LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
“PESAWAT ATWOOD”
Disusun oleh:
1.
Nurlaila Sari (065114111)
2.
Dita Paski
Pradevi (065114112)
3.
Warnawan (065114140)
Kelompok
Kelas “D”
Tanggal
Praktikum
19-11-2014
Asisten
Dosen:
1.
Desi TS S. Si
2.
Indra L
3.
Deta Meila P
PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................... 3
1.1 Tujuan.......................................................................................................... 3
1.2 Landasan Teori........................................................................................... 3
BAB II ALAT
DAN BAHAN.................................................................................... 7
2.1 Alat............................................................................................................. 7
2.2 Bahan......................................................................................................... 7
BAB III METODE KERJA.......................................................................................... 8
3.1 Gerak Lurus Beraturan............................................................................... 8
3.2 Gerak Lurus Berubah Beraturan................................................................. 8
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN....................................... 9
4.1 Data Pengamatan....................................................................................... 9
4.2 Perhitungan................................................................................................ 10
BAB V PEMBAHASAN............................................................................................ 13
BAB VI KESIMPULAN.............................................................................................. 14
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................... 15
LAMPIRAN................................................................................................................... 16
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Tujuan
Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa
dapat mempelajari :
1.
Penggunaan
Hukum-hukum Newton
2.
Gerak
beraturan dan berubah beraturan
3.
Menentukan
momen inersia roda/katrol
1.2 Dasar
Teori
Galileo melakukan pengamatan mengenai
benda-benda jatuh bebas. Ia menyimpulkan dari pengamatan-pengamatan yang dia
lakukan bahwa benda-benda berat jatuh dengan cara yang sama dengan benda-benda
ringan. Tiga puluh tahun kemudian, Robert Boyle, dalam
sederetan eksperimen yang dimungkinkan oleh pompa vakum barunya,
menunjukan bahwa pengamatan ini tepat benar untuk benda-benda jatuh tanpa
adanya hambatan dari gesekan udara.
Galileo mengetahui bahwa ada
pengaruh hambatan udara pada gerak jatuh. Tetapi pernyataannya walaupun
mengabaikan hambatan udara, masih cukup sesuai dengan hasil pengukuran dan
pengamatannya dibandingkan dengan yang dipercayai orang pada saat itu (tetapi tidak diuji dengan eksperimen) yaitu kesimpulan Aristoteles yang menyatakan bahwa, ”Benda yang beratnya sepuluh kali benda lain akan sampai ke
tanah sepersepuluh waktu dari waktu benda yang lebih ringan”.
Selain itu Hukum Newton I
menyatakan bahwa,
”Jika resultan gaya yang
bekerja pada suatu sistem sama dengan nol, maka sistem dalam keadaan
setimbang”.
ΣF = 0Hukum Newton II berbunyi:
”Bila gaya resultan F yang
bekerja pada suatu benda dengan massa m
tidak sama dengan nol, maka benda tersebut mengalami percepatan ke arah yang
sama dengan gaya”.
Hukum Newton II memberikan pengertian bahwa
:
1.
Arah percepatan benda sama
dengan arah gaya yang bekerja pada benda.
2.
Besarnya percepatan berbanding
lurus dengan gayanya.
3.
Bila gaya bekerja pada benda
maka benda mengalami percepatan dan sebaliknya bila benda mengalami percepatan
tentu ada gaya penyebabnya.
Pesawat Atwood bekerja dengan memanfaatkan hukum II Newton, yaitu
“percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya
total yang bekerja padanya
dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya
total yang bekerja padanya.”
Hukum Newton III:
”Setiap gaya yang diadakan pada suatu benda,
menimbulkan gaya lain yang sama besarnya dengan gaya tadi,
namun berlawanan arah”.
Gaya reaksi ini dilakukan benda pertama pada
benda yang menyebabkan gaya. Hukum ini dikenal dengan Hukum Aksi Reaksi. Faksi = -Freaksi
untuk
percepatan yang konstan maka berlaku persamaan Gerak yang disebut
Gerak Lurus Berubah Beraturan.
Bila sebuah benda berputar melalui porosnya,
maka gerak melingkar ini berlaku persamaan-persamaan gerak yang ekivalen
dengan persamaan- persamaan gerak linier. Dalam hal ini besaran fisis
momen inersia (I) yang ekivalen dengan besaran fisis massa (m) pada gerak
linier.
Momen inersia suatu benda terhadap poros
tertentu harganya sebanding dengan massa benda tersebut dan sebanding dengan
kuadrat dan ukuran atau jarak benda pangkat dua terhadap poros.
I ~ mI ~
r2 untuk
katrol dengan beban maka berlaku persamaan:
a = (m+m1) – m2 . gm + m1 + m2 + I/ r2 dengan
a = percepatan gerak m =
massa beban I = momen
inersia katrolr = jari-jari katrolg = percepatan gravitasi
Udara akan memberikan hambatan udara atau
gesekan udara terhadap benda yang jatuh. Besarnya gaya gesekan udara yang
akan gerak jatuh benda berbanding lurus dengan luas permukaan
benda. Makin besar luas permukaan benda, makin besar gaya gesekan udara
yang bekerja pada benda tersebut. Gaya ini tentu saja akan memperlambat gerak
jatuh benda.
Untuk lebih memahami secara kualitatif
tentang hambatan udara pada gerak jatuh, kita dapat mengamati gerak penerjun
payung. Penerjun mula-mula terjun dari pesawat tanpa membuka parasutnya.
Gaya hambatan udara yang bekerja pada penerjun tidak begitu besar, dan jika
parasutnya terus tidak tidak terbuka, penerjun akan mencapai kecepatan
akhir kira-kira 50 m/s ketika sampai di tanah. Kecepatan itu kira-kira sama dengan
kecepatan mobil balap yang melaju sangat cepat. Sebagai akibatnya, penerjun akan
tewas ketika sampai di tanah.
Dengan mengembangkan parasutnya, luas
permukaan menjadi cukup besar, sehingga gaya hambatan udara yang
bekerja pada penerjun cukup basar untuk memperlambat kelajuan terjun.
Berdasarkan hasil demonstrasi ini dapatlah ditarik kesimpulan sementara bahwa
jika hambatan udara dapat diabaikan maka setiap benda yang jatuhakan
mendapatkan percepatan tetap yang sama tanpa bergantung pada bentuk dan massa
benda.
Percepatan yang tetap ini disebabkan oleh
medan gravitasi bumi yang disebut percepatan gravitasi (g). Di bumi percepatan
gravitasi bernilai kira-kira 9,80 m/s2. Untuk mempermudah dalam soal sering dibulatkan menjadi 10 m/s2.
Untuk membuktikan pernyataan
diatas bahwa jika hambatan udara dihilangkan, setiap benda jatuh akan
mendapat percepatan tetap yang sama tanpa bergantung pada benda dan massa
benda, di dalam laboratorium biasanya dilakukan percobaan menjatuhkan dua benda yang
massa dan bentuknya sangat berbeda di dalam ruang vakum.
Sehubungan dengan hal di atas, Gerak Jatuh Bebas adalah
gerak suatu benda dijatuhkan dari suatu ketinggian tanpa kecepatan awal dan selama
geraknya mengalami percepatan tetap yaitu percepatan gravitasi, sehingga
gerak jatuh bebas termasuk dalam gerak lurus berubah beraturan. Perhatikan karena
dalam gerak jatuh bebas, benda selalu bergerak ke bawah maka unutk
mempermudah perhitungan, kita tetapkan arah ke bawah sebagai arah positif.
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat
1) Pesawat Atwood
2) Stopwatch
2. 1 Bahan
1) Keping, massa 2 gram
dan 4 gram
BAB III
METODE KERJA
3.1
Gerak
lurus beraturan
1. Timbangan beban m1,m2,m3,(usahakan m1=m2)
2. Letakan beban m1 pada penjepit P
3. Beban m1 pada pejepit P
4. Catat kedudukan penyangkut beban B dan meja C
(secara table)
5. Bila penjepit P di lepas, m2 dan m3 akan dipercepat
antara AB dan selanjutnya bergerak beraturan antara BC setelah tambahan beban
tersangkut di B. catat waktu yang diperlukan gerak antara BC.
6. Ulangilah percobaan di atas engan mengubah
kedudukan meja C (ingat tinggi beban m2)
7. Ulangi percobaan di atas dengan menggunakan
beban m3 yang lain.
Catatan : Seama serangkaian pengamatan berlangsung
jangan mengubah kedudukan jarak antara A dan B.
3.2
Gerak
lurus berubah beraturan :
1. Aturlah kembali seperti percobaan gerak lurus
beraturan
2. Catatlah kedudukan A dan B (secara table)
3. Bila beban M1 dilepas, maka m2 dan m3 akan
melakukan gerak lurus berubah braturan antara A dan B, catatlah waktu yang
diperlukan untuk gerak ini.
4. Ulangilah percobaan di atas dangan mengubah-ubah
kedudukan B catatlah selalu jarak AB dan waktu yang diperlukan.
5. Ulangilah percobaan diatas dengan mengubah
beban M3.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Berdasarkan pengamatan dan percobaan yang telah dilakukan pada hari Rabu 19 November 2014, maka dapat dilaporkan hasilnya sebagai berikut :
4.1 Data Pengamatan
|
Keadaan Ruangan
|
P (cm)Hg
|
T (°C)
|
C (%)
|
|
Sebelum Percobaan
|
75,5 cmHg
|
25°C
|
70%
|
|
Sesudah Percobaan
|
75,5 cmHg
|
25°C
|
70%
|
A. GLB
Massa bandul = gram
Diameter katrol = cm
Jari-jari katrol = cm
|
No.
|
Massa Keping
|
S
|
t
|
V
|
|
1.
|
2
|
25
|
1,12
|
22,32
|
|
|
30
|
1,20
|
25
|
|
|
2.
|
4
|
25
|
1,99
|
12,56
|
|
|
30
|
0,73
|
41,09
|
|
|
3.
|
6
|
25
|
0,76
|
32,89
|
|
|
30
|
0,65
|
46,15
|
|
 |
-
|
-
|
-
|
|
B. GLBB
|
No.
|
Massa Keping
|
S
|
T
|
a (cm/s2)
|
I (gr.cm2)
|
v (cm/s)
|
|
1.
|
2
|
25
|
2,37
|
8,9
|
492,12
|
21,09
|
|
30
|
2,92
|
7,03
|
2952,32
|
20,52
|
||
|
2.
|
4
|
25
|
2,20
|
10,33
|
7095,05
|
22,76
|
|
30
|
1,88
|
16,99
|
849,04
|
31,94
|
||
|
3.
|
6
|
25
|
1,44
|
24,11
|
|
34,71
|
|
30
|
1,70
|
20,76
|
2969,95
|
35,29
|
4.2 Perhitungan
A. GLB
Ø Perhitungan V
V
= 
Pada
massa keping 2
a.
V = 
b. V = 
b. V =
V = 21,27 V = 15,92
Pada
massa keping 4
a.
V = 
b. V = 
b. V =
V = 26,04 V = 32,25
Pada massa keping 6
a. V = 
b. V = 
b. V =
V = 39,08 V = 35,29
(V) = 
B. GLBB
Ø Perhitungan a
a = 
Pada massa keping 2
a. a = 
b. a = 
b. a =
a = 10,05 a = 5,76
Pada massa keping 4
a. a = 
b. a = 
b. a =
a =
11,55 a = 14,1
Pada massa keping 6
b. a = 
b. a = 
b. a =
a
= 16,9 a = 26,6
Ø Perhitungan V
V
= a.t
Pada
massa keping 2
a. V = 10,05.2,23 b.
V = 5,76.3,23
V =
22,41 V = 18,6
Pada
massa keping 4
a. V = 11,55.2,08 b.
V = 14,1.2,06
V =
24,02 V = 29,04
Pada
massa keping 6
a. V = 16,9.1,72 b.
V = 26,6.1,50
V
= 29,06 V = 39,9
Ø Perhitungan I
I
= 
Pada
massa keping 2
I = 
I = 
I =
I
= -1430,3 I
= 4580,4
Pada
massa keping 4
I = 
I = 
I =
I
= -2554,8 I
= -3819,8
Pada massa keping 6
I = 
I = 
I =
I
= -4853,3 I
= -9640,4
BAB V
PEMBAHASAN
Pesawat atwood adalah alat yang digunakan untuk yang menjelaskan hubungan
antara tegangan, energi potensial dan energi kinetik dengan menggunakan 2
pemberat (massa berbeda) dihubungkan dengan tali pada sebuah katrol. Benda yang
lebih berat diletakan lebih tinggi posisinya dibanding yang lebih ringan. Jadi
benda yang berat akan turun karena gravitasi dan menarik benda yang lebih
ringan karena ada tali dan katrol. Dalam percobaan ini yang dilakukan oleh
kelompok saya hasil I (Momen Inersia)
dari kelompok kami adalah min (-) seharusnya positif (+), hasil min (-) ini
dikarenakan waktunya (t) terlalu singkat/cepat.
I
=
Pada
massa keping 2
I
= I =
I =
I
= -1430,3 I
= 4580,4
Pada
massa keping 4
I = I =
I =
I
= -2554,8 I
= -3819,8
Pada massa keping 6
I = I =
I =
I
= -4853,3 I
= -9640,4
BAB VI
KESIMPULAN
Dari
percobaan yang telah dilakukan maka dapat diambil kesimpulan :
·
Gerakan pada
tali dapat dipercepat apabila di salah satu tali diberi beban lebih berat
dibanding dengan tali yang satunya.
·
Gerakan
kecepatan akan tetap apabila benda yang digantung diantara kedua tali tersebut
memliki berat yang sama.
·
Semakin berat
beban yang digantung di salah satu tali maka semakin cepat pula gerakan tali
yang akan turun, dan sebaliknya jika kedua ujung tali tersebut diberi beban
yang sama atau sedikit berbeda maka gerakannya tidak akan dipercepat.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
TUGAS AKHIR
1. Tentukan besar kecepatan gerak beraturan tersebut secara
hitungan dan grafik?
2. Apakah gerak tersebut benar-benar beraturan
mengingat ketelitian alat?
3. Tentukan besaran kecepatan gerak berubah beraturan
tersebut secara hitungan dan grafik?
4. dari hasil ini apakah Hukun Newton benar-benar
berlaku?
5.bandingkanlah harga kecepatan yang didapat dengan menggunakan beban
tambahan yang berbeda
6. tentukan momen inersia katrol bila diambil
percepatan gravitasi setempat = 9,83 m/det.
Jawab :
· Bandul
dengan massa 2 gram
Dik : s = 20 t=1,11
V=18,08 m/s
Dik : s = 25 t=0,87
V=28,736 m/s
· Bandul
dengan massa 4 gram
Dik : s = 20 t=0,77
V=25,974 m/s
Dik : s = 25 t=0,57
V=43,86 m/s
· Bandul
dengan massa 6 gram
Dik : s = 20 t=1,81
V=11,049 m/s
Dik : s = 25 t=2,14
V=11,682 m/s
- tidak, karena percepatan benda tersebut
tidak beraturan sehingga tidak terlalu teliti.
·
3 Bandul dengan masa 2 gram
-
Jarak 20 cm
Dik : a = 9,518 g=980 R=6,26 2M=136,9
I = 2626,573 gr.cm2
-
Jarak 25 cm
Dik : a = 7,57 g=980 R=6,26 2M=136,9
I = 4.703,169 gr.cm2
·
Bandul dengan masa 4 gram
-
Jarak 20 cm
Dik : a = 34,29 g=980 R=6,26 2M=136,9
I = -1041,643 gr.cm2
-
Jarak 25 cm
Dik : a = 31,1 g=980 R=6,26 2M=136,9
I = -582,131 gr.cm2
·
Bandul dengan masa 6 gram
-
Jarak 20 cm
Dik : a = 43,403 g=980 R=6,26 2M=136,9
I = -290,987 gr.cm2
-
Jarak 25 cm
Dik : a = 21,43 g=980 R=6,26 2M=136,9
I = 4.907,3 gr.cm2
4.. Ya, karena dalam percobaan ini tetap berlaku hubungan antara
kecepetan
dan momen
inersianya.
5..Perbandingan baik pada jarak20 cm dan 30 cm pada GLB dan GLBB adalah
semakin berat tambahan (beban lempengan ) yang di gunakan pada bandul akan
semakin cepat penurunan dan menghasilkan t yang lebih kecil sehingga semakin t
kecil,Kecepatan ( V ) yang diperoleh akan semAkin besar.
6..Dengan :
g : 9,83 m/cm²
m : 2
s : 20 cm
V : 100,4
R : 6,0 =3,83
1 = ( m.g-(V2+m)R²
=(2,983-(2.100,4+4) )6²
= 3,83
= ( 5,133 – 208,8 ) 36
= 197,66 .36
= 71166,009
Ini tidak boleh ,Karena nilai untuk momen
inersia tidak boleh negatif ( - )
Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.
BalasHapus