Laporan Pesawat Atwood [PDF]

Citation preview

Tanggal Revisi



Nilai



Tanggal Terima



LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR PESAWAT ATWOOD



Disusun Oleh:



Nama Praktikan



: Gega Azzrafitrullah Esfafate



NIM



: 3331200056



Jurusan



: Teknik Mesin



Grup



:C2



Rekan



: Aris Firdaus, Muhammad Rifqi, Narendra Putra.V



Tgl. Percobaan



: 3 Desember 2020



Asisten



: Niko Arfana Usti



LABORATORIUM FISIKA TERAPAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON – BANTEN 2020 Jl. Jenderal Sudirman Km. 03 Cilegon 42435 Telp. (0254) 385502, 376712 Fax. (0254) 395540 Website: http://fisdas.untirta.ac.id Email: [email protected]



ABSTRAK Gerak merupakan suatu komponen penting dalam hidup kita, Gerak merupakan dasar dari segala teori fisika yang ada. Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti tidak akan lepas dari sistem pergerakan. Baik kita, hewan, dan tumbuhan mengalami pergerakan. Benda bergerak didasari oleh gaya yang bekerja pada benda tersebut. Newton menemukan hukum mengenai gaya yang terdiri dari 3 hukum, yaitu Hukum Newton I, Hukum Newton II, dan Hukum Newton III. Hukum I Newton sama seperti Momen inersia, dimana didefinisikan sebagai kecenderungan benda untuk terus bergerak atau tetap diam. Atau bisa disebut dengan Hukum Kelembaman suatu benda. Pada praktikum ini kita membahas Pesawat Atwood, pesawat Atwood merupakan alat sederhana untuk menguji Hukum Newton yang bekerja. Oleh karena itu, kami para praktikan melakukan percobaan pesawat atwood yang bertujuan untuk mengetahui besaran fisis pada Momen Inersia, mengenal Hukum Newton yang bekerja pada Sistem Katrol, Memeriksa apakah Hukum Newton berlaku pada sistem Katrol, dan Menghitung Nilai Momen Inersia dengan Percepatan Gravitasi yang diketahui. Pengaplikasian Pesawat Atwood pada kehidupan sehari-hari adalah pada Elevator/Lift. Prosedur secara singkat percobaan ini adalah menggantungkan beban pada bagian kanan dan kiri Pesawat Atwood, lalu pada bagian kanan Pesawat Atwood diberikan titik B dan titik C dengan jarak tertentu, lalu melepaskan ikatan benda pegas pada beban di sebelah kiri sehingga beban pada sebelah kanan mengalami gerak jatuh bebas kebawah. Momen Pada percobaan 1 nilai momen inersia yang didapatkan adalah 0,000101859 kg.m2, dan pada percobaan 2 nilai momen inersia yang didapatkan adalah 0,000823786 kg.m2.



Kata Kunci : Gerak, Hukum Newton I, II, & III, Momen Inersia, Katrol, Pesawat Atwood



i



DAFTAR ISI



Halaman



ABSTRAK........................................................................................................i DAFTAR ISI .................................................................................................. ii DAFTAR TABEL ..........................................................................................iv DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... v DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................vi BAB I



PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1 1.2 Tujuan Percobaan ................................................................. 1 1.3 Batasan Masalah ................................................................... 2



BAB II



TINJAUAN PUSTAKA 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9



BAB III



Besaran Fisis ......................................................................... 3 Besaran Pokok ...................................................................... 3 Besaran Turunan ................................................................... 4 Gerak Lurus Beraturan ......................................................... 5 Gerak Lurus Berubah Beraturan ........................................... 5 Hukum Newton..................................................................... 5 Gaya Berat ............................................................................ 7 Momen Inersia ...................................................................... 8 Pesawat Atwood ................................................................... 9



METODE PERCOBAAN 3.1 Diagram Alir Percobaan ..................................................... 11 3.2 Prosedur Percobaan ............................................................ 12 3.3 Alat yang Digunakan .......................................................... 13



BAB IV



HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Percobaan .................................................................. 14 4.2 Pembahasan ........................................................................ 25



BAB V



KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ......................................................................... 30 5.2 Saran ................................................................................... 30



DAFTAR PUSTAKA ii



LAMPIRAN LAMPIRAN A. PERHITUNGAN............................................................... 32 LAMPIRAN B. JAWABAN PERTANYAAN DANTUGAS KHUSUS ... 36 LAMPIRAN C. GAMBAR ALAT YANG DIGUNAKAN ................. 39 LAMPIRAN D. BLANKO PERCOBAAN ................................................. 42



iii



DAFTAR TABEL



Tabel



Halaman



Tabel 2.1 Besaran Pokok....................................................................................... 3 Tabel 2.2 Besaran Turunan ................................................................................... 4 Tabel 4.1 Pengukuran Massa Beban ..................................................................... 14 Tabel 4.2 Hasil Percobaan A ................................................................................. 14 Tabel 4.3 Hasil Percobaan B ................................................................................. 14 Tabel 4.4 Ralat Langsung Pengukuran Massa M1 ................................................ 15 Tabel 4.5 Ralat Langsung Pengukuran Massa M2 ................................................ 15 Tabel 4.6 Ralat Langsung Pengukuran Massa m .................................................. 15 Tabel 4.7 Ralat Langsung t1 Percobaan A ............................................................ 16 Tabel 4.8 Ralat Langsung t1 Percobaan A ............................................................ 16 Tabel 4.9 Ralat Langsung t1 Percobaan A ............................................................ 16 Tabel 4.10 Ralat Langsung t1 Percobaan A .......................................................... 17 Tabel 4.11 Ralat Langsung t2 Percobaan A .......................................................... 17 Tabel 4.12 Ralat Langsung t2 Percobaan A .......................................................... 17 Tabel 4.13 Ralat Langsung t2 Percobaan A .......................................................... 18 Tabel 4.14 Ralat Langsung t2 Percobaan A .......................................................... 18 Tabel 4.15 Ralat Langsung t1 Percobaan B ........................................................... 18 Tabel 4.16 Ralat Langsung t1 Percobaan B ........................................................... 19 Tabel 4.17 Ralat Langsung t1 Percobaan B ........................................................... 19 Tabel 4.18 Ralat Langsung t1 Percobaan B ........................................................... 19 Tabel 4.19 Ralat Langsung t2 Percobaan B .......................................................... 20 Tabel 4.20 Ralat Langsung t2 Percobaan B ........................................................... 20 Tabel 4.21 Ralat Langsung t2 Percobaan B ........................................................... 20 Tabel 4.22 Ralat Langsung t2 Percobaan B ........................................................... 20



iv



DAFTAR GAMBAR



Gambar



Halaman



Gambar 2.1 Pesawat Atwood ................................................................................ 9 Gambar 3.2 Diagram Alir Percobaan .................................................................. 12 Gambar 4.1 Grafik Kecepatan dengan waktu Percobaan I ................................. 14 Gambar 4.2 Grafik Percepatan dengan waktu Percobaan II ............................... 15



v



DAFTAR LAMPIRAN



Lampiran



Halaman



Lampiran A. Perhitungan .................................................................................. 32 Lampiran B. Jawaban Pertanyaan dan Tugas Khusus ...................................... 36 B.1 Jawaban Pertanyaan ............................................................... 37 Lampiran C. Gambar Alat Yang Digunakan..................................................... 39 Lampiran D. Blangko Percobaan ...................................................................... 42



vi



BAB I PENDAHULUAN 1.1



Latar Belakang Gerak merupakan suatu komponen penting dalam hidup kita, Gerak



merupakan dasar dari segala teori fisika yang ada. Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti tidak akan lepas dari sistem pergerakan. Baik kita, hewan, dan tumbuhan mengalami pergerakan. Benda bergerak didasari oleh gaya yang bekerja pada benda tersebut. Newton menemukan hukum mengenai gaya yang terdiri dari 3 hukum, yaitu Hukum Newton I, Hukum Newton II, dan Hukum Newton III. Hukum I Newton sama seperti Momen inersia, dimana didefinisikan sebagai kecenderungan benda untuk terus bergerak atau tetap diam. Atau bisa disebut dengan Hukum Kelembaman suatu benda. Pada Hukum Newton II, benda bisa bergerak karena adanya kecepatan yang bekerja. Tetapi kecepatan tergantung dengan Percepatan yang dialami, apakah dipercepat, atau diperlambat. Dan pada Hukum Newton III dapat didefiniskan sebagai gaya yang diberikan akan memantul Kembali dengan arah yang berlawanan dari arah gaya, dan besaran gayanya sama. Pada praktikum ini kita membahas Pesawat Atwood, pesawat Atwood merupakan alat sederhana untuk menguji Hukum Newton yang bekerja. Oleh karena itu, kami para praktikan melakukan percobaan pesawat atwood yang bertujuan untuk mengetahui besaran fisis pada Momen Inersia, mengenal Hukum Newton yang bekerja pada Sistem Katrol, Memeriksa apakah Hukum Newton berlaku pada sistem Katrol, dan Menghitung Nilai Momen Inersia dengan Percepatan Gravitasi yang diketahui. Pengaplikasian Pesawat Atwood pada kehidupan sehari-hari adalah pada Elevator/Lift. Lift/Elevator pada dasarnya adalah sebuah rakitan sistem katrol sederhana yang menerapkan prinsip kerja hukum mekanika newtonian secara sederhana. Sistem katrol dalam lift/elevator diatur sedemikan rupa sehingga dapat digerakkan untuk mengangkut beban berat dengan tenaga yang cukup kecil. Mesin ini disebut Mesin Attwood Mesin ini adalah yang umumnya dipasang pada gedung–Gedung bertingkat modern. 1.2



Tujuan Percobaan Terdapat beberapa tujuan dari percobaan Pesawat Atwood ini yaitu: 1



2



1. Mengenal besaran fisis momen inersia. 2. Mengenal Hukum Newton melalui sistem katrol. 3. Mengamati gerak dipercepat dan gerak dengan kecepatan tetap. 4. Memeriksa apakah Hukum Newton berlaku baik terhadap sistem katrol. 5. Menghitung harga momen inersia katrol bila percepatan gravitasi diketahui. 1.3



Rumusan Masalah Adapun batasan masalah dalam penelitian ini terdiri dari varibel bebas dan



variabel terikat. Dalam percobaan Pesawat Atwood ini, variabel terikat adalah Kecepatan, Percepatan, dan Momen Inersia dan variabel bebasnya adalah massa benda dan waktu.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1



Besaran Fisis Besaran fisis merupakan pengetahuan dasar yang harus dimiliki oleh setiap



mahasiswa fisika khususnya yang akan bergelut di dunia pendidikan (calon guru). Salah satu yang termasuk pengetahuan besaran fisis yang sangat penting adalah pengetahuan tentang representasi besaran besaran fisis. Pengetahuan tentang representasi besaran fisis sudah diatur secara internasional (SI) dalam nomenklatur besaran dan satuan yang berlaku secara tegas dan mengikat, sehingga dalam penggunaannya pun harus benar benar mengikuti aturan dan harus konsisten (tetap dan mengacu pada aturan yang berlaku .[2] Besaran Fisis merupakan besaran yang didasari dengan pengukuran, besaran merupakan fakta sebenarnya mengenai ukuran suatu benda yang dapat diukur. Besaran Fisis mencakup 2 hal yaitu besaran pokok dan besaran turunan. 2.2



Besaran Pokok Besaran pokok merupakan besaran yang satuannya didefinisikan atau



ditetapkan dulu, yang berdiri sendiri, dan tidak tergantung pada besaran lainnya.[3] Besaran pokok mampu berdiri sendiri dikarenakan besaran ini merupakan dasar dari turunan. Berikut tabel dari besaran pokok Tabel 2.1 Besaran Pokok No



Besaran pokok



Lambang besaran pokok



Satuan



Lambang satuan



1



Panjang



l



Meter



M



2



Massa



m



Kilogram



Kg



3



Waktu



t



Sekon



S



3



4



2.3



4



Kuat arus listrik



I



Ampere



A



5



Suhu



t



Kelvin



K



6



Intesitas cahaya



I



Kandela



Cd



7



Jumlah Zat



n



Mole



Mol



Besaran Turunan Besaran turunan merupakan besaran yang terbentuk dari satu atau lebih



besaran pokok yang ada dan besaran adalah segala sesuatu yang mempunyai nilai dan bisa dinyatakan dengan suatu angka.[4] Besaran Turunan merupakan besaran yang berasal dari gabungan dari besaran pokok. Jadi besaran turunan adalah besaran yang didasari oleh besaran pokok. Berikut Tabel dari besaran Turunan. Tabel 2.2 Besaran Turunan No



Besaran Turunan



Lambang besaran pokok



Satuan



1



Luas



L



m2



2



Kecepatan



v



m/s



3



Percepatan



a



m/s2



4



Massa Jenis



𝜌



Kg/m3



5



2.4



5



Gaya



F



N



6



Tekanan



P



Pa



Gerak Lurus Beraturan (GLB) Gerak lurus Beraturan merupakan gerak dengan kecepatan yang tetap.



Dengan arti lain dalam beberapa selang waktu yang sama, perpindahan benda juga sama. Secara sistematis dapat dituliskan sebagai berikut : S = v.t............................................2.1 Dimana : S = Jarak (m) v = Kecepatan (m/s) t = Waktu (sekon) 2.5



Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) Gerak lurus berubah beraturan merupakan gerak dengan kecepatan yang



berubah-ubah, dalam gerak ini, benda yang bergerak memiliki percepatan. Dan juga benda mampu diperlambat. Berikut rumus mengenai GLBB : 𝑣𝑡 = 𝑣𝑜 + 𝑎 𝑡............................................2.2 𝑣𝑡 2 = 𝑣𝑜2 + 2 𝑎 𝑠.......................................2.3 𝑠 = 𝑣𝑜 𝑡 +



1 2



𝑎 𝑡 2 ...................................2.4



Dimana : S = Jarak (m) v = Kecepatan (m/s) t = Waktu (sekon) a = Percepatan (m/s2) 2.6



Hukum Newton Semua benda pada alam ini mampu bergerak, Gerakan tersebut tidak terjadi



secara tiba-tiba. Melainkan dengan sebab-sebab tertentu. Dalam Pesawat Atwood,



6



Benda M2 bisa jatuh,bisa diam,dan bisa menumbuk dikarenakan adanya hukum Newton dan gaya gravitasi. Pencetus gaya yang terkenal adalah Newton. Ia merumsukan hukum hukum pergerakan dengan sederhana tetapi luar biasa. Newton menemukan bahwa semua persoalan tentang benda yang mampu bergerak dapat diterangkan. Ia menguraikannya dengan tiga hukum sederhana. Yaitu : 1. Hukum Newton I Hukum newton 1 adalah keadaan dimana benda tidak bergerak. Dikarenakan benda tidak diberikan gaya. Yang dapat dirumuskan sebagai berikut Σ𝐹 = 0 ...................................................2.5 Dimana : Σ𝐹 = Jumlah Keseluruhan Gaya (N) Hukum Newton 1 dengan Pesawat Atwood saling berhubungan. Ketika suatu Benda bermassa pada pesawat Atwood tidak di beri beban atau Gaya, maka benda tersebut tidak bergerak atau tidak mengalami gerak jatuh bebas. 1. Hukum Newton II Setelah Newton mengungkapkan hukum pertamanya yang dimana Σ𝐹 = 0, Ia mengkemukakan Hukum Keduanya, dimana sebuah gaya dapat dihasilkan dari perkalian Massa (m) dengan Percepatan (a). jadi bila diperjelas menurut Bahasa praktikan, sebuah benda bermassa (m) dekenakan gaya sebesar (Σ𝐹) maka benda tersebut akan mengalami percepatan (a). Rumus yang didapat pada Hukum Newton II adalah Σ𝐹 = 𝑚. 𝑎 ...................................... 2.6 Dimana : Σ𝐹 = Jumlah Keseluruhan Gaya (N) 𝑚 = Massa (Kg) a = Percepatan (m/s2) Hubungan Hukum Newton II dengan Pesawat Atwood ialah Ketika benda jatuh bebas. Dimana pada Benda Terdapat Gaya Berat (W) bila Pesawat Atwood dipasangkan sebuah benda dalam keadaan tergantung. Gaya-gaya tersebut membuat Benda mampu bergerak jatuh bebas dengan kecepatan dan percepatan tak tentu.



7



3. Hukum Newton III Hukum newton III berbunyi: “Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama.”[1] Hukum Newton III dinotasikan dengan rumus: F1 = F2 .................................................2.7 Faksi = -Freaksi............................................2.8 2.7



Gaya Berat (W) Gaya Berat merupakan gaya yang dipublikasikan oleh Newton. Gaya Berat



terjadi pada benda yang tergantung atau menempel pada alas suatu penampang (A). gaya berat berhubungan dengan Gravitasi, Gaya Berat dapat dihitung dengan mengkalikan massa (m) dengan percepatan Gravitasi bumi (g). gaya ini biasanya diaplikasikan pada suatu benda yang memiliki massa, dimana bend aitu memiliki resultan gaya, dan bergerak dengan percepatan tertentu. Untuk mencari koefisien gesek(fg). Untuk mencari koefisien gesek (fg) harus menggunakan gaya Normal(N), dimana gaya berat (W) = Gaya Normal (N). bila gaya yang terjadi memiliki resultan, maka gaya berat(W) dikurangi gaya resultan tersebut untuk mencari nilai gaya Normal (N). Gaya Berat dapat dirumuskan dengan berikut : 𝐹 = 𝑚. 𝑎 .....................................................2.9 Dimana : F = Gaya (N) m = Massa (kg) a = percepatan (m/s2) Gaya yang terjadi dubah menjadi gaya berat dengan percepatan Gravitasi. Jadi rumus ditulis seperti : 𝑊 = 𝑚. 𝑔 ...................................................2.10 Dimana : W = Gaya Berat (N) m = Massa (kg) g = percepatan Gravitasi Bumi (m/s2)



8



2.8



Momen Inersia Momen inersia adalah kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan



keadaannya baik tetap diam atau tetap bergerak. Momen inersia ini juga sering disebut sebagai kelembaman suatu benda. Hukum pertama Newton berbunyi bahwa benda yang tidak diberi gaya eksternal (gaya dari luar) akan cenderung mempertahankan keadannya. Sebuah benda mencoba untuk mempertahankan keadaanya yang sangat bergantung pada momen inersia.[5] Semakin besar momen inersia maka benda akan sulit bergerak. Sebaliknya, momen inersia yang bernilai kecil menyebabkan benda akan mudah bergerak. Hukum Newton yang pertama mengatakan bahwa benda yang bergerak akan cenderung terus bergerak, dan benda yang diam akan cenderung tetap diam. Inersia adalah kecenderungan suatu benda agar tetap mempertahankan keadaannya (tetap bergerak atau tetap diam) atau biasa dikatakan sebagai kelembaman suatu benda. [5] Berikut rumus Momen Inersia pada setiap bentuk benda : batang homogen panjang yang letak sumbu putarnya melalui pusat 1



𝐼 = 12 𝑚ℓ2.............................................................2.11 batang homogen panjang yang letak sumbu putarnya melalui ujung 1



𝐼 = 3 𝑚ℓ2………………………….......................2.12 silinder pejal dengan jari jari R yang letak sumbu putar nya melalui sumbunya 1



𝐼 = 2 𝑀𝑅 2………………………...........................2.13 Bola pejal dengan jari-jari R dengan letak sumbu putar melalui pusat 2



𝐼 = 5 𝑀𝑅 2…………………………………………2.14 Bola Pejal dengan letak sumbu putar melalui ujung 7



𝐼 = 5 𝑀𝑅 2…………………………………………2.15 Bola berongga dengan jari-jari R dengan letak sumbu putar melaui pusat 2



𝐼 = 3 𝑀𝑅 2…………………………………………2.16 Lempeng tipis dengan panjang 𝑎 dengan letak sumbu putar melalui sumbunya



9



1



𝐼 = 12 𝑀𝑎2 …………………………………………2.17 Lempeng tipis dengan panjang 𝑎 dan lebar 𝑏 dengan letak sumbu putar melalui pusat 1



𝐼 = 12 𝑀(𝑎2 + 𝑏 2 )…………………………………………2.16 Silinder tipis berongga dengan jari-jari 𝑟 dengan letak sumbu putar melalui sumbunya 𝐼 = 𝑀𝑟 2…………………………………………2.18 Silinder pejal dengan jari-jari 𝑟 dengan letak sumbu putar melalui pusat 1



𝐼 = 4 𝑀𝑟 2 + 2.9



1 12



𝑚ℓ2 …………………………………………2.19



Pesawat Atwood Pesawat Atwood merupakan alat yang digunakan untuk menjelaskan



hubungan antara tegangan, energi potensial dan energi kinetik dengan menggunakan dua pemberat (massa berbeda) dihubungkan dengan tali pada sebuah katrol. Gaya penariknya sesungguhnya adalah berat benda 1. Namun karena banda 2 juga ditarik ke bawah (oleh gravitasi), maka gaya penarik resultannya adalah berat benda 1 dikurangi berat benda 2. Berat benda 1 adalah dan berat benda 2 adalah Gaya resultannya adalah dan gaya ini menggerakkan kedua benda. Sehingga, percepatan kedua benda adalah resultan gaya tersebut dibagi jumlah massa kedua benda.[6]



Gambar 2.1 Pesawat Atwood Gambar diatas merupakan gambaran bentuk dari percobaan pesawat atwood Benda yang lebih berat diletakkan lebih tinggi



10



posisinya dibanding yang lebih ringan .Sederhananya Pesawat Atwood tersusun atas 2 benda yang terhubung dengan seutas kawat/tali. Bila kedua benda massanya sama, keduanya akan diam. Tapi bila salah satu lebih besar (misal m1 > m2). Maka kedua benda akan bergerak ke arah m1 dengan dipercepat.



BAB III METODE PERCOBAAN 3.1



Diagram Alir Berikut adalah diagram alir percobaan dari modul pesawat atwood yang dapat dilihat pada gambar di bawah ini. MULAI



Mempersiapkan alat dan bahan



Menyusun alat seperti di modul



Menimbang massa M1, M2, dan m2 masing masing sebanyak 3 kali



Menggantung massa beban utama dan pada ujung ujung tali kemudian pasang pada katrol



Pemegang pada beban dipasangkan, menyelidiki tiang apakah sejajar dengan tali, atur sampai sejajar



Menambahkan beban m pada beban M2



11



12



Menekan pegas pada pemegang beban, maka M1 akan terlepas dari pemegang beban dan bergerak ke atas, sedangkan M2 + m akan bergerak ke bawah.



Mencatat waktu perpindahan, M2+m dari A ke B (t1) dan dari B ke C (t2)



Megulangi pengamatan sebanyak tiga kali untuk setiap jarak yang ditentukan oleh asisten



Data Pengamatan Literatur



Pembahasan



Kesimpulan



SELESAI Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan 3.2



Prosedur percobaan Prosedur yang dilakukan pada percobaan pesawat atwood ini memiliki



beberapa tahapan yaitu: 1. Massa M1, M2 ,m ditimbang pada neraca masing masing sebanyak 3 kali. 2. Massa beban pada ujung ujung tali digabungkan. 3. Beban M1 dipasangkan pada bagian kanan unit pesawat dan beban M2 pada bagian kiri 4. Sebelumnya pada M2 ditambahkan beban m, keduanya diatur agar sejajar



13



sampai sejajar 5. Titik dari titik A ke B dan dari titk B ke C diukur dengan menggunakan stopwatch saat pemegang penahan beban dilepas. 6. Tombol start pada stopwatch ditekan saat beban M2 bergerak dari titik A ke B kemudian saat beban tambahan terlepas segera tombol split ditekana, setelah itu apabila sudah mencapai titik C tombol stop ditekan. 7. Pengamatan diulangi sebanyak tiga kali untuk setiap jarak a. Percobaan A: jarak A-B tetap, jarak B-C berubah b. Percobaan B: Jarak A-B berubah, jarak dan B-C tetap



3.3



Alat dan Bahan Pada saat praktikum tentunya kita harus memilik alat yang akan digunakan



agar praktikum berjalan sempurna, karena alat sangat dibutuhkan untuk praktikum ini, berikut alat yang akan digunakan. 3.4 Tabel 3.1 Alat yang Digunakan No



Alat



Jumlah



1.



Alat pesawar atwood



1 set



2.



Tali penggantung beban nilon



1m



3.



Pemegang beban pegas



1 buah



4.



Neraca



1 buah



5.



Beban penggantung M1 dan M2



1 buah



6.



Beban tambahan m



2 buah



7.



Penahan beban berlubang dan tanpa lubang



1 buah



8.



Penggaris



1 buah



9.



Stopwatch



1 buah



BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Percobaan Tabel 4.1 Massa Beban Massa (kg) 100.2 100.4 10.2



Beban M1 (g) M2 (g) m (g)



Tabel 4.2 Percobaan A Pesawat Atwood M2+m AB (cm) 12 12 12 0,76 0,75 0,75 𝑡̅1 (detik) a (m/s2) 0,415 0,427 0,427 BC 12 14 16 0,30 0,37 0,38 𝑡̅2 (detik) v (m/s) 0,40 0,38 0,42 I (kgm2) 0,00096249



12 0,76 0,415 18 0,47 0,38



Tabel 4.3 Percobaan B Pesawat Atwood M2+m AB (cm) 𝑡̅1 (detik)



12 0.77



14 0.79



16 0.84



18 0.93



a (m/s2) BC (cm) 𝑡̅2 (detik)



0.405 12 0.35



0.449 12 0.31



0.453 12 0.26



0.416 12 0.26



v (m/s)



0.34



0.39



0.46



0.46



2



0.000924506



I (kgm )



Gambar 4.1 Grafik Kecepatan Percobaan A (𝑣𝐴 ) terhadap Waktu (𝑡̅2 ) 0.43 0.42 0.41



va (m/s)



4.1



0.4 0.39 0.38 0.37 0.36 0.3



0.37



0.38



t2 (sekon)



14



0.47



15



Gambar 4.2 Grafik Percepatan Percobaan B (𝑎𝐵 ) terhadap Waktu (𝑡̅1 ) 0.46 0.45



ab (m/s2)



0.44 0.43 0.42 0.41 0.4 0.39 0.38 0.77



0.79



0.84



0.93



t1 (sekon)



4.1.1 Ralat Langsung Tabel 4.4 Ralat Langsung Massa M1 n



rn



rarata-



|r|







|r|2



Sr



SR



Sr



rata



1



100,1



2



100,2



3 Ʃ



ra ±



0,06



0,0036



0,04



0,0016 0,002267 0,0583 0,05%



100,2



0,04



0,0016



300,5



0,14



0,0068



100,16



100,16 ± 0,0583



Tabel 4.5 Ralat Langsung Massa M2 n



rn



rarata-







|r|



|r|2



0,03



0,0009



0,03



0,0009 0,002233 0,0578 0.05% 100,33 ±



Sr



SR



ra ± Sr



rata



1



100,3



2



100,3



100,33



0,0578 3



100,4



0,07



0,0049



Ʃ



301



0,13



0,0067



Tabel 4.6 Ralat Langsung Massa Tambahan m



16



n



tn



tarata-



|t|



|t|2



0,04



0,0016



0,04



0,0016







St



SR



ta ± St



0,0022



0,058



0,5%



10,26 ±



67



3



rata



1



10,3



2



10,3



10,26



3



10,2



0,06



0,0036



Ʃ



30,8



0,14



0,0068



0,0583



PERCOBAAN A Tabel 4.7 Ralat Langsung t1 Pada AB 12 cm dan BC 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,74



2



0,77



0,76



ta ±



0,02



0,0004



0,01



0,0001



0,0002



0,017



2,23%



0,76 ± 0,017



3



0,77



0,01



0,0001



Ʃ



2,28



0,04



0,0006



Tabel 4.8 Ralat Langsung t1 Pada AB 12 cm dan BC 14 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,77



2



0,74



0,75



ta ±



0,02



0,0004



0,01



0,0001



0,0002



0,017



2,26%



0,75 ± 0,017



3



0,74



0,01



0,0001



Ʃ



2,25



0,04



0,0006



Tabel 4.9 Ralat Langsung t1 Pada AB 12 cm dan BC 16 cm n



tn



taratarata



|t|



|t|2







St



SR



ta ± St



17



1



0,73



2



0,77



0,74



0,01



0,0001



0,03



0,0009



0,0003



0,022



2,97%



0,74 ± 0,022



3



0,74



0



0



Ʃ



2,24



0,04



0,001



Tabel 4.10 Ralat Langsung t1 Pada AB 12 cm dan BC 18 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,74



2



0,77



0,76



ta ±



0,02



0,0004



0,01



0,0001



0,0002



0,017



2,23%



0,76 ± 0,017



3



0,77



0,01



0,0001



Ʃ



2,28



0,04



0,0006



Tabel 4.11 Ralat Langsung t2 Pada BC 12 cm dan AB 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,29



2



0,29



0,3



ta ±



0,01



0,0001



0,01



0,0001



0,0002



0,017



5,66%



0,3 ± 0,017



3



0,32



0,02



0,0004



Ʃ



0,9



0,04



0,0006



Tabel 4.12 Ralat Langsung t2 Pada BC 14 cm dan AB 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,33



2



0,38



0,36



ta ±



0,03



0,0009



0,02



0,0004



0,00073



0,033



9,16%



0,36 ± 0,033



18



3



0,39



0,03



0,0009



Ʃ



1,1



0,08



0,0022



Tabel 4.13 Ralat Langsung t2 Pada BC 16 cm dan AB 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,36



2



0,38



0,37



ta ±



0,01



0,0001



0,01



0,0001



0,0002



0,017



4,59%



0,37 ± 0,017



3



0,39



0,02



0,0004



Ʃ



1,13



0,04



0,0006



Tabel 4.14 Ralat Langsung t2 Pada BC 18 cm dan AB 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,42



2



0,48



0,47



ta ±



0,05



0,0025



0,01



0,0001



0,0014



0,045



9,57%



0,47 ± 0,045



3



0,51



0,04



0,0016



Ʃ



1,41



0,1



0,0042



PERCOBAAN B Tabel 4.15 Ralat Langsung t1 Pada AB 12 cm dan BC 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,77



2



0,77



0,77



ta ±



0



0



0



0



0



0



0%



0,77 ± 0



3



0,77



0



0



Ʃ



2,31



0



0



19



Tabel 4.16 Ralat Langsung t1 Pada AB 14 cm dan BC 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,77



2



0,77



0,79



ta ±



0,02



0,0004



0,02



0,0004



0,0011



0,040



5,13%



6



0,79 ± 0,040 6



3



0,84



0,05



0,0025



Ʃ



2,38



0,09



0,0033



Tabel 4.17 Ralat Langsung t1 Pada AB 16 cm dan BC 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,87



2



0,83



0,84



ta ±



0,03



0,0009



0,01



0,0001



0,00036



0,023



2,78%



4



0,84 ± 0,023 4



3



0,83



0,01



0,0001



Ʃ



2,53



0,05



0,0011



Tabel 4.18 Ralat Langsung t1 Pada AB 18 cm dan BC 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,89



2



0,93



0,92



ta ±



0,03



0,0009



0,01



0,0001



0,00086



0,036 0



3,91%



0,92 ± 0,036 0



3



0,96



0,04



0,0016



Ʃ



2,78



0,08



0,0026



20



Tabel 4.19 Ralat Langsung t2 Pada BC 12 cm dan AB 12 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,35



2



0,35



0,35



ta ±



0



0



0



0



0,00003



0,007



2%



0,35 ± 0,007



3



0,36



0,01



0,0001



Ʃ



1,06



0,01



0,0001



Tabel 4.20 Ralat Langsung t2 Pada BC 12 cm dan AB 14 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,32



2



0,33



0,31



ta ±



0,01



0,0001



0,01



0,0001



0,0002



0,017



5,48%



0,31 ± 0,017



3



0,29



0,02



0,0004



Ʃ



0,94



0,04



0,0006



Tabel 4.21 Ralat Langsung t2 Pada BC 12 cm dan AB 16 cm n



tn



tarata-



|t|



|t|2







St



SR



St



rata



1



0,29



2



0,20



0,26



ta ±



0,03



0,0009



0,06



0,0036



0,0018



0,051



19,61%



0,26 ± 0,051



3



0,29



0,03



0,0009



Ʃ



0,78



0,12



0,0054



Tabel 4.22 Ralat Langsung t2 Pada BC 12 cm dan AB 18 cm n



tn



taratarata



|t|



|t|2







St



SR



ta ± St



21



1



0,26



2



0,26



0,26



0



0



0



0



0



0



0%



0,26 ± 0



3



0,26



0



0



Ʃ



0,78



0



0



4.1.2 Ralat Tidak Langsung Ralat Tidak Langsung Percobaan.A A-B 2𝑋𝐴𝐵 𝑎= 2 𝑡 𝜕𝑎 4𝑋 1. = − 𝑡 3𝐴𝐵 𝜕𝑡 𝜕𝑎 0,48 =− 𝜕𝑡 0,438976 𝜕𝑎 = −1,0934 𝜕𝑡 S𝛼 = √(−1,0934 × 0,017)2 S𝛼 =0,018 𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.415 ± 0,018 m/s2 2.



𝜕𝑎 𝜕𝑡



0,48



= − 0.421875



𝜕𝑎 = −1,1377 𝜕𝑡 S𝛼 = √(−1,1377 × 0,017)2 S𝛼 =0,019 𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.427 ± 0,019 m/s2 3.



𝜕𝑎 𝜕𝑡



0,48



= − 0.421875



𝜕𝑎 = 1,1377 𝜕𝑡 S𝛼 = √(−1,1377 × 0,017)2 S𝛼 =0,019 𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.427 ± 0,019 m/s2 4.



𝜕𝑎 𝜕𝑡



0,48



= − 0,438976



𝜕𝑎 = −1,0934 𝜕𝑡



22



S𝛼 = √(−1,1377 × 0,017)2 S𝛼 =0,019 𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.415 ± 0,019 m/s2 B-C 𝑣= 1.



𝑠 𝑡



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,12



S𝑣 = √(0,12 × 0,017)2 S𝑣 = 0,02 𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,4 ± 0,02 𝑚/𝑠



2.



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,14



S𝑣 = √(0,14 × 0,033)2 S𝑣 = 0,04 𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,38 ± 0,04 𝑚/𝑠



3.



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,16



S𝑣 = √(0,16 × 0,017)2 S𝑣 = 0,02 𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,42 ± 0,02 𝑚/𝑠



4.



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,18



S𝑣 = √(0,18 × 0,045)2 S𝑣 = 0,08 𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,38 ± 0,08 𝑚/𝑠



Inersia 𝑚 × 𝑔 × 𝑟 2 − (𝑎𝑟 2 (𝑀1 + 𝑀2 + 𝑚)) 𝐼= 𝑎 𝑎𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,421 𝑚/𝑠 2 Pada m 𝜕𝐼 𝑔𝑟 2 − 𝑎𝑟 2 = 𝜕𝑚 𝑎 𝜕𝐼 9,8.0,062 − 0,421.0,062 = 𝜕𝑚 0,421 𝜕𝐼 = 0,08 𝜕𝑚 Pada M1



23



𝜕𝐼 = −𝑟 2 𝜕𝑀1 𝜕𝐼 = −0,036 𝜕𝑀1 Pada M2 𝜕𝐼 = −𝑟 2 𝜕𝑀2 𝜕𝐼 = −0,036 𝜕𝑀2 SI = √(0,08×0,0583)2 +(−0,036×0,0583)2 +(−0,036×0,0578)2 𝑆𝐼 = 0,005 𝐼 ± 𝑆𝐼 = 0.000101859 ± 0,005 𝑘𝑔𝑚2 Percobaan.B A-B 2𝑋𝐴𝐵 𝑎= 2 𝑡 𝜕𝑎 4𝑋 1. = − 𝑡 3𝐴𝐵 𝜕𝑡 𝜕𝑎 0,48 =− 𝜕𝑡 0,456533 𝜕𝑎 = −1,0514 𝜕𝑡 S𝛼 = √(−1,0514 × 0)2 S𝛼 =0 𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.405 ± 0 m/s2 2.



𝜕𝑎 𝜕𝑡



0,56



= − 0.4930



𝜕𝑎 = −1,1358 𝜕𝑡 S𝛼 = √(−1,1358 × 0,0406)2 S𝛼 =0,046 𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.449 ± 0,046 m/s2 3.



𝜕𝑎 𝜕𝑡



0,64



= − 0.5927



𝜕𝑎 = −1,0798 𝜕𝑡 S𝛼 = √(−1,0798 × 0,0234)2 S𝛼 =0,02



24



𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.453 ± 0,02 m/s2 𝜕𝑎



4.



𝜕𝑡



0,72



= − 0,8043



𝜕𝑎 = −0,8591 𝜕𝑡 S𝛼 = √(−0,8591 × 0,036)2 S𝛼 =0,03 𝑎 ± 𝑆𝑎 = 0.416 ± 0,03 m/s2 B-C 𝑣= 1.



𝑠 𝑡



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,12



S𝑣 = √(0,12 × 0,007)2 S𝑣 = 0,0084 𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,34 ± 0,0084 𝑚/𝑠



2.



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,12



S𝑣 = √(0,12 × 0,017)2 S𝑣 = 0,02 𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,39 ± 0,02 𝑚/𝑠



3.



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,12 2



S𝑣 = √(0,12 × 0,051) S𝑣 = 0,06



𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,46 ± 0,06 𝑚/𝑠



4.



𝜕𝑣 𝜕𝑡



= 0,12



S𝑣 = √(0,12 × 0)2 S𝑣 = 0 𝑣 ± 𝑆𝑣 = 0,46 ± 0 𝑚/𝑠



Inersia 𝑚 × 𝑔 × 𝑟 2 − (𝑎𝑟 2 (𝑀1 + 𝑀2 + 𝑚)) 𝐼= 𝑎 𝑎𝑟𝑎𝑡𝑎−𝑟𝑎𝑡𝑎 = 0,430 𝑚/𝑠 2 Pada m



25



𝜕𝐼 𝑔𝑟 2 − 𝑎𝑟 2 = 𝜕𝑚 𝑎 𝜕𝐼 9,8.0,062 − 0,430.0,062 = 𝜕𝑚 0,430 𝜕𝐼 = 0,078 𝜕𝑚 Pada M1 𝜕𝐼 = −𝑟 2 𝜕𝑀1 𝜕𝐼 = −0,036 𝜕𝑀1 Pada M2 𝜕𝐼 = −𝑟 2 𝜕𝑀2 𝜕𝐼 = −0,036 𝜕𝑀2 SI = √(0,078×0,0583)2 +(−0,036×0,0583)2 +(−0,036×0,0578)2 𝑆𝐼 = 0,005 𝐼 ± 𝑆𝐼 = 0.0000823786 ± 0,005 𝑘𝑔𝑚2



4.2



Pembahasan Pembahasan Pesawat Atwood diawali dengan pembahasan Teori secara



singkat. Yang utama adalah Gaya, gaya sangat berpengaruh di hukum Newton. Semua benda pada alam ini mampu bergerak, Gerakan tersebut tidak terjadi secara tiba-tiba. Melainkan dengan sebab-sebab tertentu. Dalam Pesawat Atwood, Benda M2 bisa jatuh,bisa diam,dan bisa menumbuk dikarenakan adanya hukum Newton dan gaya gravitasi. Hukum Newton terbagi menjadi 3 bunyi, Hukum Newton ke-1 merupakan keadaan Ketika benda tidak bergerak atau benda tetap melaju tanpa adanya gaya external. Hukum ini sama seperti Momen Inersia. Jadi bisa disimpulkan hukum ini merupakan hukum kelembaman atau kecenderungan suatu benda untuk tetap diam atau tetap bergerak. Hukum Newton II merupakan hukum benda Ketika benda tersebut mengalami penambahan kecepatan atau pengurangan kecepatan. jadi bila diperjelas menurut Bahasa praktikan, sebuah benda bermassa (m) dekenakan gaya sebesar (Σ𝐹) maka benda tersebut akan mengalami percepatan (a). Hukum ini merupakan



26



dasar dari Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Hukum newton III berbunyi: “Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama.” Jadi bila disimpulkan Hukum Newton III merupakan perpaduan antara gaya yang diberikan dan gaya yang dipantulkan. Hal ini terjadi pada percobaan Pesawat Atwood yang dimana terjadi pada benda M2 dan m menyentuh atau menumbuk dasar dari titin B dan titik C. Mari kita bahas langsung ke Percobaan Pesawat Atwood. Pesawat Atwood merupakan alat yang digunakan untuk menjelaskan hubungan antara tegangan, energi potensial dan energi kinetik dengan menggunakan dua pemberat (massa berbeda) dihubungkan dengan tali pada sebuah katrol. Gaya penariknya sesungguhnya adalah berat benda 1. Namun karena banda 2 juga ditarik ke bawah (oleh gravitasi), maka gaya penarik resultannya adalah berat benda 1 dikurangi berat benda 2. Sehingga, percepatan kedua benda adalah resultan gaya tersebut dibagi jumlah massa kedua benda. Prosedur Percobaan pertama adalah menghitung massa dari tiap benda M1, M2, dan m. penimbangan dilakukan sebanyak 3 kali supaya didapatkan angka yang pasti. Hasil rata-rata Dari nilai penimbangan yang dilakukan sebanyak 3 kali secara berturut-turut adalah 100,17 gram, 100,33 gram, dan 10,27 gram. Lalu M1 dipasangkan dibagian kiri pesawat atwood, M2 Dipasangkan pada bagian kanan Pesawat Atwood, dan m dipasangkan di bagian Kanan Pesawat Atwood sebagai massa tambahan. Setelah itu, Pemegang beban pegas dilepaskan sebanyak 3 kali supaya benda M2 dapat terjun bebas ke titik B dan titik C. jarak A ke B pada percobaan pertama yang dilakukan sebanyak 4 kali adalah 12 cm, dan jarak B ke C pada percobaan pertama yang dilakukan sebanyak 4 kali adalah 12 cm, 14 cm, 16 cm, dan 18 cm. pengukuran waktu ditiap 1 kali percobaan dengan jarak A ke B yang sama dan jarak B ke C berbeda dilakukan sebanyak 3 kali. Pengukuran waktu yang dilakukan pada benda menuju titik B dengan 4 kali percobaan dalam jarak 12 detik secara berturut-turut adalah 0,76 detik, 0,75 detik, 0,75 detik, 0,76 detik. Dan lama waktu yang diperlukan untuk mencapai titik B ke C dengan jarak 12 cm, 14



27



cm, 16 cm, dan 18 cm adalah 0,30 detik, 0,37 detik, 0,38 detik, dan 0,47 detik. Lama waktu benda untuk mencapai ketitik B dan C sangat diperlukan dalam percobaan ini dan juga sangat berpengaruh dengan nilai kecepatan dan percepatan benda. Pada percobaan pertama kita harus mencari percepatan dari titik A ke B sebanyak 4 kali dengan jarak yang sama, yaitu 12 cm. nilai percepatan pertama dengan jarak 12 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,76 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,415 m/s2, nilai percepatan kedua dengan jarak 12 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,75 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,427 m/s2, nilai percepatan ketiga dengan jarak 12 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,75 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,427 m/s2, dan nilai percepatan keempat dengan jarak 12 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,76 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,415 m/s2. Nilai percepatan dari 2 percobaan adalah sama, tetapi dari 2 kelompok nilai percepatan, hasilnya berbeda. Dikarenakan semakin lama waktu yang diperlukan, maka nilai percepatannya semakin lambat. Semakin singkat waktu yang diperlukan maka percepatannya akan semakin cepat. Pada percobaan pertama kita harus mencari nilai kecepatan dari titik B ke titik C sebanyak 4 kali dengan jarak yang berbeda. Yaitu 12 cm, 14 cm, 16 cm, dan 18 cm. pada titik B ke titik C sejauh 12 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,30 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,40 m/s, pada titik B ke titik C sejauh 14 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,37 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,38 m/s, pada titik B ke titik C sejauh 16 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,38 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,42 m/s, pada titik B ke titik C sejauh 18 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,47 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,38 m/s. dari waktu yang diperlukan, dapat disimpulkan bahwa semakin jauh jarak titik B ke C maka waktu yang diperlukan semakin lama. Tetapi kecepatan yang dihasilkan tidak demikian. Dikarenakan semakin jauh benda tetapi waktu yang diperlukan semakin singkat, maka nilai kecepatannya semakin cepat. Grafik yang dihasilkan mengenai percepatan dari titik B ke titik C yang dicantumpakan pada Sub BAB 4.1 dan lebih spesifik pada Gambar 4.1. hasil dari



28



grafik tersebut adalah pada titik 1 ke titik 2 mengalami GLBB diperlambat, dari titik 2 ke titik 3 mengalami GLBB dipercepat. Dan dari titik 3 ke titik 4 mengalami GLBB diperlambat. Hal tersebut terjadi karena pada percobaan dengan jarak B ke C adalah 0,14 cm dan jarak B ke C adalah 0,18 cm. hal tersebut dikarenakan waktu yang diperlukan sangat lama. Jadi Gerakan diperlambat. Berikutnya adalah percobaan kedua. Prosedur percobaan ini sama seperti percobaan pertama, hanya saja jarak dari titik A ke titik B berbeda, yaitu 12 cm, 14 cm, 16 cm, dan 18 cm. waktu yang dibutuhkan dari titik A ke B sebanyak 3 kali pengulangan dari 4 kali percobaan adalah 0,77 detik, 0,79 detik, 0,84 detik, dan 0,93 detik. dan jarak dari titik B ke titik C sama. Yaitu 12 cm dengan waktu rata rata yang diperoleh sebanyak 3 kali pengulangan dari 4 kali percobaan adalah 0,35 detik, 0,31 detik, 0,26 detik, dan 0,26 detik Pada percobaan kedua kita harus mencari percepatan dari titik A ke B sebanyak 4 kali dengan jarak yang berbeda, yaitu 12 cm, 14 cm, 16 cm, dan 18 cm. nilai percepatan pertama dengan jarak 12 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,77 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,405 m/s2, nilai percepatan kedua dengan jarak 14 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,79 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,449 m/s2, nilai percepatan ketiga dengan jarak 16 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,84 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,453 m/s2, dan nilai percepatan keempat dengan jarak 18 cm dan waktu yang dibutuhkan adalah 0,93 detik mendapatkan nilai percepatan sebesar 0,416 m/s2. Pada percobaan ini, nilai percepatan didapatkan dari pembagian jarak dengan dua kali waktu. Dapat kita lihat bahwa semakin jauh jarak benda dari titik A ke titik B, semakin lama pula waktu yang diperlukan. Maka dari jarak 12 cm, 14 cm dan 16 cm berlaku GLBB dipercepat dikarenakan percepatannya naik. Hal tersebut dikarenakan pada jarak 14 cm dan 16 cm terbilang singkat waktunya, jadi percepatan yang dialami mengalami percepatan dipercepat. Tetapi pada jarak 18 cm, benda mengalami perlambatan, karena waktu yang dibutuhkan benda terlalu lama untuk mencapai titik B Pada percobaan kedua kita harus mencari nilai kecepatan dari titik B ke titik C sebanyak 4 kali dengan jarak yang sama. Yaitu 12 cm. pada titik B ke titik C



29



sejauh 12 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,35 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,34 m/s, pada titik B ke titik C sejauh 12 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,31 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,39 m/s, pada titik B ke titik C sejauh 12 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,26 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,46 m/s, pada titik B ke titik C sejauh 12 cm, dengan waktu yang diperlukan selama 0,26 cm mendapatkan nilai kecepatan sebesar 0,46 m/s. dapat disimpulkan bahwa semakin singkat waktu maka nilai kecepatan yang didapatkan adalah semakin cepat. Berikutnya kita bahas grafik percepatan dari titik A ke titik B pada gambar 4.2, Di titik 1 ke titik 2 mengalami percepatan dipercepat tetapi merupakan gerek GLB, dari titik 2 ke titik 3 mengalami percepatan dipercepat tetapi merupakan gerak GLB, dari titik 3 ke titik 4 mengalami percepatan diperlambat tetapi merupakan gerak GLB. Karena hasil perkalian dari percepatan dengan waktu rata rata adalah 0,3. 0,3 tersebut merupakan kecepatan akhir atau Vt. Maka Vt = 0,3 m/s, penjelasan tersebut hanyalah Analisa saya, seharusnya grafik percepatan itu konstan atau stagnan. Atau bisa dibilang linear sempurna. Berikutnya adalah Momen Inersia pada percobaan A dan B. Momen inersia adalah kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaannya baik tetap diam atau tetap bergerak. Momen inersia ini juga sering disebut sebagai kelembaman suatu benda. Pada percobaan 1 nilai momen inersia yang didapatkan adalah 0,000101859 kg.m2, dan pada percobaan 2 nilai momen inersia yang didapatkan adalah 0,000823786 kg.m2. momen inersia yang didapat cenderung kecil, sehingga benda mudah bergerak. Beda halnya bila momen inersia memiliki nilai yang besar, maka benda tersebut akan sukar bergerak. Setelah melakukan praktikum Pesawat Atwood ini, tentu saja terdapat beberapa factor kesalahan, factor kesalahan pertama adalah penentuan waktu menggunakan stopwatch. Hal tersebut saya masukan ke factor kesalahan dikarenakan tidak keakuran waktu yang sebenarnya. Berikutnya adalah gaya gesek antara tali dengan katrol, walaupun tidak terlalu berpengaruh, tetapi tetap saja berpengaruh kecil pada nilai yang dihasilkan.



BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1



Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil dari tujuan praktikum Pesawat Atwood adalah :



1. Momen inersia merupakan besaran fisis yang merupakan ukuran kelembaman suatu benda atau kecenderungan suatu benda untuk mempertahankan keadaan putarnya. 2. Dapat mengenal hukum Newton yang bekerja pada Sistem Katrol Pesawat Atwood. Hukum Newton I Ketika benda diam dan tidak jatuh, Hukum Newton II Ketika benda jatuh bebas, dan Hukum Newton III Ketika benda menghantam dasar pada titik B dan titik C. 3. Benda yang jatuh mengalami kecepatan Dipercepat dan Diperlambat. 4. Hukum Newton bekerja dengan baik pada sistem katrol Pesawat Atwood 5. Momen inersia dapat ditemukan dengan adanya bantuan dari percepatan Gravitasi. Nilai Momen Inersia dari percobaan A adalah 0,000101859 kg.m2 dan pada percobaan B adalah 0,000823786 kg.m2 5.2



Saran Berikut saran yang saya dapat berikan dari praktikum Pesawat Atwood :



1. Menonton video proper terlebih dahulu sebelum praktikum 2. Membaca materi tentang praktikum Pesawat Atwood terlebih dahulu. 3. Usahakan bersikap kondusif supaya praktikum online ini berjalan dengan lancar. 4. Mengamati dan memperhatikan penjelasan Asisten Laboratorium saat praktikum berlangsung.



30



DAFTA PUSTAKA [1] [2]



[3]



Halliday, Resnick dan Walker. Fisika Dasar. Jakarta: Erlangga. 2010. Fathoroni, M. Diantoro, and Parno, “Konsistensi Representasi Tingkat Dasar Besaran Fisis Materi Kinematika,” J. Pendidik. Teor. Penelitian, dan Pengemb., vol. 3, no. 12, pp. 1612–1623, 2018. Mikrajuddin, Abdullah, Fisika Dasar Jilid I. Bandung: ITB. 2016



[4]



Aditya Rangga. Besaran Pokok dan Turunan. Fisika. 2020; [terhubung berkala]. https://cerdika.com/besaran-pokok-dan-turunan/. [4 Desember 2020]



[5] [6]



Mikrajuddin, Abdullah. Diktat Kuliah Fisika I. Bandung: ITB. 2010 Halliday, Resnick. Fisika Dasar. Jakarta : Erlangga. 2001.



31



32



LAMPIRAN A PERHITUNGAN



33



Lampiran A. Perhitungan 1. Menghitung massa rata-rata 100.1+100.2+100.2



M1 =



3



100.3+100.3+100.4



M2 = m=



3



10.3+10.3+10.2 3



= 100.17 gram = 100.33 gram



= 10.27 gram



2. Menghitung waktu rata-rata >Percobaan A 𝒕̅𝟏 =



0.74+0.77+0.77



𝒕̅𝟏 =



0.77+0.74+0.74



𝒕̅𝟏 =



0.73+0.77+0.74



𝒕̅𝟏 =



0.74+0.77+0.77



𝒕̅𝟐 =



0.29+0.29+0.32



𝒕̅𝟐 =



0.33+0.38+0.39



𝒕̅𝟐 =



0.36+0.38+0.39



𝒕̅𝟐 =



0.42+0.48+0.51



3 3 3 3 3 3 3 3



= 0.76 = 0.75 = 0.75 = 0.76 = 0.30 = 0.37 = 0.38 = 0.47



>Percobaan B 𝒕̅𝟏 =



0.77+0.77+0.77



𝒕̅𝟏 =



0.77+0.77+0.84



𝒕̅𝟏 =



0.87+0.83+0.83



𝒕̅𝟏 =



0.89+0.93+0.96



𝒕̅𝟐 =



0.35+0.35+0.36



𝒕̅𝟐 =



0.32+0.33+0.29



3 3 3 3 3 3



= 0.77 = 0.79 = 0.84 = 0.93 = 0.35 = 0.31



34



𝒕̅𝟐 =



0.29+0.20+0.29



𝒕̅𝟐 =



0.26+0.26+0.26



3



= 0.26



3



= 0.26



3. Menghitung percepatan >Percobaan A a= a= a= a=



2×0.12 0.762 2×0.12 0.752 2×0.12 0.752 2×0.12 0.762



= 0.415 m/s2 = 0.427 m/s2 = 0.427 m/s2 = 0.415 m/s2



>Percobaan B a= a= a= a=



2×0.12 0.772 2×0.14 0.792 2×0.16 0.842 2×0.18 0.932



= 0.405 m/s2 = 0.449 m/s2 = 0.453 m/s2 = 0.416 m/s2



4. Menghitung kecepatan >Percobaan A 0.12



v = 0.30 = 0.40 m/s 0.14



v = 0.37 = 0.38m/s 0.16



v = 0.38 = 0.42 m/s 0.18



v = 0.47 = 0.38 m/s



>Percobaan B 0.12



v = 0.35 = 0.34 m/s



35



0.12



v = 0.31 = 0.39 m/s 0.12



v = 0.26 = 0.46 m/s 0.12



v = 0.26 = 0.46 m/s



5. Menghitung momen inersia >Percobaan A I=



[0.01027×9.8×0.062 ]−[0.421×0.062 (0.10017+0.10033+0.01027)] 0.421



= 0.000101859



>Percobaan B I=



[0.01027×9.8×0.062 ]−[0.43075×0.062 (0.10017+0.10033+0.01072)] 0.43075



= 0.0000823786



36



LAMPIRAN B JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS KHUSUS



37



Lampiran B. Jawaban Pertanyaan dan Tugas Khusus B.1 Jawaban Pertanyaan 1. Apabila diameter katrol dan massa beban dalam percobaan diubah, apakah mampu mempengaruhi data yang didapatkan? Mengapa demikian?



Jawab: Ya, Perubahan diameter pada katrol bisa merubah nilai percepatan sistem katrol, jika diameter katrol semakin besar, maka percepatannya akan menurun, begitu juga dengan perubahan pada massa beban akan berpengaruh.



1. Dua buah benda yang masing-masing bermassa 4 kg dan 12 kg digantung dengan seutas tali melalui sebuah katrol yang massa dan diameternya dapat diabaikan. Hitunglah percepatan gerak system dan tegangan yang dialami oleh tali! Jawab: a= a=



(𝑀𝑏 −𝑀𝑎 )𝑔 𝑀𝑎 +𝑀𝑏



(12−4)10 4+12 80



a=16 a=5 m/s2 ∑𝐹 = 𝑚 .𝑎



Wb - T = m .a 120 - T= 12.5 T = 60 N 2. Ujung sebuah balok bermassa 12 kg ditarik di sebuah bidang datar kasar dengan gaya 60 N. Berapakah gaya gesek yang bekerja pada balok tersebut jika koefisien gesek kinetiknya 0,2 dan gaya Tarik yang bekerja pada balok tersebut membentuk sudut 53° terhadap garis vertikal? Jawab:



38



∑ 𝐹𝑦 = 0



N + Fysin𝜃 – W = 0 4



N + 60.5 – 120 = 0 N = 120 – 48 N = 72 N fges = 𝜇𝑘 . 𝑁 fges = 0,2 . 72= 14,4 N 3. Seorang mahasiswa FT UNTIRTA melakukan percobaan penimbangan badan di dalam sebuah lift. Saat lift belum bergerak, timbangan menunjukkan angka 65 kg. Sesaat setelah lift bergerak mahasiswa ini merasa sedikit pusing dan timbangan pun menunjukkan angka tertinggi sebesar 75 kg, hal ini terjadi pula sesaat sebelum lift behenti. Di tengah perjalanan, ternyata timbangan menunjukkan angka konstan 72 kg. Berapakah percepatan gerak lift tersebut? Mengapa timbangan menunjukkan angka tertinggi sesaat lift akan bergerak dan berhenti? Jelaskan!



Jawab: W’= W+F W’ = m.g + m.a 720 = 650 + 65a 70 = 65a 70



𝑎 = 65 = 1.07 m/s2



39



LAMPIRAN C GAMBAR ALAT DAN BAHAN



40



Lampiran C Gambar alat dan bahan



Gambar C.1 Stopwatch



Gambar C.3 Pemegang beban berpegas



Gambar C.5 Neraca



Gambar C.2 Pesawat atwood



Gambar C.4 Tali



Gambar C.6 Beban Tambahan



41



Gambar C.7 Beban m1



Gambar C.9 Penahan beban berlubang



Gambar C.11 Penggaris



Gambar C.8 Beban m2



Gambar C.10 Penahan beban tanpa Berlubang



42



LAMPIRAN D BLANGKO PERCOBAAN



KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA



LABORATORIUM FISIKA TERAPAN Jalan Jenderal Sudirman Km. 3 Cilegon 42435 Telp. (0254) 395502 Website: http://fisdas.ft-untirta.ac.id Email: [email protected]



BLANGKO PERCOBAAN PESAWAT ATWOOD DATA PRAKTIKAN Gega Azzrafitrullah Esfafate 3331200056/C 2 Teknik Mesin Aris Firdaus, Muhammad Rifqi, Narendra Putra Vendana 3 Desember 2020



NAMA NIM / GRUP JURUSAN REKAN TGL. PERCOBAAN M1 (g) M2 (g) m (g)



100.1 100.3 10.3



100.2 100.3 10.3



100.2 100.4 10.2



PERCOBAAN A a) M2 + m = 110.6 g AB 12 12 12 12 (cm) t1(detik) 0.74 0.77 0.77 0.77 0.74 0.74 0.73 0.77 0.74 0.74 0.77 0.77 0.76 0.75 0.75 0.76 𝑡̅1 (detik) a (m/s2) BC (cm) t2(detik)



0.415



0.427



0.427



0.415



12



14



16



18



0.29 0.29 0.32 0.33 0.38 0.39 0.36 0.38 0.39 0.42 0.48 0.51



𝑡̅2 (detik)



0.30



0.37



0.38



0.47



v (m/s)



0.40



0.38



0.42



0.38



0.00096249



I (kgm2) PERCOBAAN B b) M2 + m = 110.6 g AB 12 (cm) t1(detik) 0.77 0.77 𝑡̅1 (detik) 2



0.77 0.77 0.77



16 0.84



0.87 0.83 0.83



18 0.89



0.93



0.77



0.79



0.84



0.93



0.405



0.449



0.453



0.416



12



12



12



12



a (m/s ) BC (cm) t2(detik)



0.35 0.35



𝑡̅2 (detik)



0.35



v (m/s)



0.34



I (kgm2)



14



0.36 0.32



0.33



0.29 0.29



0.20 0.29 0.26



0.26



0.31



0.26



0.26



0.39



0.46



0.46



0.000924506 43



0.96



0.26



KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA



LABORATORIUM FISIKA TERAPAN Jalan Jenderal Sudirman Km. 3 Cilegon 42435 Telp. (0254) 395502 Website: http://fisdas.ft-untirta.ac.id Email: [email protected]



Grafik Kecepatan Percobaan A (𝒗𝑨 ) terhadap Waktu (𝒕̅𝟐 )



0.43 0.42



va (m/s)



0.41 0.4 0.39 0.38 0.37 0.36 0.3



0.37



0.38



0.47



t2 (sekon)



Grafik Percepatan Percobaan B (𝒂𝑩 ) terhadap Waktu (𝒕̅𝟏 )



0.46 0.45



ab (m/s2)



0.44 0.43 0.42 0.41 0.4 0.39 0.38 0.77



0.79



0.84



0.93



t1 (sekon)



Suhu ruang awal Suhu ruang akhir Sikap barometer awal Sikap barometer akhir



= = = =



26℃ 26℃ 760 mmHg 760 mmHg