Laporan Kesetimbangan [PDF]

Citation preview

I.



Tujuan Menentukan bahwa titik berat pusat massa benda luasan terletak pada garis berat melalui pengamatan/percobaan.



II.



Dasar Teori Sebuah benda tegar berada dalam keadaan seimbang mekanis bila,relative terhadap suatu kerangka acuan inersial 1. Percepatan linier pusat massanya nol. 2. Percepatan sudutnya mengelilingi sembarang sumbu tetap dalam kerangka acuan ini juga nol. Persyaratan di atas tidak mengharuskan benda tersebut dalam keadaan diam, karena persyaratan pertama membolehkan benda bergerak dengan kecepatan pusat massanya konstan, sedangkan persyaratan kedua membolehkan benda berotasi dengan kecepatan sudut rotasi yang konstan juga. Bila benda benarbenar diam (relatif terhadap suatu kerangka acuan), yaitu ketika kecepatan linier pusat massanya dan kecepatan sudut rotasinya terhadap sembarang sumbu tetap, bernilai nol keduanya, maka benda tegar tersebut dikatakan berada dalam keseimbangan statik. Bila suatu benda tegar berada dalam keadaan seimbang statik, maka kedua persyaratan di atas untuk keseimbangan mekanik akan menjamin benda tetap dalam keadaan seimbang statik. Persyaratan pertama ekuivalen dengan persyaratan bahwa total gaya eksternal yang bekerja pada benda tegar sama dengan nol Sedangkan persyaratan kedua ekuivalen dengan persyaratan bahwa total torka eksternal yang bekerja pada benda tegar sama dengan nol Dalam kasus ini yang akan ditinjau hanyalah keseimbangan benda tegar di dalam pengaruh gaya eksternal yang konservatif. Karena gayanya adalah gaya konservatif, maka terdapat hubungan antara gaya yang bekerja dengan energi potensialnya, Keadaan seimbang terjadi ketika nilai Fx = 0, kondisi ini tidak lain adalah syarat titik ekstrem untuk fungsi energi potensial U(x). Andaikan saja titik seimbang ini kita pilih sebagai posisi x = 0. Fungsi energi potensial dapat diekspansikan Bila a2 > 0 maka pergeseran kecil dari titik seimbang, memunculkan gaya yang mengarahkan kembali ke titik seimbang. Keseimbangan ini disebut keseimbangan stabil. Bila a2 > 0 maka pergeseran sedikit dari titik seimbang, memunculkan gaya yang menjauhkan dari titik seimbangnya. Keseimbangan ini disebut keseimbangan labil. Bila a2 = 0 maka pergeseran sedikit dari titik seimbang tidak memunculkan gaya. Keseimbangan ini disebut keseimbangan netral. Suatu benda tegar dapat mengalami gerak translasi (gerak lurus) dan gerak rotasi.Benda tegar akan melakukan gerak translasi apabila gaya yang diberikan pada bendatepat mengenai suatu titik yang disebut titik berat. Benda akan seimbang jika pasdiletakkan dititik beratnya.Titik berat merupakan titik dimana benda akan berada dalam keseimbangan rotasi(tidak mengalami rotasi). Pada saat benda tegar mengalami gerak translasi dan rotasisekaligus, maka pada saat itu titik berat akan bertindak sebagai sumbu rotasi dan lintasangerak dari titik berat ini menggambarkan lintasan gerak translasinya.Untuk benda yang berbentuk garis (satu dimensi), letak titik beratnya berada ditengahtengah garis. Misalkan sebuah kawat dengan panjang6m, maka titik beratnya berada pada jarak 3m dari ujungnya.Letak atau posisi titik berat yaitu terletak pada perpotongan diagonal ruang untuk benda homogen berbentuk teratur,dan terletak pada perpotongan garis kedua garisvertikal untuk benda sembarang.



III.



Alat dan bahan       



IV.



Kardus/kertas tebal Gunting Benang Jarum/paku Statip Pensil Sterofom



Langkah Kerja 1. Siapkan kertas yang yang agak tebal, dan potong kertas tersebut menjadi suatu bentuk yang tidak beraturan 2. Setelah jadi, berikutnya adalah membuat lubang pada sisi-sisi bidang kertas tersebut menggunakan paku(3 lubang) diameter lubang yang dibuat harus lebih besar dari diameter paku, lalu beri nama pada tiap masing-masing titik lubang missal titik pertama A, kedua B, dan ketiga C 3. Siapkan sterofom, pasang tali pada pangkal paku lalu masukkan paku (bagian ujung paku) pada lubang pertama A sehingga menembus pada sterofom dan pasang beban juga pada ujung tali yang lain 4. Lalu diamkan beberapa saat sampai tali dan paku tidak bergerak dalam keadaan itulah dibuat garis mengimpit garis lurus yang terbentuk oleh benang tersebut 5. Lakukan langkah 3 dan 4 untuk titik lubang pada B dan C 6. Setelah melakukan langkah 5 dari situ kita mendapatkan titik perpotongan tiga garis tersebut yang merupakan titik berat dari benda tersebut. 7. Kemudian potong benda tersebut berdasarkan titik A atau B atau C. 8. Setelah dipotong, maka akan ada 2 bidang benda. Buat 3 lubang lagi seperti langkah ke 2 pada kedua bidang tersebut lalu lakukan hal yang serupa seperti langkah 2, 3, dan 4 9. Kita dapat menentukan titik berat dari kedua bidang benda tersebut 10. Setelah itu pasang dan satukan kembali dua bidang benda tersebut sesuai dengan garis-garis yang telah dibuat untuk menentukan titik berat yang pertama tadi. 11. Tancapkan paku atau benda yang lain. Amati apa yang terjadi?



.



V.



Pembahasan. Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan semua benda baik benda yang beraturan atau tidak beraturan memiliki titik berat dan pusat massa. Titik berat suatu benda tidak selalu berada di tengah bidang. Titik berat hasil perhitungan dengan hasil pengukuran hasilnya berbeda hal itu disebabkan karena benda tersebut memiliki rongga. Contoh penggunaan titik berat dalam kehidupan sehari-hari adalah jungkat-jungkit, pemikul barang, timbangan dan lain-lain.



VI.



Kesimpulan. Benda luasan apapun baik yang beraturan maupun tidak beraturan , memiliki titik berat dan pusat massa. Hal tersebut tidak mungkin akan sama letaknya antara satu sama lain. Walaupun, benda yang diamati sama yakni benda beraturan namun tidak akan sama antara garis berat , misal : segitiga dan bujursangkar , tidak akan diperoleh letak yang sama walapun keduanya benda beraturan.



LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA TITIK BERAT BENDA TAK BERATURAN



Disusun oleh 1. Adjie Prakoso 2. Irwan Suswanto Kelas XI IPA 1



SMA NEGERI 1 SUMBER Jalan Sunan Malik Ibrahim No.4 Sumber, Cirebon