulmatematis o Stopwatch o Mistar Teori Bila suatu bandul diberi simpangan sudut dari posisi setimbang dan kemudian dilepas, maka pendulum(bandul) itu akan bergerak harmonik. Bila e “cukup kecil” maka periode ayunannya adalah



Dimana: l= Panjang tali g= Percepatan gravitasi di tempat percobaan



Cara Kerja 1. Pengambilan



data



dilakukan



sebanyak



30cm, 27cm, 24cm, 21cm,dan 18cm



5



kali



percobaan



dengan



pengujian



tali



2. Memasang tali pada ujung penyangga bandul kemudian memasang beban besar yang diberikan asisten dengan panjang tali yangdiberikan 3. Memberikan simpangan sudut (sepanjang 10cm) atau 45° 4. Melepaskan beban tersebut dan membiarkan mengayun sebanyak 20 kaliayunan. 5. Catat waktu yang ditempuh selama 20 kali ayunan tersebut ke dalam forum pengambilan data yang sudah diberikanasisten 6. Catat waktu yang telah terukur ke dalam form pengambilandata 7. Melakukan langkah 3 s/d langkah 7 sampai percobaan yang terakhir yaitu dengan panjang tali 18 cm 8. Melakukan hal yang sama yaitu langkah 1 s/d langkah 7 dengan mengganti beban yang lebih kecil yang telah disediakan olehasisten



Lembar Pengamatan Percobaan II (BANDUL BESAR)



Percobaan dilakukan sebanyak 20 kali ayunan Panjang No



Tali/l (cm)



Waktu/t (detik)



X



Y



l(cm)



T2



Periode/T



x2



x.y



1



38



30,22



1,511



38



2,283



86.754



1444



2



35



29,47



1,473



35



2,169



75.915



1225



3



32



28,38



1,419



32



2,013



64.416



1024



4



29



27,36



1,368



29



1,871



54.259



841



5



26



26,54



1,327



26



1,761



45.786



676



∑x=120 ∑y=10,097 ∑x.y=327,130



Ket: T = t/n t = waktu



∑x2=5210



n=banyaknya ayunan



TugasPendahuluan 1. Turunkan Rumus, periode ayunan sederhana dapatditulis: T= 2∏√𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 /𝑔𝑎𝑦𝑎 𝑏𝑎𝑙𝑖𝑘 𝑝𝑒𝑟 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑎𝑛𝑝𝑎𝑛𝑗𝑎𝑛𝑔 2. Apa yang dimaksud dengan gerak harmonis sederhana (simple pendulummotion) 3. Secara matematis,ramalkan bentukgrafiknya



Jawaban: massa



1. T = 2π√



gaya balik persatuan panjang



Jawab : 𝑀



T



= 2𝜋√



𝑇2



=



F



= 4𝜋



f



= 1/T



f



= 1 √ (Rumus 2)



𝐹 𝑀 4𝜋2 𝐹 𝑀 2 𝑇



(Rumus 1)



F



2π M



2. Gerak harmonis sederhana adalah benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana yang memiliki periode alias waktu (yang dibutuhkan oleh benda untuk melakukan satu gerakan secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik dilepaskan sampai kembali lagi ke titiktersebut. 3. Jika l semakin panjang maka pasti memiliki periode T 2 yang semakin besar. Jika l adalah x dan T2 adalah y, maka dapat diramalkan bahwa grafiknya naik ke atas. b=



𝑁.∑(x.y)−∑x.∑y 𝑁.∑x2−(∑x)2



b = 5 . 327.130−160 .10,097 5 . 5210 −(160)2 20.13 = 26050 - 25600



=20.13 450



= 0.0447 α = 1 (∑y − b∑x) 𝑁 = 1/5 (10,097 – 0.0447.160) = 1/5 (10,097 – 7.157) = 1/5 (6,008) = 2.94



Tabel Persamaan Y=bx+a Y=bx+a Y= 0.0447x + 2.94 X(meter)



Y=bx+a



Sumbu koordinat (x),(y)



0.38



2.957



(0.38),(2.957)



0.35



2.955



(0.35),(2.955)



0.32



2.954



(0,32),(2.954)



0.29



2.953



(0.29),(2.953)



0.26



2.951



(0.26),(2.951)



GRAFIK



Grafik Bandul Matematis 3.25 3.2 3.15



T2 ( Periode )



3.1 3.05 3 2.95 2.9 2.85 2.8 2.75 0.26



0.29



0.32



0.35



0.38



L ( Meter )



TugasAkhir 1. Dengan melihat grafik antara l dan T2,hitunglah besar percapatan gravitasi di tempatsaudara 2. Bandingkan hasil saudara peroleh dari rumus (3,1) dengan g yang di dapat dari rumusgrafik 3. Mengapa simpangan yang diberikan haruskecil? 4. Hal apa yang menyebabkan kesalahan pada percobaansaudara? 5. Berikan kesimpulan dari percobaanini!



Jawaban: 1. g = = 4∏/b = 4(3,14)2 / 0.047 = 882.3 cm/s2 = 8.823 m/s2 2. Dengan menggunakan rumus(3.1)



G= 4∏2l/T2 Percepatan Gravitasi pada bandul kecil:



g(m/s2)



l (m) 0,38



6,564



0,35



6,363



0,32



6,267



0,29



6,112



0,26



5,822 ∑g = 31.128



g=



∑g /5 = 31,128 / 5 = 6.2556 m/s2



hasil g menggunakan rumus grafik: g = 4∏/b = 4(3,14)2 / 0,0447 = 882,3 cm/s2 = 8.82 m/s2 3. Agar periode waktu yang diperoleh semakin kecil. Karena simpangan dan periode berbanding lurus, jadi jika simpangan sudutnya kecil maka periodenya pun akan semakinkecil.



4. Hal-hal yang mengakibatkan kesalahan dalampercobaan:  Kurang tepatnya cara melepas bandul sehingga gerakan ayunan menjadimiring.  Pengukuran waktu yang kurang tepat, ketika melepas bandul dan menekan tombol stopwatch  Kurangnya tepatnya pemberian simpangan sudut sesuai yang di tentukan yaitusebesar 45°. 5. Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa semakin panjang tali yang digunakan untuk menggantungkan bandul maka semakin besar pula nilai periode dan waktu. Selain itu, semakin berat beban yang digunakan, maka semakin cepat percepatan gaya gravitasinya dan begitu pula dengan periodenya. Karena beban dan gravitasi saling berhubungan dan tegak lurus. Apabila sebuah bandul matematis dan bandul fisis digantung kemudiandiberi



simpangan kecil, maka bandul akan berayun dan melakukan gerakan harmonis sederhana. Dengan dasar gerakan harmonis ini maka dapat dihitung besarnya percepatan gravitasi bumi di tempat di mana percobaan dilakukan, dengan cara mengukur panjang tali dan periode pada bandul matematis. Massa bandul tidak berpengaruh pada besarnya percepatan gravitasi sedangkan panjang tali berbanding terbalik dengan kuadrat periode.



BAB III TETAPAN GAYA PEGAS DAN PERCEPATAN GAYA GRAVITASI



TujuanPratikum 



Menangkapkan hukum hooke untuk sebuahpegas







Mengukur percepatan gravitasi dengan getaran sebuahpegas



Alat dan bahan 



Stopwatch







Penyanggabeban







Statip







Pegas







Mistarukur



Landasanteori



1. Bila sebuah pegas dibebani sebuah gaya,maka perpanjangan pegas akan sebanding dengan gaya itu ( selama modulus elastis pegas belumdilampaui) Menurut Hukum Hooke : F



=K.X .................. (1)



K



= Tetapan gayapegas



X



= Pertambahanpanjang



2. Grafik antara gaya F dan perpanjangan X merupakan garis lurus.dengan garis itu dapat dicari hargaK 3. Pegas digantungi suatu beban dan beban itu ditarik melampui titik setimbangnya.kemudian dilepaskan.pegas tersebut akan begetar dengan waktu getar: = 2𝜋√𝑀′/𝐾 Dimana : T



: waktu getarpegas



M’



: Total masa yang bekerja pada pegas



K



: Tetapan gayapegas



4. Disisi M’ merupakan masa total yang menyebabkan gaya pegasM’= Mbeban + Mpegas + Member + Mpegas dengan f = harga antara 0 dan 1 jadi: T2 = 4112( Mbeban + Mpegas + Member +Mpegas) ................ (3) 𝑘



5. Grafik antara T² dan M beban merupakan garis lurus,dengan grafik ini dapat dicariharga 6. Harga k ini dapat digunakan untuk menghitungf



1. Dengan mempergunakan analogi getaran pada pegas,maka waktu getaran dapat ditulis sebagai berikut: T =2𝜋√



𝑖 ................................



(4)



2𝑔



I = panjangpegas g = percepatan gravitasi 2. Dengan mengukur T dan I dapat dihitungg Grafik: Langkah-langkah membuat grafik : 1. Hitung gradien dengan rumus : b =∑(𝑋.𝑌)−∑𝑋.∑𝑌



𝑁.∑𝑋2−(∑𝑌)2



2. Tentukan titik potong kurva dengan : a = 1 (∑𝑌 − 𝑏.∑𝑥) 𝑁



3. Persamaan garis : y = bx +a



Cara kerja A. Hukum Hooke 1. Gantungkan penyangga beban pada pegas dan ukur Panjang pegas dan catat pada form pengambilan data sebagai Lo. 2. Masukan keeping beban pada penyangga beban dan ukur pertambahan panjangnya dan kemudian hasilnhya dicatat pada form pengambilandata. 3. Tambahkan beban pada ember berturut-turut (sesuai dengan pengarahn dari asisten) dan ukur masing-masing pertambahan panjangnya dan di catat pada form pengambilan data.



B. Periode Getaran 1. Pasang beban awal (sesuai instruksi dengan asisten ) lalu Tarik pegas ke bawah sejauh jarak yang ditentukan. 2. Lepaskan beban dan menghitung 20 kali getaran. 3. Catat waktu yang ditempuh sebanyak 20 kali getaran tersebut dan di catat pada form pengambilan data 4. Lepaskan beban 5. Menghalangi Langkah kerja kedua sampai dengan Langkah kelima terhadap beban dengan penambahan beban sesuai instruksi.



Lembar pengamatan Percobaan I (Hukum Hooke) Panjang awal pegas (L0) = 14



No.



Massa (kg)



Panjang



X



Y



pegas/l (cm)



L – L0



F = m.g



x.y



X2



1.



0,05



15,5



1,5



0,49



0,735



2,25



2.



0,1



16,5



2,5



0,98



2,45



6,25



3.



0,15



17,5



3,5



1,47



5,145



12,25



4.



0,2



18,5



4,5



1,96



8,82



20,25



5.



0,25



19,5



5,5



2,45



13,475



30,25



* g = 9,8 m/s2



Percobaan II (Getaran Pegas) Percobaan dilakukan sebanyak 20 kali getaran No. Massa



Waktu/t Periode/



(gr)



(detik)



X



Y



x.y



X2



T Massa/M T2



1.



50



19,34



0,96



0,05



0,9216



0,04608



0,0025



2.



100



20,53



1,02



0,1



1,0404



0,10404



0,001



3.



150



20,97



1,04



0,15



1,0816



0,16224



0,0225



4.



200



21,81



1,09



0,2



1,1881



0,23762



0,04



5.



250



22,84



1,14



0,25



1,2996



0,3249



0,0625



*T = t/n



Tugas Pendahuluan 1.



Buktikan rumus yang digunakan dalam percobaan ini Jawab 1.



F = k.x… ...................................(1) k = tetapan gaya pegas x = pertambahan panjang 𝑇 = 2𝜋√𝑀1/𝐾…………………...(2) T



= Waktu getar pegas



M’



= Total massa yang bekerja pada pegas



K



= Tetapan gaya pegas



M’ merupakan massa total yang menyebabkan gaya pegas. M’ = Mbeban + Member + Mpegas dengan f = antara 0 dan 1 Jadi : 𝑇2 =



4𝜋2 𝑘



(Mbeban + Member + Mpegas) ........................................ (3)



Dengan menggunakan analogi getaran pada pegas, maka waktu getar dapat ditulis sebagai berikut: 𝑇 = 2𝜋√𝑙/2𝑔…………………...(4)



l = panjang pegas g = percepatan gravitasi



Menghitung gradien dengan rumus: b = 𝑁



∑(𝑋𝑦)−∑ 𝑥.∑ 𝑦 2



𝑁 ∑ 𝑋 −(∑ 𝑦)2



Menentukan titik potong kurva dengan : a = 1 (∑ 𝑦 − 𝑏 ∑ 𝑥) 𝑁



Persamaan garis : y = bx + a



2.



Apa yang dimaksud dengan Hukum Hooke Jawab :



Hukum Hooke adalah perbandingan tegangan dan regangan pada deformasi elastis, dan memiliki rentang keabsahan yang terbatas. Suatu pegas jika ditarik oleh tangan, maka tangan akan merasakan adanya tarikan dari pegas. Jika pegas ditekan oleh tangan, maka tangan akan merasakan dorongan dari pegas. Gaya tersebut dinamakan gaya pemulih, karena cenderung akan memulihkan atau mengembalikan pegas ke keadaan awalnya. Besar gaya pemulih yang dilakukan oleh pegas dinyatakan dengan hukum Hooke. Gaya pemulih ini sebanding dengan pertambahan pegas.



Tugas Akhir 1.



Gambarlah grafik antara F(gaya) dan x(perpanjangan) X



Y



L – L0



F = m.g



1,5



0,49



2,5



0,98



3,5



1,47



4,5



1,96



5,5



2,45



2.



Hitung k dari grafik ini Jawab : F = k.x k = F/x x = ∆𝑙 = L- L0



3.



∆𝑙(m)



F = m.g



k = F/ ∆𝑙



0,015



0,49



32,66



0,025



0,98



39,2



0,035



1,47



42



0,045



1,96



43,55



0,055



2,45



44,54



Gambarlah grafik dari T2 dan Mbeban Jawab : Banyaknya getaran : 20 kali Jumlah percobaan : 5 kali



Beban



Waktu/t Periode/



(gr)



(detik)



T2



T



50



19,34



0,96



0,92



100



20,53



1,02



1,04



150



20,97



1,04



1,08



200



21,81



1,09



1,18



250



22,84



1,14



1,29



Hitung k dari grafik ini Jawab : 𝑇2 =



4𝜋2



Mbeban, jadi rumusnya menjadi 𝑘 =



4𝜋2𝑀𝑏𝑒𝑏𝑎𝑛



𝑘



k1 =



4 × 3,142×50𝑔𝑟



= 2143,39 gr/s2



0,92 𝑠2



k2



=



k3



=



k4



=



k5



=



4 × 3,142×100𝑔𝑟



= 3792,15 gr/s2



1,04 𝑠2 4 × 3,142×150𝑔𝑟



= 5477,55 gr/s2



1,08 𝑠2 4 × 3,142×200𝑔𝑟



= 6684,47 gr/s2



1,18 𝑠2 4 × 3,142×250𝑔𝑟



2



= 7643,10 gr/s 1,29 𝑠2 𝑘1+𝑘2+𝑘3+𝑘4+𝑘5



k rata-rata =



5



= 5148,13 gr/s2



𝑇2



4.



Bandingkan antara harga k(poin 2) dan k(poin 4). Tentukan cara mana yang lebih baik. Jawab : Cara nomor 2 dan cara nomor 4 menghasilkan nilai k yang sangat berbeda .



5.



Hitunglah harga g pada percobaan II Jawab : 𝑙



𝑇 = 2𝜋√



, untuk mencari g menjadi 𝑔 = 4



2𝑔



𝑔1 = 𝑔2 = 𝑔3 = 𝑔4 = 𝑔5 =



6.



4𝜋2𝑙 𝑇2



=



4𝜋2𝑙 𝑇



= 2



4𝜋2𝑙 𝑇2



=



4𝜋2𝑙 𝑇



= 2



4𝜋2𝑙 𝑇



= 2



4 × 3,142×0,155



𝜋 2𝑙 𝑇2



= 6,64 meter/detik2



0,92 4 × 3,142×0,165



= 6,25 meter/detik2



1,04 4 × 3,142×0,175



= 6,39 meter/detik2



1,08 4 × 3,142×0,185



= 6,18 meter/detik2



1,18 4 × 3,142×0,195



= 5,96 meter/detik2



1,29



Berikan kesimpulan dari percobaan ini. Jawab :



Pegas akan bertambah panjang karena diberi beban searah gravitasi. Semakin berat beban maka semakin besar perpanjangan pegas (∆L). Berat beban juga memberikan pengaruh terhadap getaran pegas dan berbanding lurus dengan waktu yang ditempuh setiap getarnya.



BAB IV MODULUS ELASTISITAS



Tujuan pratikum Menentukan modulus elestisitas (E) dari beberapa zat padat dengan pelenturan



Alat alat yang digunakan 1. Kaitdengantumpuan yang dilengkapi dengan garis rambut (K) 2. Tumpuan (T) 3. Beban dan dudukan beban (B) 4. Skala dengan cermin (S) 5. Batang yang akan diukur E nya (R) Teori Sebuah batang R diletakkan diatas dua titik tumpu T dan dipasangkan kait K di tengah-tengah batang tersebut,kemudian pada kait K diberikan beban B yang berubah-ubah besarnya. Pada K terdapat garis rambut G yang di belakangnya dipasangkan skala S dengan cermin di sampingnya. Bila B ditambah atau dikurangi maka G akan turun/naik kedudukan G dapat dibaca pada skala S. Untuk mengurangi kesalahan pembacaan,maka pembacaan dilakukan supaya berimpit dengan bayangannya pada cermin.



Bila pelenturan = (f) pada penambahan benda maka : f



=B.l



3



48.E.I



= B.l



3



4.E.b.h



Dimana : E



=Modouluselastisitas



b



= Lebarbatang



(4.1)



l



= Panjangbatang



I



= Moemen Inersia batang terhadap garisnetral



h



= Tebalbatang



f



= Pelenturan



Grafik : Langkah-Langkahmembuatgrafik



:



1. Hitung gradiendenganrumus:



b = N.∑(X.Y)−∑X.∑Y



N.∑X2−(∑X) 2



2. Tentukan titik potong kurva dengan : a = 1.(∑Y − b.∑X) N



3. Persamaangaris 4. RumusGrafik



: y = bx+a :E=



3



l 4.b



.h3.b



CaraKerja 1. Mengukur panjang batang dari beberapabeban. 2. Mengukur lebar dan tebal batang dari beberapabeban 3. Menimbangmasing-masingbebanB 4. Mengatur jarak titik tumpu sejauh 80 cm dengan jarak kanan dan kiri sama terhadap skala baca 5. Meletakkan batang uji I (tebal) dan memberinya beban awal yang diberikan asisten, kemudian mengukur kelenturan yang dihasilkan dan catat dalam form pengambilandata. 6. Tambahkan beban uji,lalu catat lagi hasil kelenturan yang di dapat kedalam form pengambilan data. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali. 7. Lalu lakukan pengukuran dengan batang uji II (sedang) dengan melakukan hal yang sama pada point 4s/d point6



Lembar Pengamatan Percobaan I (Kayu I)  Lebar Batang (b) = 10,5 cm  Tebal Batang (h) = 12,9 cm  Panjang Tumpuan (l) = 88 cm  Kelenturan awal kayu (fo) = 12 cm No 1 2 3 4 5



Massa (gr) 200 gr 500 gr 700 gr 1000 gr 1500 gr



Kelenturan F 12,1 12,3 12,5 12,9 13,1



X M (Kg) 0,2 0,5 0,7 1 1,5 𝛴𝑥 = 3,9



Y f = F - fo 0,1 0,3 0,5 0,9 1,1 𝛴𝑦 = 2,9



X.Y



𝑋2



0,02 0,15 0,35 0,90 1,65 𝛴𝑥 . 𝑦 = 3,07



0.04 0.25 0.49 1 2.25 𝛴𝑥2 = 4,03



Percobaan II (Kayu II)  Lebar Batang (b) = 10,9 cm  Tebal Batang (h) = 10,9 cm  Panjang Tumpuan (l) = 88 cm  Kelenturan awal kayu (fo) = 12 cm No 1 2 3 4 5



Massa (gr) 500 gr 1000 gr 1500 gr 2000 gr 2500 gr



Kelenturan F 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5



X



Y



M (Kg) 0,5 1 1,5 2 2,5 𝛴𝑥 = 7,5



f = F - fo 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 𝛴𝑦 = 1,5



X.Y



𝑋2



0,05 0,20 0,45 0,80 1,25 𝛴𝑥 . 𝑦 = 2,75



0,25 1 2,25 4 6,25 𝛴𝑥2 = 13,75



Tugas Pendahuluan 1. Berilah definisi tentang modulus young Jawab : Modulus Young didefinisikan sebagai rasio tegangan dalam sistem koordinat Kartesius terhadap regangan sepanjang aksis pada jangkauan tegangan di mana hukum Hooke berlaku.



2. Tentukan dimensi dan satuan dari E dan L Jawab : E = Modulus Young 



Dimensi



= M.L.Tˉ².L/L².L=M.Lˉ¹.Tˉ²







Satuan



= N/mm2(MPA)



L = Panjang 



Dimensi



=L







Satuan



=m



3. Buktikan rumus-rumus diatas Jawab : Kayu I Dik



: B2 = 0,2 kg f2 = 2 mm (0.2 cm) B3 = 0,3 kg f3 = 4 mm (0.4 cm) B4 = 0,4 kg f4 = 6 mm (0,6 cm) B5 = 0,5 kg F5 = 8 mm (0,8 cm)



Ditanyakan : E1,E2,E3,E4,E5 ? Jawab : E1 = 4.096.000.000 gr/cm E2 = 5.120.000.000 gr/cm. E3 = 2.560.000.000 gr/cm. E4 = 1.706.666.667 gr/cm. E5 = 1.280.000.000 gr/cm. E rata-rata = 2.952.533.333 gr/cm



Kayu 2 Diketahui : 



l = 80 cm







b = 1,05 mm ( 0,1 cm )







h = 1,15 mm ( 0,115 cm )







B1 = 0,5 kg







f0 = 8 cm







f1 = 0,5mm ( 0,05 cm )







B2 = 0,6 kg







f2 = 1 mm ( 0,1 cm)







B3 = 0,7 kg







f3 = 1,5 mm ( 0,15 cm)







B4 = 0,8 kg







f4 = 2 mm ( 0,2 cm )







B5 = 0,9 kg







f5 = 2,5 mm ( 0,25 cm )



Jawab : E1 = 4.096.000.000 gr/cm E2 = 5.120.000.000 gr/cm. E3 = 2.560.000.000 gr/cm. E4 = 1.706.666.667 gr/cm. E5 = 1.280.000.000 gr/cm. E rata-rata = 2.952.533.333 gr/cm



Tugas Akhir 1. Buatlah grafik antara f (m) dengan beban (kg) Percobaan 1 :  Tabel Data Massa (gr) 200 gr 500 gr 700 gr 1000 gr 1500 gr



No 1 2 3 4 5



X M (Kg) 0,2 0,5 0,7 1 1,5 𝜖𝑥 = 3,9



Y F 12,1 12,3 12,5 12,9 13,1 𝜖𝑦 = 62,9



Grafik



Grafik Modulus Elastisitas Percobaan 1 1.5



f (cm)







Kelenturan f = f - fo 12,1 12,3 12,5 12,9 13,1



0.9



1 0.5



0.1



0.3



1.1



0.5



0 0.2



0.5



0.7



Massa (Kg) Grafik Percobaan 1



1



1.5



Percobaan 2 :  Tabel Data No 1 2 3 4 5







Massa (gr) 500 gr 1000 gr 1500 gr 2000 gr 2500 gr



Kelenturan f = f - fo 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5



X M (Kg) 0,5 1 1,5 2 2,5 𝜖𝑥 = 7,5



Y f 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5 𝜖𝑦 = 61,5



Grafik



Grafik Modulus Elastisitas Percobaan 2 0.6 0.5 0.5 0.4



f (cm)



0.4



0.3



0.3 0.2



0.2 0.1



0.1 0 0.5



1



1.5



2



2.5



Massa (Kg) Grafik Percobaan 2



2. Bandinganlah hasil yang diperoleh dari rumus (3-1) dengan E yang didapat dari rumus grafik Jawab :  Rumus Gradien b= b= b= b=



N ∑(Xy) − ∑ x. ∑ y N ∑ X2 − (∑ y)2 5 ∑(2,75) − ∑ 7,5. ∑ 1,5 5 ∑ 752 − (∑ 1,5)2 5(2,75) − (7,5.1,5) 5(75) 13,47 − 11,25



b = 0,0052



375



1. Kesimpulan dalam percobaan ini : o Setiap bahan memiliki sifat elastisitas yang berbeda tergantung dengan kerapatan dan kelenturanbahan o Besarnya modulus elastisitas dipengaruhi oleh beberapa factor yaitu jenis bahan, panjang penyangga, dan berat benda



BAB V Pengukuran Benda Padat Tujuan Praktikum Praktikum ini bertujuan untuk : 1) Mempelajari dan menggunakan alat-alat ukur 2) Menentukan volume dan masa jenis zat padat 3) Menentukan teori ketidakpastian Alat – alat yang digunakan 1. Mikrometer Skrup



6. Bangku Penumpu



2. Jangka Sorong



7. Balok Kuningan



3. Neraca Teknis



8. Balok Coklat



4. Bejana Gelas



9. Balok Silver



5. Thermometer Teori Volume zat padat dapat ditentukan dengan dua cara yaitu pengukuranlangsung dan



pengukuran tak langsung.Pengukuran langsung merupakan metode dengan melakukan pengukuran dimensi (panjang, lebar, tinggi, dan lain lain)terhadap benda, sedangkan pengukuran tak langsung merupakan metodedinamis dengan menggunakan prinsip archimides sebagai acuannya. Volume benda padat dapat ditentukan dengan mengurangi massa benda diudara dengan massa benda di dalam air dan massa jenis zat padat dapatditentukan dari volume dan massa zat padat tersebut. Alat yang digunakan dalam pengukuran : a. Jangka Sorong Jangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai 1/100milimeter. Jangka sorong berfungsi untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengancara dihapit, untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa) dengan cara diulur b. Mikrometer Skrup Mikrometer Skrup mempunyai tingkat ketelitian hinggan 0,01 mm. Penggunaan



mikrometer



berfungsi



untuk



mengukur



panjang/ketebalan/diameter dari benda-benda yang cukup kecil seperti lempeng baja, aluminium, diameterkabel, dan masih banyak lagi. c. Neraca Teknis Neraca teknis hanya memiliki ketelitian0,01 gram. Karena ketelitiannya yang rendah neraca ini biasanya hanyadipakai untuk menimbang zat atau benda yang tidak memerlukan ketelitianyang tinggi. d. Hukum Archimedes Setiap benda yang dicelupkan sebagian atau seluruhnya ke dalamfluida (air/gas) akan mendapat gaya keatas sebesar besar zat cair yangdipindahkan, dijabarkan oleh Archimedes yang disebut Hukum Archimedes. Hukum ini selain untuk menghitung volume juga dapat untuk mengukur massa jenis zat cait atau zat padat. 𝐹𝐴 = 𝑉𝑏. 𝑝𝑓. 𝑔 Keterangan :  𝐹𝐴 = gaya ke atas (gaya angkat Archimedes) (Newton) 



𝑉𝑏 = volume benda yang tercelup dalam fluida (𝑚3)







𝑝𝑓 = massa jenis fluida (kg/𝑚3)







g = percepatan gravitasi (m/𝑠2)



Cara Kerja A. Cara Statis 1. Diukur panjang dan lebar benda padat dengan tempat yang berlainan. Dibuat hasil pengukuran dalam bentuk tabel masing-masing sendiri. 2. Diukur tebalnya dengan mikrometer skrup juga seperti nomor 1. 3. Ditentukan massa benda padat dengan cara menimbang cukup sekali saja. 4. Dicatat suhu ruangan pada awal dan akhir percobaan. 5. Diukur benda padat yang lain dengan harga rata-rata masing-masing penyimpangan.



B. Cara Dinamis 1. Ditentukan massa benda padat dengan cara menimbang. 2. Ditimbang ke dua kali benda tersebut dengan digantungkan pada tali tipis. 3. Ditimbang ke tiga kali benda yang telah tergantung tersebut terendam seluruhnya di dalam air. Dimana benda tak menyentuh dasar bejana. 4. Diulangi seluruh pengukuran tersebut di atas untuk benda padat yang lain.



Lembar Pengamatan Lembar Pengamatan Praktikum Pengukuran Benda Padat Percobaan : No 1



Massa (gram)



Jenis Block



2



Balok Kuningan Balok Coklat



3



Balok Silver



Panjang (cm) P1



P2



P3



Lebar (cm) Pr



L1



L2



L3



Tebal (cm) Lr



T1



T2



T3



Tr



50,4



3,15 3,21 3,07 3,14 1,96 2,00 1.98 1.98 1,00 1,1



47,2



3,21 3,17 3,00 3,13 1,99 2,00 1.98 1,99 1.99 1,98 0.98 0,98



16,2



3,00 3,00 3,00 3,00 2,00 3



2,00 2,00 1,00 1,00 0,98 0,99



Tugas Akhir 1. Hitunglah massa jenis dari masing masing benda 2. Sebutkan dan jelaskan kategori massa jenis pada tiap benda



berdasarkan perhitungan massa jenis yang diperoleh Jawab: 1. ρ = m / v v=p.l.t - Balok Kuning



V=3,14 X 1,98X 1,00 V= 6,2172 ρ=m/v ρ = 50,4/6,2172 ρbalokkuningan = 8,10 J



- Balok Coklat



V=3,13 X 1,99 X 0,98 V= 6,1041 ρ=m/v ρ = 47,2/6,1041 ρbalokcoklat =288,11 J - Balok Silver V=16,2 X 2,00X 0,99 V= 32,076 ρ=m/v ρ = 16,2/32,076



1,00 1,00



ρbaloksilver=0,50 J



2.



Berdasarkan Perhitungan dan pengamatan yang kami lakukan di dapatkan hasil bahwa balok kuningan memiliki massa jenis yang paling besar disbanding 2 balok lainnya. Sementara, balok silver memiliki massa jenis yang paling kecil.



DAFTAR PUSTAKA 



Arisworo, Djoko. Dkk. 2006 fisika dasar Jakarta;Grafindo. MediaPratama







Giancoli,2011. Fisika Jilid 2. Jakarta:Erlangga







Modul Praktikum Disika Dasar Meruya, Jakarta Barat: LaboratoriumFisika Dasar_Fakultas Teknik_Universitas Mercu Buana







Halliday 1978. Fisika Jilid 2. Jakarta:Erlangga