![MODUL PRAKTIKUM FISIKA KELAS XI Ungu [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/modul-praktikum-fisika-kelas-xi-ungu.jpg)
9 0 1 MB
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
KARTU TANDA PESERTA PRAKTIKUM FISIKA
Nama
:
Kelas
:
Kelompok
:
No.
Jenis Praktikum
Praktik Tanggal
1.
Titik Berat
2.
Hukum Hooke
3.
Hukum Archimedes
4.
Teori Torricelli
5.
Kalorimeter
6.
Gelombang Stasioner
7.
Pembiasan Cahaya
8.
Lensa
TTD
Laporan Tanggal
TTD
Post Test Tanggal
TTD
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
1 A.
TITIK BERAT
TUJUAN PRAKTIKUM Menentukan letak titik berat suatu bidang
B.
LANDASAN TEORI Benda tegar terdiri atas partikel-partikel yang tiap partikelnya mempunyai berat tertentu. Jika semua berat partikel pada benda tersebut dijumlahkan, maka hasilnya sama dengan berat benda. Titik tangkap gaya berat benda pada suatu benda disebut titik berat. Untuk benda homogen yang mempunyai massa jenis homogen, maka koordinat titik berat benda tersebut (xo , yo) dapat dinyatakan sebagai berikut : Jenis Benda
Koordinat xo
Koordinat yo
Benda Satu Dimensi
x0 =
L1 x1 + L2 x2 + L3 x3 + … … … L1 + L2 + L3 + … … … . .
y0 =
L1 y1 + L2 y2 + L3 y3 + … … … L1 + L2 + L3 + … … … . .
Benda Dua Dimensi
x0 =
A1 x1 + A2 x2 + A3 x3 + … … … A1 + A2 + A3 + … … … . .
y0 =
A1 y1 + A2 y2 + A3 y3 + … … … A1 + A2 + A3 + … … … . .
Benda Tiga Dimensi
x0 =
V1 x1 + V2 x2 + V3 x3 + … … … V1 + V2 + V3 + … … … . .
y0 =
V1 y1 + V2 y2 + V3 y3 + … … … V1 + V2 + V3 + … … … . .
dengan L = panjang (m), A = luas (m2), dan V = volume (m3)
C.
D.
ALAT DAN BAHAN 1.
Bidang yang akan ditentukan titik beratnya
4. Paku besar 1 buah
2.
Benang secukupnya
5. Mistar 1 buah
3.
Beban 1 buah
6. Balpoint 1 buah
LANGKAH KERJA 1.
Ikatkan ujung tali pada bandul
2.
Gantungkan bandul tersebut dengan mengikatkan tali pada paku
3.
Siapkan bidang yang akan ditentukan titik beratnya. Setiap sudut bidang terdapat lubang
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
4.
Gantungkan bidang dengan memasukkan lubang pada paku
5.
Tunggu sampai bidang dalam keadaan seimbang
6.
Tarik garis dari lubang sampai ujung bandul
7.
Ulangi langkah (1) sampai (6) dengan lubang berbeda
8.
Tentukan titik potong semua garis tersebut
9.
Ukur panjang garis dari titik dasar bidang sampai titik potong tersebut
10. Catat hasil pengukuran ke dalam tabel
E.
TABEL PENGAMATAN Bentuk Bidang
xo (cm)
yo (cm)
(gambar)
(gambar)
(gambar)
(gambar)
F.
PERTANYAAN 1.
Bagaimana letak titik berat bidang antara ketika digantungkan pada lubang satu dengan lubang yang lain ?
2.
Bagaimana koordinat titik berat (xo,yo) bidang antara ketika digantungkan pada lubang satu dengan lubang yang lain ?
3.
Hitunglah koordinat titik berat (xo,yo) bidang secara rumus matematisnya !
4.
Bandingkan koordinat titik berat (xo,yo) bidang hasil praktikum dan hasil perhitungan rumus matematisnya !
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
G.
KESIMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
2 A.
HUKUM HOOKE
TUJUAN PRAKTIKUM 1.
Menentukan hubungan antara gaya yang bekerja pada pegas dengan pertambahan panjang pegas
2.
B.
Menentukan konstanta pegas
LANDASAN TEORI Sebuah benda dapat mengalami perubahan ukuran (panjang, luas, atau volume) dan bentuk ketika diberi gaya. Jika sebuah pegas diatrik dengan gaya tertentu, maka panjangnya akan bertambah. Ketika gaya tarik dihilangkan, pegas akan kembali ke keadaan semula. Jika beberapa pegas ditarik dengan gaya yang sama, pertambahan panjang setiap pegas akan berbeda. Perbedaan ini disebabkan oleh karakteristik setiap pegas yang dinyatakan dengan konstanta pegas (k). Secara matematis hubungan antara gaya yang bekerja (F) dalam newton, konstanta pegas (k) dalam N/m dan pertambahan panjang (∆x) dalam meter dirumuskan dalam Hukum Hooke :
C.
D.
𝑭 = 𝒌 . ∆𝒙
ALAT DAN BAHAN 1.
Pegas 2 buah yang terbuat dari bahan berbeda
2.
Beban 3 buah dengan massa berbeda
3.
Mistar 1 buah
4.
Statif seperangkat
LANGKAH KERJA 1.
Pasang seperangkat statif percobaan
2.
Gantung pegas pertama pada statif
3.
Ukurlah panjang pegas sebelum diberi beban sebagai panjang mula-mula (xo)
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
4.
Gantungkan sebuah beban pada ujung bawah pegas dan tunggu sampai pegas dalam keadaan diam kembali. Dalam hal ini, beban yang digantung berperan sebagai gaya (F) yang bekerja pada pegas
5.
Ukurlah panjang pegas ketika beban masih tergantung sebagai panjang akhir (xt)
E.
6.
Catat hasil pengukuran pada tabel pengamatan
7.
Ulangi langkah (1) sampai (6) dengan mengganti beban yang lain
8.
Ulangi langkah (1) sampai (7) untuk pegas kedua
TABEL PENGAMATAN Pegas 1 No.
Massa Beban
Berat Beban
Panjang Awal (xo)
Panjang Akhir (xt)
Pertambahan Panjang (∆x = xt – xo)
Berat Beban
Panjang Awal (xo)
Panjang Akhir (xt)
Pertambahan Panjang (∆x = xt – xo)
1. 2. 3.
Pegas 2 No.
Massa Beban
1. 2. 3.
F.
PERTANYAAN 1.
Bagaimana pengaruh berat beban (F) terhadap pertambahan panjang pegas (∆x) untuk pegas pertama dan pegas kedua?
2.
Buatlah grafik antara berat beban (F) dengan pertambahan panjang pegas (∆x) untuk pegas pertama dan pegas kedua!
3.
Berdasarkan grafik tersebut, jelaskan hubungan antara berat beban (F) dengan pertambahan panjang (∆x) !
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
4.
Berdasarkan grafik tersebut, konstanta pegas (k) ditunjukkan oleh kemiringan (gradien) grafik. Hitunglah gradien grafik tersebut untuk pegas pertama dan pegas kedua !
Grafik Pegas Pertama
Grafik Pegas Kedua
F (N)
F (N)
∆x (m)
G.
KESIMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
∆x (m)
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
3 A.
B.
HUKUM ARCHIMEDES
TUJUAN PRAKTIKUM 1.
Mengamati fenomena gaya ke atas dalam zat cair
2.
Menentukan besar gaya apung yang dikerjakan oleh zat cair pada benda
LANDASAN TEORI Pernahkah kamu mengangkat benda di dalam air ? Apa yang kamu rasakan ? Adakah perbedaan berat benda tersebut di dalam air dengan beratnya di udara ? Ketika kita mengangkat suatu benda di dalam zat cair, benda akan terasa lebih ringan jika dibandingkan ketika kita mengangkatnya di udara. Hal ini menunjukkan adanya suatu gaya yang membantu mengangkat benda ke atas, sehingga berat benda seolah-olah berkurang. Gaya ini disebut dengan Gaya Archimedes. Menurut Hukum Archimedes : “Sebuah benda yang tercelup sebagian atau seluruhnya ke dalam fluida, akan mengalami gaya ke atas atau gaya apung (FA) yang besarnya sama dengan berat fluida yang dipindahkannya (Wf ).” 𝑭𝑨 = 𝑾𝒇
𝑭𝑨 = 𝝆𝒇 𝑽𝒇 𝒈
dengan 𝝆𝒇 = massa jenis fluida (kg/m3), 𝑽𝒇 = volume fluida yang dipindahkan (m3), 𝒈= percepatan gravitasi (m/s2).
C.
ALAT DAN BAHAN 1.
Neraca pegas 1 buah
2.
Wadah yang berlubang 1 buah
3.
Gelas ukur 1 buah
4.
Beban 5 buah dengan massa yang berbeda
5.
Air secukupnya
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
D.
LANGKAH KERJA 1.
Isilah wadah yang berlubang dengan air sampai permukaan air tersebut tepat berada di bawah lubang pancuran.
2.
Letakkan gelas ukur di bawah pancuran untuk menampung air yang tumpah.
3.
Timbanglah berat beban di udara (Wu) kemudian masukkan ke dalam air
4.
Timbanglah berat balok di air (WA) dengan menggunakan neraca pegas.
5.
Ukurlah volume fluida yang tumpah (Vf ) pada gelas ukur.
6.
Hitunglah berat fluida yang tumpah (Wf) dengan menggunakan persamaan di atas.
E.
7.
Catat hasil praktikum pada tabel pengamatan.
8.
Ulangi langkah (1) sampai (7) untuk massa beban yang berbeda
TABEL PENGAMATAN No.
Massa Beban
Wu
WA
Wu - WA
Vf
Wf
1. 2. 3. 4. 5.
F.
PERTANYAAN 1.
Bagaimana berat masing-masing beban ketika di udara dan air ? Jelaskan !
2.
Bandingkan nilai Wu - WA dengan Wf untuk masing-masing beban !
3.
Pada soal nomor 2, jika nilai Wu - WA berbeda dengan Wf maka jelaskan kendala yang dihadapi saat melakukan praktikum !
G.
KESIMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
4 A.
TEORI TORRICELLI
TUJUAN PRAKTIKUM 1.
Memahami Teori Torricelli (salah satu penerapan Persamaan Bernoulli)
2.
Mengamati kecepatan aliran zat cair yang keluar dari lubang kebocoran sempit
3.
Menentukan jarak jatuhnya air (untuk pertama kalinya) dari lubang kebocoran sempit
4.
B.
Menentukan waktu tempuh aliran air dari lubang kebocoran sampai dasar
LANDASAN TEORI Bejana besar berisi zat cair dengan permukaan yang luas sekali dalam keadaan terbuka dan pada bagian samping bejana terdapat lubang kebocoran yang sangat sempit. Karena luas penampang lubang kebocoran jauh lebih kecil daripada luas permukaan bejana, maka ketika zat cair keluar dari lubang kebocoran, gerakan turun permukaan air pada permukaan bejana sangat lambat sehingga kecepatan turunnya permukaan zat cair dapat dianggap sama dengan nol. Dengan menerapkan persamaan Bernoulli pada kasus bejana ini, maka dapat dibuktikan bahwa kecepatan aliran zat cair yang keluar dari lubang kebocoran untuk pertama kalinya adalah : 𝒗 = √𝟐𝒈𝒉𝑨 hA dengan : 𝒗
𝒗 = kecepatan aliran zat cair yang keluar dari lubang kebocoran
hB
(m/s) 𝒈 = percepatan gravitasi (m/s2) X
𝒉𝑨 = jarak lubang kebocoran terhadap permukaan zat cair (m)
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
Jika arah lubang kebocoran horisontal, maka gerakan zat cair setelah keluar dari lubang kebocoran adalah gerak parabola dengan sudut elevasi 00. Selanjutnya, dengan menggunakan formula gerak parabola dapat dibuktikan bahwa jarak mendatar (x) yang ditempuh oleh zat cair adalah : 𝒙 = 𝟐 √𝒉𝑨 𝒉𝑩
dengan 𝒉𝑩 = jarak lubang kebocoran terhadap permukaan bawah (m)
dan waktu yang dibutuhkan aliran air dari lubang kebocoran sampai permukaan bawah (t) adalah : 𝒕= √
C.
D.
𝟐𝒉𝑩 𝒈
ALAT DAN BAHAN 1.
Bejana besar dengan lubang di sampingnya
2.
Air secukupnya
3.
Meteran 1 buah
4.
Isolatif 1 buah
5.
Stopwatch 1 buah
LANGKAH KERJA Pengamatan Kecepatan Aliran Air yang Keluar dari Lubang Kebocoran 1.
Tutuplah lubang kebocoran yang terdapat pada bejana terlebih dahulu
2.
Isilah bejana dengan air sampai penuh
3.
Buka semua lubang kebocoran secara serempak
4.
Amati aliran air yang keluar untuk setiap lubang kebocoran
5.
Perhatikan kecepatan air yang keluar di setiap lubang
6.
Gambarkan bentuk pancaran air pada bagian tabel pengamatan
Pengukuran Jarak Jatuhnya Air yang Keluar dari Lubang Kebocoran 1.
Tutuplah lubang kebocoran yang terdapat pada bejana terlebih dahulu
2.
Isilah bejana dengan air sampai penuh dan selama praktikum berlangsung usahakan air dalam bejana tetap penuh
3.
Tentukan salah satu lubang kebocoran yang akan dibuka
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
4.
Ukurlah jarak lubang tersebut terhadap permukaan air (hA) dan jarak lubang terhadap permukaan bawah (hB)
5.
Buka lubang tersebut dan amati aliran air yang keluar
6.
Ukurlah jarak horisontal dari titik lubang sampai titik jatuhnya air ke permukaan bawah (x)
7.
Catat hasil pengukuran ke dalam tabel pengamatan
8.
Ulangi langkah (1) sampai (7) untuk lubang yang berbeda
Pengukuran Waktu Tempuh Air yang Keluar dari Lubang Kebocoran Sampai Dasar 1.
Tutuplah lubang kebocoran yang terdapat pada bejana terlebih dahulu
2.
Isilah bejana dengan air sampai penuh dan selama praktikum berlangsung usahakan air dalam bejana tetap penuh
3.
Tentukan salah satu lubang kebocoran yang akan dibuka
4.
Ukurlah jarak lubang tersebut terhadap permukaan air (hA) dan jarak lubang terhadap permukaan bawah (hB)
5.
Siapkan stopwatch untuk mengukur waktu lamanya pancaran air sampai ke permukaan bawah
E.
6.
Buka lubang tersebut dan jalankan stopawatch secara bersamaan
7.
Catat hasil pengukuran ke dalam tabel pengamatan
8.
Ulangi langkah (1) sampai (7) untuk lubang yang berbeda
TABEL PENGAMATAN Pengamatan Kecepatan Aliran Air yang Keluar dari Lubang Kebocoran Gambarkan pancaran air di setiap lubang
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
Pengukuran Jarak Jatuhnya Air yang Keluar dari Lubang Kebocoran No.
Lubang
1.
Lubang 1
2.
Lubang 2
3.
Lubang 3
4.
Lubang 4
5.
Lubang 5
hA
hB
Xpraktikum
Xmatematis
Pengukuran Waktu Tempuh Air yang Keluar dari Lubang Kebocoran Sampai Dasar No.
F.
Lubang
1.
Lubang 1
2.
Lubang 2
3.
Lubang 3
4.
Lubang 4
5.
Lubang 5
hA
hB
t praktikum
t matematis
PERTANYAAN 1.
Pada praktikum pertama, Bagaimana kecepatan pancaran air yang keluar dari setiap lubang ?
2.
Berdasarkan jawabanmu pada nomor 1, jelaskan mengapa terjadi demikian !
3.
Bagaimana jarak jatuhnya air di permukaan untuk setiap lubang ?
4.
Bagaimana waktu yang dibutuhkan pancaran air untuk sampai ke permukaan bawah untuk setiap lubang ?
5.
Bandingkan jarak jatuhnya air di permukaan berdasarkan hasil praktikum dan hasil perhitungan matematisnya !
6.
Bandingkan waktu yang dibutuhkan pancaran air untuk sampai ke permukaan berdasarkan hasil praktikum dan hasil perhitungan matematisnya !
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
G.
KESIMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
5 A.
B.
KALORIMETER
TUJUAN PRAKTIKUM 1.
Memahami penerapan Azas Black pada kalorimeter
2.
Menentukan nilai kalor jenis suatu benda
LANDASAN TEORI Dalam fisika, kalor didefinisikan sebagai energi yang mengalir dari benda yang bersuhu lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah ketika kedua benda bersentuhan satu sama lain hingga suhu keduanya sama dan keseimbangan termal tercapai. Jadi dapat dikatakan bahwa pemberian kalor pada benda mengakibatkan perubahan suhu benda. Banyaknya kalor yang dibutuhkan oleh benda untuk mengubah suhunya sebesar 10C atau 1 K disebut kapasitas kalor (C).
𝑸 𝑪= ∆𝑻
dengan C adalah kapasitas kalor (J/K), Q adalah kalor (J) ∆T adalah perubahan suhu (K)
Namun ternyata jika kita memberikan kalor yang sama dalam waktu yang sama pada benda yang berbeda, perubahan suhu kedua benda tersebut belum tentu sama. Hal ini bergantung pada kemampuan menyerap kalor setiap benda yang disebut dengan kalor jenis (c) . Kalorimeter terdiri atas sebuah wadah air yang dilengkapi dengan isolator supaya tidak terjadi pertukaran energi antara kalorimeter dengan lingkungannya. Selain itu, kalorimeter juga dilengkapi dengan termometer untuk mengukur suhu air dan sebuah pengaduk supaya suhu air di dalam kalorimeter merata.
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
Setelah terjadi kesetimbangan termal antara air dan zat yang akan diukur kalor jenisnya, maka berlaku persamaan Azas Black :
𝑸𝒍𝒆𝒑𝒂𝒔 = 𝑸𝒔𝒆𝒓𝒂𝒑 Pada percobaan ini akan ditentukan kalor jenis berbagai macam logam. Logam yang telah dipanaskan dengan alat pemanas kemudian dimasukkan ke dalam air yang bersuhu lebih rendah sehingga akan terjadi pertukaran kalor. Anggap pertukaran kalor hanya terjadi antara logam dengan kalorimeter berisi air serta pengaduknya. Benda yang mengalami penurunan suhu berarti melepaskan kalor sebesar :
𝑸𝒍𝒆𝒑𝒂𝒔 = 𝒎𝒃 𝒄𝒃 (𝑻𝒃 − 𝑻𝒇 ) Sedangkan benda yang mengalami kenaikan suhu berarti menyerap kalor sebesar :
𝑸𝒔𝒆𝒓𝒂𝒑 = 𝒎𝒃 𝒄𝒃 (𝑻𝒇 − 𝑻𝒃 ) dengan Q = kalor yang diserap/dilepas (J), mb = massa benda (kg), cb = kalor jenis benda (J kg-1 K-1), Tb = suhu awal benda (K), dan Tf = suhu akhir setelah terjadi kesetimbangan termal (K)
C.
D.
ALAT DAN BAHAN 1.
Kalorimeter lengkap dengan pengaduknya
7. Pembakar spiritus
2.
Termometer
8. Air
3.
Bahan yang akan ditentukan kalor jenisnya
9. Tali nilon
4.
Gelas kimia 250 ml
10. Korek Api
5.
Neraca
11. Kaki Tiga
LANGKAH KERJA 1.
Timbang massa kalorimeter kosong beserta pengaduknya menggunakan neraca
2.
Isi kalorimeter dengan air bersih lalu timbang kembali massa kalorimeter berisi air tersebut
3.
Tunggu 1 menit, kemudian ukur suhu air dalam kalorimeter menggunakan termometer. Tutup kalorimeter tersebut
4.
Ambil benda yang akan ditentukan kalor jenisnya dan timbanglah massanya
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
5.
Ikat benda tersebut dengan tali nilon
6.
Siapkan gelas kimia kemudian isi dengan air bersih secukupnya
7.
Masukkan benda yang akan ditentukan kalor jenisnya ke dalam gelas kimia berisi air tersebut
8.
Siapkan pembakar spiritus dan kaki tiga. Letakkan gelas kimia tadi di atas kaki tiga. Nyalakan pembakar spiritusnya
9.
Teruskan memanaskan gelas kimia sampai air di dalamnya mendidih dan biarkan airnya mendidih selama 1 – 2 menit
10. Ukurlah suhu air yang mendidih tersebut menggunakan termometer 11. Buka penutup kalorimeter, pegang sedekat mungkin dengan gelas kimia. Lalu angkat benda dari dalam gelas kimia yang berisi air mendiidh tadi dan cepatcepat masukkan ke dalam kalorimeter 12. Tutup kalorimeter dan aduklah sambil mengamati suhu yang ditunjukkan termometer pada kalorimeter. Tunggu sampai suhu tidak berubah-ubah (mencapai kesetimbangan termal). Inilah suhu akhir kalorimeter dan isinya 13. Catat hasil pengukuran ke dalam tabel pengamatan 14. Ulangi langkah (1) sampai (13) untuk benda yang berbeda
E.
TABEL PENGAMATAN Pengukuran Awal Massa kalorimeter kosong + pengaduknya = ........... kg
Menentukan Kalor Jenis Benda 1 Massa benda 1 = ............ kg Massa kalorimeter berisi air + pengaduknya = ................ kg Massa air dalam kalorimeter = ................ kg Suhu awal kalorimeter yang berisi air = ........... K Suhu benda 1 saat air mendidih = ............. K Suhu akhir kalorimeter (setelah benda dimasukkan ke dalamnya) = ........... K Kalor jenis air = 4,2 x 103 J kg-1 K-1 Kalor jenis benda 1 = ........... J kg-1 K-1
Catatan : Tabel pengamatan untuk benda 2 dan benda 3 sama seperti benda 1
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
F.
PERTANYAAN 1.
Menurut kamu, bagaimana penerapan Azas Black pada praktikum ini?
2.
Apa yang dimaksud dengan keadaan setimbang termal ?
3.
Pada praktikum ini, manakah yang berperan melepaskan kalor? Dan manakah yang berperan menyerap kalor ?
4.
Berdasarkan praktikum berapakah nilai kalor jenis benda 1, benda 2, dan benda 3?
5.
Bandingkan nilai kalor jenis benda hasil praktikum dengan kalor jenis dari teori di buku !
G.
KEISMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
6 A.
B.
GELOMBANG STASIONER
TUJUAN PRAKTIKUM 1.
Memahami konsep gelombang stasioner
2.
Mengidentifikasi simpul dan perut gelombang
3.
Menentukan panjang gelombang dan cepat rambat gelombang
LANDASAN TEORI Gelombang stasioner adalah jenis gelombang yang memiliki amplitudo tidak tetap. Gelombang merambat di sepanjang suatu medium dan ketika sampai ke batas medium, gelombang tersebut akan dipantulkan kembali. Apabila gelombang datang itu terus ada, maka gelombang pantul juga akan terus ada sehingga akan terjadi superposisi. Bila kondisi memugkinkan, superposisi itu akan menghasilkan gelombang yang disebut gelombang stasioner atau gelombang diam. Gelombang stasioner memiliki ciri adanya titik-titik yang tidak bergetar atau memiliki amplitudo minimum (yang disebut simpul) pada jarak-jarak tertentu dan adanya titik-titik yang memiliki amplitudo maksimum (yang disebut perut) pada jarak-jarak tertentu pula. Untuk gelombang stasioner transversal yang merambat pada seutas tali dapat digambarkan sebagai berikut :
Jarak antara tiga simpul berurutan sama dengan panjang gelombang (𝜆) Sedangkan cepat rambat gelombang (v) dapat ditentukan menggunakan persamaan:
𝒗 = 𝝀 .𝒇
dengan f adalah frekuensi (Hz).
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
Pada praktikum ini, sebagai sumber getaran digunakan pembangkit getaran. Pembangkit getaran bekerja dengan bantuan audio generator. Keluaran generator diumpankan ke pembangkit getaran, yang menyebabkan sebuah batang pada pembangkit getaran itu bergetar dengan frekuensi sama dengan frekuensi yang dihasilkan oleh generator audio. Frekuensi dan amplitudo generator audio dapat diubah-ubah (diatur).
C.
D.
ALAT DAN BAHAN 1.
Audio generator
6. Beban bercelah dan penggantungnya
2.
Tali nilon
7. Mistar
3.
Katrol meja
8. Kabel penghubung merah dan hitam
4.
Pembangkit getaran
5.
Klem G
LANGKAH KERJA 1.
Hubungkan tali pada alat pembangkit getaran dan katrol kemudian ujung tali digantungi beban seperti pada gambar
2.
Ukur panjang tali (l) 50 cm dari batang penggetar sampai ke katrol
3.
Gantung beban bermassa 50 gram pada ujung tali (bagian katrol). Beban yang digantung ini memberikan tegangan pada tali sebesar T = m . g (nilai g yang digunakan 9,8 m/s2)
4.
Hubungkan generator audio dengan pembangkit getaran menggunakan kabel penghubung
5.
Hidupkan generator audio dan atur frekuensinya sampai tali terlihat membentuk pola gelombang
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
6.
Setelah gelombang mengenai katrol, gelombang tersebut akan dipantulkan oleh katrol kembali ke alat penggetar sehingga akan terjadi superposisi antara gelombang pantul dan gelombang datang
7.
Atur frekuensinya (fo) agar terbentuk pola seperti berikut :
8.
Catat besar frekuensi dan ukurlah panjang gelombang (𝜆𝑜 ) terjadi pada tali
9.
Atur kembali frekuensinya (f1) sehingga terbentuk pola seperti berkut :
10. Catat besar frekuensi dan ukurlah panjang gelombang (𝜆1 ) yang terjadi pada tali 11. Atur kembali frekuensinya (f2) sehingga terbentuk pola seperti berikut :
12. Catat besar frekuensinya dan ukurlah panjang gelombang (𝜆2 ) yang terjadi pada tali 13. Ulangi langkah (1) sampai (8) dengan menggunakan massa beban yang berbeda dan panjang tali yang berbeda (lihat tabel pengamatan)
E.
No.
TABEL PENGAMATAN
Panjang
Tegangan
fo
Tali (l)
Tali (T)
(Hz)
(m)
(N)
1.
0,5
0,49
2.
0,5
0,98
3.
1,5
0,49
4.
1,5
0,98
𝜆𝑜 (m)
𝑣𝑜 = 𝑓𝑜 . 𝜆𝑜
f1
(m/s)
(Hz)
𝜆1 (m)
𝑣1 = 𝑓1 . 𝜆1
f2
(m/s)
(Hz)
𝜆2 (m)
𝑣2 = 𝑓2 . 𝜆2 (m/s)
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
F.
PERTANYAAN 1.
Berdasarkan praktikum, syarat apa yang harus dipenuhi agar tali mengalami gelombang stasioner ?
2.
Pada praktikum dengan panjang tali sama namun tegangan berbeda, bagaimana perbandingan frekuensi fo , f1 , dan f2 ? Bagaimana pula perbandingan panjang gelombang 𝜆𝑜 , 𝜆1 , dan 𝜆2 ?
3.
Pada praktikum dengan besar tegangan sama namun panjang tali berbeda, bagaimana perbandingan frekuensi fo , f1 , dan f2 ? Bagaimana pula perbandingan panjang gelombang 𝜆𝑜 , 𝜆1 , dan 𝜆2 ?
G.
4.
Bagaimana pengaruh panjang tali terhadap frekuensi ?
5.
Bagaimana pengaruh besar tegangan tali terhadap cepat rambat gelombang ?
KESIMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
7 A.
B.
PEMBIASAN CAHAYA
TUJUAN PRAKTIKUM 1.
Memahami konsep pembiasan cahaya pada dua buah medium
2.
Mengidentifikasi sudut datang, sudut bias, dan garis normal
3.
Menentukan besar indeks bias medium kaca plan paralel
LANDASAN TEORI Pembiasan cahaya (refraksi) merupakan pembelokkan arah rambat cahaya jika cahaya melewati dua buah medium yang berbeda kerapatannya.
(a) sendok terlihat patah
(b) sinar lampu senter yang berbelok ketika diarahkan ke larutan tepung kanji
ketika dimasukkan ke dalam air
Hukum Pembiasan Cahaya N
N
Sinar datang (garis normal)
Keterangan :
(garis normal) Sinar bias
Medium 1 : kurang rapat
i
r
Medium 2 : lebih rapat
Medium 1 Batas medium Medium 2
r
Sinar bias
𝑖
: sudut datang
𝑟
: sudut bias
i
Sinar datang
a.
Sinar datang, garis normal dan sinar bias terletak pada satu bidang datar.
b.
Sinar datang dari medium kurang rapat menuju medium lebih rapat, maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Sedangkan jika sinar datang dari
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
medium lebih rapat menuju medium kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan menjauhi garis normal. Setiap medium memiliki kemampuan membiaskan cahaya yang berbeda-beda bergantung pada nilai indeks bias medium tersebut. Indeks bias ada dua macam, yaitu : a.
Indeks bias mutlak (n) Indeks bias mutlak suatu medium didefinisikan sebagai perbandingan cepat rambat cahaya di ruang hampa (c) terhadap cepat rambat cahaya di medium tersebut (v). 𝒏=
b.
𝒄 𝒗
Indeks bias relatif (n) Indeks bias relatif suatu medium didefinisikan sebagai perbandingan indeks bias medium tersebut (n1) terhadap medium yang lain (n2). 𝒏𝟏 𝒏𝟐 𝒏𝟏𝟐 = 𝒏𝟐𝟏 = 𝒏𝟐 𝒏𝟏 dimana n12 adalah indeks bias relatif medium 1 terhadap medium 2 dan n21 adalah indeks bias relatif medium 2 terhadap medium 1 Berdasarkan Hukum Snellius, persamaan indeks bias menjadi : 𝒏𝟏 𝒔𝒊𝒏 𝒊 = 𝒏𝟐 𝒔𝒊𝒏 𝒓
dengan n1 : indeks bias medium 1 n2 : indeks bias medium 2 i
C.
D.
: sudut datang dan r : sudut bias
ALAT DAN BAHAN 1.
Kaca plan paralel 1 buah
5. Mistar 1 buah
2.
Prisma 1 buah
6. Busur pengukur sudut 1 buah
3.
Jarum atau paku secukupnya
7. Kertas HVS secukupnya
4.
Stereform 1 buah
LANGKAH KERJA 1.
Siapkan selembar kertas HVS bersih dan letakkan kaca plan paralel di atas kertas tersebut, lalu gambar segiempat dengan cara menggaris tepi kaca plan paralel.
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
2.
Simpan kaca kembali dan buatlah garis normal pada salah satu sisi segiempat yang tadi digambar.
3.
Buatlah sudut sebesar 300 terhadap garis normal
4.
Letakkan kembali kaca plan paralel sesuai dengan gambar segiempat pada kertas HVS
5.
Tancapkan satu jarum pada ujung garis sudut yang telah digambar
6.
Tancapkan satu jarum lagi di titik perpotongan garis normal dengan garis tepi kaca (menempel pada sisi kaca)
7.
Dari sisi yang berseberangan, lihatlah dua jarum tadi. Gerakkan kepala kamu sehingga melihat dua jarum tadi berhimpit. Tancapkan dua jarum lagi, satu jarum menempel permukaan kaca dan yang lain berada pada jarak tertentu dari kaca. Keempat jarum yang telah tertancap harus terlihat berhimpit antara satu dengan lainnya.
8.
Singkirkan kaca plan paralel dari atas kertas, kemudian cabut keempat jarum. Perhatikan titik-titik lubang bekas menancapnya jarum.
9.
Hubungkan titik-titik lubang tersebut
menggunakan mistar
sehingga
membentuk garis. 10. Ukur sudut-sudut yang dibentuk oleh jarum terhadap garis normal dengan menggunakan busur 11. Catat hasil pengukuran pada tabel pengamatan 12. Ulangi langkah (1) sampai (11) untuk besar sudut datang 450, 600, 750, dan 900
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
E.
TABEL PENGAMATAN No.
Sudut 𝝋𝟏
1.
300
2.
450
3.
600
4.
750
5.
F.
Sudut 𝝋𝟏 ′
Sudut 𝝋𝟐
Sudut 𝝋𝟐 ′
900
PERTANYAAN 1.
Diantara sudut 𝜑1 , 𝜑1 ′ , 𝜑2 , dan 𝜑2 ′ , manakah yang berperan sebagai sudut datang ? manakah yang berperan sebagai sudut bias ?
2.
Berdasarkan data sudut datang dan sudut bias, tentukan indeks bias kaca plan paralel tersebut !
3.
Bagaimana besar sudut datang dan sudut bias berdasarkan hasil praktikum ? Jelaskan dengan menggunakan konsep kerapatan udara dan kaca plan paralel !
G.
4.
Bagaimana perbandingan besar sudut 𝜑1 ′ dengan sudut 𝜑2 ? Jelaskan !
5.
Bagaimana perbandingan besar sudut 𝜑1 dengan sudut 𝜑2 ′ ? Jelaskan !
KESIMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
PRAKTIKUM
8 A.
B.
LENSA
TUJUAN PRAKTIKUM 1.
Mengidentifikasi sifat bayangan yang dihasilkan oleh lensa cembung
2.
Menentukan jarak fokus dan kekuatan lensa
LANDASAN TEORI Lensa merupakan suatu benda atau bahan optis yang dibatasi oleh permukaan bias lengkung. Lensa sederhana yang ditinjau hanya pada lensa tipis, yaitu lensa yang tebalnya dapat diabaikan terhadap diameter lengkung lensa. Berdasarkan ketebalan bagian tengah lensa terhadap bagian tepinya, lensa dibagi dalam dua jenis yaitu lensa cembung dan lensa cekung. Lensa cembung atau konveks adalah lensa yang bagian tenganya lebih tebal daripada bagian tepinya. Sedangkan lensa cekung atau konkaf adalah lensa yang bagian tengahnya lebih tipis daripada bagian tepinya. Berdasarkan Hukum Pembiasan Cahaya, terdapat tiga sinar istimewa pada lensa cembung sebagai berikut : a.
Sinar datang sejajar sumbu utama dibiaskan menuju titik fokus (f1)
b.
Sinar datang melalui titik fokus (f2) dibiaskan sejajar sumbu utama
c.
Sinar datang melalui titk pusat optik lensa (O) akan diteruskan tanpa dibiaskan (+)
(+)
(+)
o
o
o
f1
f2
(a)
f1
f2
(b)
f1
f2
(c)
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
Pada lensa berlaku persamaan : 1 1 1 = + 𝑓 𝑠𝑜 𝑠𝑖
s : jarak benda (m) s’ : jarak bayangan (m) f : jarak fokus (m)
𝑠𝑖 ℎ𝑖 𝑀=| |=| | 𝑠𝑜 ℎ𝑜
M : perbesaran bayangan h : tinggi benda (m) h : tinggi bayangan (m)
1 𝑃= 𝑓
P : kuat kensa (dioptri) adalah kemampuan lensa dalam mengumpulkan atau menyebarkan sinar
C.
D.
ALAT DAN BAHAN 1.
Lensa cembung
5. Catu Daya
2.
Meja optik beserta perlengkapannya
6. Sumber cahaya
3.
Rel presisi
7. Mistar
4.
Diafragma anak panah
8. Layar
LANGKAH KERJA 1.
Susunlah alat dan bahan seperti gambar rangkaian berikut
sumber cahaya
2.
diafragma anak panah
lensa cembung
layar
Atur posisi diafragma anak panah dan lensa cembung pada jarak 20 cm sebagai jarak benda (So).
3.
Nyalakan sumber cahaya
4.
Geser layar ke depan atau ke belakang sampai mendapatkan bayangan yang jelas
5.
Ukurlah jarak layar ke lensa sebagai jarak bayangan (Si)
6.
Amati sifat bayangan yang terbentuk pada layar.
7.
Catat hasilnya pada tabel pengamatan.
8.
Ulangi langkah (1) sampai (7) untuk jarak diafragma anak panah dan lensa cembung (jarak benda) yang berbeda.
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
E.
TABEL PENGAMATAN Menentukan jarak fokus (f) dan kekuatan lensa (p) No.
So (cm)
𝟏 𝑺𝒐
1.
20
2.
30
3.
40
4.
50
5.
60
(cm)
Si (cm)
𝟏 𝑺𝒊
𝟏
𝟏
+ 𝑺𝒊 (cm)
𝑺𝒐
𝒇 (cm)
P (dioptri)
Mengidentifikasi sifat bayangan yang dihasilkan lensa cembung
F.
No.
So (cm)
1.
20
2.
30
3.
40
4.
50
5.
60
Sifat bayangan yang tampak pada layar
PERTANYAAN 1.
Bagaimana hubungan antara jarak benda dengan jarak bayangan ?
2.
Bandingkan jarak fokus untuk percobaan 1, 2, 3, 4, dan 5 !
3.
Berdasarkan hasil pengamatan, secara umum bagaimana sifat bayangan yang dibentuk oleh lensa cembung ?
G.
KESIMPULAN ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ...................................................................................................................................... ......................................................................................................................................
Modul Praktikum Fisika Kelas XI SMAIT Al Kahfi
