Laporan Fisika Dasar

LAPORAN FISIKA DASAR

“ PESAWAT ATWOOD “

DISUSUN OLEH :

1. ANITA PURNAMASARI 0661 12 0822. DETA MEILA PUTRI 0661 12 0763. MIA PUSPA DEWI 0661 12 080

Tanggal Praktikum

01 November 2012

Asisten :

1. Rissa2. Trirakhma M.si3. Noorlela Marcheta

LABORATORIUM FISIKA

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PAKUAN

BOGOR

2012

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Tujuan Percobaan

1. Mempelajari penggunaan hukum-hukum newton

2. Mempelajari gerak beraturan dan berubah beraturan

3. Menentukan momen inersia rota/katrol

I.2. Dasar Teori

a. Hukum I Newton menyatakan “Sebuah benda akan berada dalam keadaan

diam atau bergerak lurus beraturan apabila resultan gaya yang bekerja pada

benda sama dengan nol”.

Secara matematis, Hukum I Newton dinyatakan dengan persamaan:

∑ F=0

Hukum di atas menyatakan bahwa jika suatu benda mula-mula diam maka benda

selamanya akan diam. Benda hanya akan bergerak jika pada suatu benda itu diberi

gaya luar. Sebaliknya, jika benda sedang bergerak maka benda selamanya akan

bergerak, kecuali bila ada gaya yang menghentikannya. Konsep Gaya dan Massa

yang dijelaskan oleh Hukum Newton yaitu Hukum I Newton mengungkap tentang

sifat benda yang cenderung mempertahankan keadaannya atau dengan kata lain

sifat kemalasan benda untuk mengubah keadaannya. Sifat ini kita ini kita sebut

kelembaman atau inersia. Oleh karena itu, Hukum I Newton disebut juga Hukum

Kelembaman.

b. Hukum II Newton“Setiap benda yang dikenai gaya maka akan mengalami percepatan yang

besarnya berbanding lurus dengan besarnya gaya dan berbanding terbalik

dengan besarnya massa benda.”

Keterangan :

a=∑ F

m

F=m . a

a=percepatan gravitasi(m

s2)

m=massa benda(kg)

F=Gaya(N )

c. Hukum III NewtonHukum III Newton menyatakan bahwa “Apabila benda pertama mengerjakan

gaya pada benda kedua (disebut aksi) maka benda kedua akan mengerjakan gaya

pada benda pertama sama besar dan berlawanan arah dengan gaya pada benda

pertama (reaksi).” Secara matematis dinyatakan dengan persamaan :

Faksi=−F reaksi

1. Suatu pasangan gaya disebut aksi-reaksi apabila memenuhi syarat sebagai

berikut: sama besar

2. Berlawanan arah

3. Bekerja pada satu garis kerja gaya yang sama

4. Tidak saling meniadakan

5. Bekerja pada benda yang berbeda

d. Gerak Translasi

Gerak lurus adalah gerak suatu obyek yang lintasannya berupa garis lurus. Dapat

pula jenis gerak ini disebut sebagai suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu

yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama. Gerak lurus dapat

dikelompokkan menjadi gerak lurus beraturan dan gerak lurus berubah beraturan

yang dibedakan dengan ada dan tidaknya percepatan.

1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Gerak lurus beraturan (GLB) adalah gerak lurus suatu obyek, dimana dalam gerak

ini kecepatannya tetap atau tanpa percepatan, sehingga jarak yang ditempuh dalam

gerak lurus beraturan adalah kelajuan kali waktu.

s=v .t

Keterangan: s= jarak tempuh(m)

v=kecepatan( ms)

t=waktu (s) 2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak lurus berubah beraturan (GLBB) adalah gerak lurus suatu obyek, di mana

kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya percepatan yang tetap.

Akibat adanya percepatan rumus jarak yang ditempuh tidak lagi linier melainkan

kuadratik. Dengan kata lain benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau

mulai dengan kecepatan awal akan berubah kecepatannya karena ada percepatan ¿

atau perlambatan ¿. Pada umumnya GLBB didasari oleh Hukum

Newton II ∑ F=m.a

V t=V o+a . t V t

2=V o2+2.a . s

S=¿ V o . t+ 12

a t 2

Keterangan:

V o=kecepatan awal (ms)

V t=kecepatan akhir ( ms)

a=percepatan( m

s2)

t=waktu (s) s= jarak yangditempuh(m) e. Momen Inersia

Momen Inersia adalah hasil kali masa partikel dengan kuadrat jarak

partikel dari titik poros. Atau I = ∑ m r2. Perbedaan nilai antara massa dan momen

inersia adalah besar massa suatu benda hanya bergantung pada kandungan zat

pada benda tersebut .tetapi momen inersia tidak hanya tergantung pada jumlah zat

tetapi juga dipengaruhi oleh bagaimana zat tersebut terdistribusi pada benda.

Momen Inersia juga berarti besaran pada gerak rotasi yang analog dengan massa

pada gerak translasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi momen inersia :

Poros rotasinya

Massa benda

Jarak letak rotasi

Secara matematis Inersia dapat ditulis sebagai berikut :

a= m. g

(2M +m )+ I

R2

((2 M +m )+ I

R2 )a=m . g

(2 M+m )+ I

R2=m . g

I

R2=m . g

a− (2 M +m )

I={m . ga

−(2M +m )}R2

BAB II

ALAT DAN BAHAN

II.1. ALAT

1. Pesawat Atwood lengkap

a. Tiang berskala

b. Dua beban dengan tali

c. Katrol

d. Penjepit beban

e. Penyangkut beban

2. Jangka sorong

3. Stopwatch

2.1 Bahan

Beban tambahan/ lempeng bermassa 2, 4, dan 6 gram

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1. Gerak Lurus Beraturan

1. Beban m1 (2gr), m2 (4gr), m3 (6gr) ditimbang.

2. Beban m1 (2gr) diletakkan pada penjepit P.

3. Beban m1 (2gr) dan m2 (4gr) diletakkan pada keddukan A.

4. Kedudukan penyangkut beban B dan meja C dicatat secara tabel.

5. Bila penjepit P dilepas, m2 dan m3 akan dipercepat antara BC

setelah tambahan beban tersangkut di B. Waktu yang diperlukan

untuk gerak antara BC dapat dicatat pada tabel.

6. Dengan mengubah kedudukan meja C, maka percobaan di atas

dapat diulangi dengan mengingat tinggi beban m2.

7. Dengan menggunakan beban m3 yang lain, maka percobaan dapat

diulangi.

3.2 . Gerak Lurus Berubah Beraturan

1. Percobaan dapat diatur kembali seperti pada percobaan Gerak

Lurus Beraturan.

2. Kedudukan A dan B dapat dicatat secara tabel.

3. Bila beban m1 dilepas, maka m2 dan m3 akan melakukan gerak

lurus berubah beraturan antar A dan B, waktu yang diperlukan

untuk gerak ini dapat dicata pada tabel.

4. Pecobaan di atas diulangi dengan mengubah kedudukan B. jarak

AB dan waktu yang diperlukan selalu dicatat.

Dengan mengubah beban m3, percobaan diatas dapat diulangi.

BAB IV

DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1. Data Pengamatan

Keadaan ruangan P (cm)Hg T(°C) C(%)Sebelum percobaan 75,5 27 68Sesudah percobaan 75,5 28 64

Gerak lurus beraturan

No Massa keping

S(cm) t(s)V

cms

1 2 20 1,46 13,691,40 14,29

25 1,64 15,241,52 16,45

2 4 20 1,06 18,871,05 19,05

25 1,08 23,151,03 24,27

3 6 20 0,69 28,990,72 27,78

25 0,78 32,050,72 34,72

Gerak lurus berubah beraturan

No Massa keping S(cm) t(s)V

cms a (

cm

s2 )I (gr cm2)

1 2 20 2,22 9,01 8,11 1393,232,26 8,84 7,83 1756,02

25 2,42 10,33 8,55 870,872,45 10,20 8,33 1124,91

2 4 20 1,77 11,29 12,78 4040,701,64 12,19 14,87 2230,51

25 1,84 13,58 14,75 2320,371,53 16,33 21,37 -1136,67

3 6 20 1,13 17,69 31,25 -1022,281,18 16,94 28,78 -343,98

25 1,19 21,00 35,46 -1960,09

1,29 30,12 30,12 -725,59

4.2. Perhitungan

a. Menghitung kecepatan pada GLB Massa keping 2gr , jarak 20cm

- V= st= 20

1,46=13,69

cms

- V= st= 20

1,40=14,29

cms

Massa keping 2gr, jarak 25cm

- V= st= 25

1,64=15,24

cms

- V= st= 25

1,52=16,45

cms


- V= st= 20

1,06=18,87

cms

- V= st= 20

1,05=19,05

cms


- V= st= 25

1,08=23,15

cms

- V= st= 25

1,03=24,27

cms


- V= st= 20

0,69=28,99

cms

- V= st= 20

0,72=27,78

cms


- V= st= 25

0,78=32,05

cms

- V= st= 25

0,72=34,72

cms

b. Menghitung kecepatan pada GLBB Massa keping 2gr , jarak 20cm

- V= st= 20

2,22=9,01

cms

- V= st= 20

2,26=8,84

cms


- V= st= 25

2,42=10,33

cms

- V= st= 25

2,45=10,20

cms


- V= st= 20

1,77=11,29

cms

- V= st= 20

1,64=12,19

cms


- V= st= 25

1,84=13,58

cms

- V= st= 25

1,53=16,33

cms


- V= st= 20

1,13=17,69

cms

- V= st= 20

1,18=16,94

cms


- V= st= 25

1,19=21,00

cms

- V= st= 25

1,29=19,37

cms

c. Menghitung percepatan pada GLBB Massa keping 2gr , jarak 20cm

- a=2. S

t2= 2. S

(2,22)2=2.20

4,93=8,11

cm

s2

- a=2. S

t2= 2. S

(2,26)2= 2.20

5,107=7,83

cm

s2


- a=2.S

t2= 2.S

(2,42)2=2.25

5,85=8,55

cm

s2

- a=2.S

t2= 2.S

(2,45)2=2.25

6,00=8,33

cm

s2


- a=2.S

t2= 2.S

(1,77)2=2.20

3,13=12,78

cm

s2

- a=2.S

t2= 2.S

(1,64 )2=2.20

2,68=14,87

cm

s2


- a=2. S

t2= 2. S

(1,84 )2=2.25

3,38=14,79

cm

s2

- a=2. S

t2= 2. S

(1,53)2=2.25

2,34=21,37

cm

s2


- a=2.S

t2= 2.S

(1,13)2=2.20

1,28=31,25

cm

s2

- a=2.S

t2= 2.S

(1,18)2=2.20

1,39=28,78

cm

s2


- a=2.S

t2= 2.S

(1,19 )2=2.25

1,41=35,46

cm

s2

- a=2.S

t2= 2.S

(1,29)2=2.25

1,66=30,12

cm

s2

d. Menghitung momen inersia pada GLBB Massa keping 2gr , jarak 20cm

- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {2.9808,11

− (206,5+2 )}(6,24 )2

¿ {19608,11

−(208,5 )}41,99

¿ (241,68−208,5 ) 41,99 ¿33,18 x 41,99

¿1393,23 gr cm2

- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {2.9807,83

− (206,5+2 )}(6,24 )2

¿ {19607,83

−(208,5 )}41,99

¿ (250,32−208,5 ) 41,99 ¿41,82 x 41,99

¿1756 ,02 gr cm2


- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {2.9808,55

− (206,5+2 )}(6,24 )2

¿ {19608,55

−(208,5 )}41,99

¿ (229,24−208,5 ) 41,99 ¿29,74 x 41,99

¿870 , 87 gr cm2

- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {2.9808,33

− (206,5+2 )}(6,24 )2

¿ {19608,33

−(208,5 )}41,99

¿ (235,29−208,5 ) 41,99 ¿26,79 x 41,99

¿1124,91 gr cm2


- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {2.98012,78

− (206,5+4 )}6,482

¿ { 392012,78

− (210,5 )}41,99

¿ (306,73−210,5 ) 41,99

¿ (96,23 ) 41,99

¿4040,70 gr cm2

- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {4.98014,87

−(206,5+4 )}6,482

¿ { 392014,87

− (210,5 )}41,99

¿ (263,62−210,5 ) 41,99

¿ (53,12 ) 41,99

¿2230,51 gr cm2


- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {4.98014,75

−(206,5+4 )}6,482

¿ { 392014,75

− (210,5 )}41,99

¿ (265,76−210,5 ) 41,99

¿ (55,76 ) 41,99

¿2320,37 gr cm2

- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {4.98021,37

−(206,5+4 )}6,482

¿ { 392021,37

−(210,5 )}41,99

¿ (183,43−210,5 ) 41,99

¿ (−27,07 ) 41,99

¿−1136,67 gr cm2


- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {6.98031,25

− (206,5+6 )}6,482

¿ { 588031,25

− (212,5 )}41,99

¿ (188,16−212,5 ) 41,99

¿ (−23,99 ) 41,99

¿−1022,28 gr cm2

- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {6.98021,37

−(206,5+6 )}6,482

¿ { 588028,78

− (212,5 )}41,99

¿(204,31−212,5)41,99

¿ (−8,19 )41,99

¿−343,98 gr cm2


- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {6.98035,46

−(206,5+6 )}6,482

¿ { 588035,46

−(212,5 )}41,99

¿ (165,82−212,5 ) 41,99

¿ (−46,68 ) 41,99

¿−1960,09 gr cm2

- I={m . ga

−( M+m )}R2

¿ {6.98030,12

− (206,5+6 )}6,482

¿ { 588030,12

−(212,5 )}41,99

¿ (195,22−212,5 ) 41,99

¿ (−17,28 ) 41,99

¿−725,59 gr cm2

BAB V

PEMBAHASAN

Hukum I Newton berbunyi : ”Jika sebuah benda atau sistem benda tidak

dipengaruhi gaya luar, maka benda atau sistem benda tersebut akan selalu

berada dalam keadaan keseimbangan”. Keseimbangan yang dimaksud adalah

jika semula benda diam, maka selamanya akan tetap diam, dan jika benda semula

bergerak, maka akan tetap bergerak lurus beraturan (GLB).

Hukum II Newton berbunyi : “ Percepatan yang dihasilkan oleh resultan

gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, dan

berbanding terbalik dengan massa benda”. Hukum II Newton menghubungkan

antara deskripsi gerak dengan penyebabnya, yaitu gaya.

Berdasarkan percobaan kami pada pesawat atwood, beban m1 dan m2 akan

selalu dalam keadaan diam jika tidak diberi gaya luar. Keadaan ini membuktikan

hukum I Newton. Pada saat beban m1 dan m2 diberi gaya, terjadi gerakan dari

pelan semakin lama menjadi cepat atau adanya percepatan. Keadaan ini

membuktikan hukum II Newton.

Pada percobaan pesawat atwood, ketika m2 bergerak menuju kedudukan A

dan penyangkut beban B, terjadi adanya percepatan atau disebut gerak lurus

berubah beraturan (GLBB). Dan pada saat m2 bergerak dari penyangkut B menuju

meja C, terjadi kecepatan yang konstan atau disebut gerak lurus beraturan (GLB).

Untuk mengukur percepatan a dalam keadaan gerak lurus berubah

beraturan (GLBB) dari A ke B, jika waktu dari A ke B adalah t AB dan jarak

tempuhnya adalah sAB , maka akan diperoleh hubungan

vB2=2asAB dan vB=at AB sehingga

a=2 sAB

tAB2

BAB VI

KESIMPULAN

Dari semua percobaan yan kami lakukan, dapat disimpulkan bahwa hukum

newton sangat berlaku dalam percobaan ini, khususnya pada hokum newton II,

yang digunakan untuk menghitung percepatan (a) dan akhirnya dapat di turunkan

kedalam rumus momen inersia.

Pada saat kedalam keadaan seimbang M1 dan M2 tidak begerak sama

sekali, ini sesuai dengan hokum newton I yang berbunyi, Jika sebuah benda atau

sistem benda tidak dipengaruhi gaya luar, maka benda atau sistem benda terebut

akan selalu dalam keadaan kesetimbangan.

Pada saat klem dilepaskan, M2 bergerak dari A ke B dengan mula-mula

bergerak pelan dan semakin lama semakin cepat. Ini membuktian bahwa adanya

percepatan dalam gerak M2 ke B. Maka keadaan seperti ini terjadi Gerak Lurus

Berubah Beraturan (GLBB).

Pada saat M2 bergerak dari B ke C kecepatan konstan tidak berbah, maka

dalam keadaan seperti ini terjadi Gerak Lurus Beraturan (GLB).

DAFTAR PUSTAKA

Andi Fadlan, 2008. Modul Praktikum Fisika Dasar I. Fakultas Tarbiyah IAIN

Wali Songo

Haliday, Resnick. 1998. Fisika Jilid 1 (terjemahan). Erlangga: Jakarta

http://tadrisfisika.wordpress.com/2011/12/18/pesawat-atwood/

http://novanurfauziawati.files.wordpress.com/2012/01/modul-2-pesawat-

atwood1.pdf

http://chayoy.blogspot.com/2012/05/teori-hukum-newton-ii-pesawat-atwood.html

http://lfd.fmipa.itb.ac.id/modul-08-pesawat-atwood/

LAMPIRAN

TUGAS AKHIR

http://chayoy.blogspot.com/2012/05/teori-hukum-newton-ii-pesawat-atwood.html

http://novanurfauziawati.files.wordpress.com/2012/01/modul-2-pesawat-atwood1.pdf

http://novanurfauziawati.files.wordpress.com/2012/01/modul-2-pesawat-atwood1.pdf

http://tadrisfisika.wordpress.com/2011/12/18/pesawat-atwood/

1. Tentukan besar kecepatan gerak beraturan tersebut secara hitungan dan

grafik.

2. Apakah gerak tersebut benar-benar beraturan mengingat ketelitian alat.

3. Tentukan besar kecepatan gerak berubah beraturan tersebut secara

hitungan dan grafik.

4. Dari hasil ini apakah hukum 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

= 0,83 m/det2.

JAWABAN

Laporan Fisika Dasar

Documents

Transcript of Laporan Fisika Dasar