Post on 07-Jul-2018
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
1/42
UNIT 1 SUHU DAN KALOR
James Watt
James Watt lahir di Greenock, Skotlandia, 19 Januari 1736 – meninggal di
Birmingham, Inggris, 19 Agustus 1819 pada umur 83 tahun. Dia adalah seorang
insinyur besar dari Skotlandia, Britania Raya. Pada awalnya ia tertarik dengan
mesin uap karena memperhatikan mesin uap buatan Newcome yang kurangefisien. Lalu ia terus melakukan beberapa percobaan & penelitian. Ia berhasil
menciptakan mesin uap pertama yang efisien. Ternyata mesin uap ini merupakan
salah satu kekuatan yang mendorong terjadinya Revolusi Industri, khususnya di
Britania dan Eropa pada umumnya. Untuk menghargai jasanya, nama
belakangnya yaitu watt digunakan sebagai nama satuan daya, misalnya daya
mesin dan daya listrik. (Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mahasiswa dapat memahami hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan kenaikan suhu ( T )
2. Mahasiswa dapat memahami hubungan antara massa zat (m) dengan jumlah kalor (Q)
3. Mahasiswa dapat memahami hubungan antara jenis zat cair dengan jumlah kalor (Q)
ALAT DAN BAHAN
1. Termometer
2. Kaki tiga + kasa asbes
3. Pembakar spritus
4. Beacker gelas
5. Stopwatch
6. Statif + klem
7. Pipet tetes8. Gelas kimia 250 ml
9. Neraca ohauss 311 gram
10. Korek api
11. Spritus
12. Zat Cair (air mineral, minyak goreng, dan
gliserin)
METODOLOGI DASAR
Teori Singkat
Air yang dipanaskan dalam panci akan mulai
panas dan lama-kelamaan akan mendidih.
Peristiwa ini sering dijumpai dalam keseharian.
Proses air menjadi panas dan mendidih
melibatkan perpindahan kalor dari sumber kalor
ke lingkungan sekitarnya. Sumber kalor adalah
api, sehingga dapat dikatakan bahwa semakin
besar nyala api, maka berarti makin besar kalor
yang dimiliki, atau semakin lama dipanaskan
maka semakin banyak kalor yang dilepaskan. Akibat pemberian kalor tersebut, maka suhu air
akan mengalami kenaikan dimana semakin lama
dipanaskan maka semakin besar kenaikan suhu
pada air.
Dua wadah berisi air yang massanya berbeda,
jika dipanaskan dengan waktu yang sama maka
suhu yang terukur pada kedua wadah tersebut
akan berbeda. Suhu air dalam wadah yang
memiki air yang massanya lebih kecil akanmemilki suhu yang lebih tinggi dibanding wadah
yang berisi air lebih banyak. Sehingga dapat
FISDAS - 201
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Greenock&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Skotlandiahttp://id.wikipedia.org/wiki/19_Januarihttp://id.wikipedia.org/wiki/1736http://id.wikipedia.org/wiki/Birminghamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/19_Agustushttp://id.wikipedia.org/wiki/1819http://id.wikipedia.org/wiki/Britania_Rayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_uaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Revolusi_Industrihttp://id.wikipedia.org/wiki/Eropahttp://id.wikipedia.org/wiki/Watthttp://id.wikipedia.org/wiki/Watthttp://id.wikipedia.org/wiki/Eropahttp://id.wikipedia.org/wiki/Revolusi_Industrihttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_uaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Britania_Rayahttp://id.wikipedia.org/wiki/1819http://id.wikipedia.org/wiki/19_Agustushttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Birminghamhttp://id.wikipedia.org/wiki/1736http://id.wikipedia.org/wiki/19_Januarihttp://id.wikipedia.org/wiki/Skotlandiahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Greenock&action=edit&redlink=1
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
2/42
disimpulkan bahwa terdapat hubungan antara
banyak kalor (Q), kenaikan suhu ( T ) dan
massa air (m).
Segelas air panas yang dicampurkan dengan
segelas air dingin, akan terasa hangat. Hal
disebabkan oleh karena adanya perpindahan
kalor dari air panas ke air dingin. Itulah sebabnya
suhu air panas turun dan suhu air dingin naik
setelah keduanya bercampur. Pada proses
pencampuran tersebut, kalor yang dilepaskan air
panas diserap oleh air dingin. Jadi banyaknya
kalor yang dilepaskan sama dengan banyaknya
kalor yang diserap. Pernyataan ini disebut Azaz
Black yang secara matematis dapat dituliskan;
Qlepas = Qserap (1.1)
Selain melakukan percobaan diatas, banyaknya
kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu
benda dapat juga kita amati ketika kita memasak
air. Untuk mendidihkan air dalam cerek dengan
kompor diperlukan selang waktu tertentu.
Semakin banyak volume air yang didihkan
semakin lama selang waktu yang diperlukan. Hal
ini menunjukkan bahwa suhu bergantung pada
besarnya kenaikan suhu benda dan massanya.
Secara matematis dapat dituliskan:
T cmQ .. (1.2)
Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
a.
Kegiatan 1: Hubungan antara jumlah kalor
(Q) dengan kenaikan suhu
1) Tuangkan air ke dalam gelas ukursecukupnya.
2) Ukur suhu awal air dengan zat cair yang
akan dipanaskan.
3) Panaskan air tersebut diatas kaki tiga
yang dilapisi dengan asbes dengan
menggunakan pembakar spritus.
4) Amati penunjukan suhu pada selang
waktu tertentu (gunakan selang waktu
yang sama untuk setiap data), catathasilnya pada tabel hasil pengamatan.
5) Catat ke dalam tabel pengamatan waktu
yang dibutuhkan setiap selang kenaikan
suhu.
b.
Kegiatan 2: Hubungan antara jumlah kalor
(Q) dengan massa
1. Masukkan air ke dalam gelas ukur
sehingga menunjukkan volume tertentu,
catat volume air yang digunakan
(gunakan volume terkecil pada gelas
ukur yang anda gunakan) dan
perhatikan penunjukan suhu dengan
termometer.
2. Tentukan suhu acuan (lebih besar dari
suhu mula-mula sekitar 30C) dan besar
kenaikan suhu yang diinginkan.
3. Panaskan air tersebut diatas kaki tiga
yang dilapisi dengan asbes dengan
menggunakan pembakar spritus.
4. Amati kenaikan suhu pada termometer
dan nyalakan stopwatch tepat ketika
termometer menunjukkan suhu acuan.
Ukur waktu yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu air sebesar nilai
kenaikan suhu yang telah ditentukan.
Catat hasilnya dalam tabel pengamatan.
5. Ganti air yang digunakan, dan ulangi
langkah 3 dan 4 untuk volume air yang
berbeda (lebih besar dari volume
sebelumnya). Ulangi sampai
memperoleh minimal 6 data.
c.
Kegiatan 3: Hubungan antara jumlah kalor
(Q) dengan jenis zat
1. Ambil 3 jenis zat cair dengan massa
yang sama, ukur masing-masing
suhunya (upayakan suhu mula-mula
seragam)
2. Tentukan suhu acuan (lebih besar dari
suhu mula-mula sekitar 30C) dan besar
kenaikan suhu yang diinginkan.
3. Ukur waktu yang dibutuhkan untuk
menaikkan suhu air sebesar kenaikan
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
3/42
suhu yang telah ditetapkan, catat
hasilnya dalam tabel pengamatan
4. Ulangi langkah 3 dengan zat cair yang
lain, catat hasil pengamtan anda pada
tabel
Masalah/Soal Latihan
1. Jelaskan perbedaan antara suhu dan kalor ?
2. Apa yang dimaksud dengan kapasitas kalor,
kalor jenis, dan kalor laten?
3. Tentukan jenis-jenis variabel dan defenisi
operasional variabel (variabel bebas, variabel
manipulasi, dan variabel control) pada setiap
kegiatan
4. Tuliskan nilai kalor jenis air, minyak goreng
dan gliserin yang digunakan dalam
percobaan ini dan jelaskan arti fisis dari nilai-
nilai tersebut?
5. Jelaskan bagaimana hubungan dari variabel-
variabel pada setiap kegiatan praktikum yang
akan anda laksanakan dan nyatakan dalam
bentuk persamaan (rumus) hubungan.
6. 200 gram es bersuhu -5 0C, dimasukkan
kedalam wadah berisi 500 ml air yang
bersuhu 300R. Beberapa saat kemudian
semua es mencair. Jika kalor jenis es 0,5
kal/gr 0C, kalor lebur es 80 kal/gr, dan kalor
jenis air 1 kal/gr 0C, maka tentukan suhu akhir
campuran nyatakan dalam satuan 0F?
Sumber Pustaka
1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains danTeknik Edisi Ketiga Jilid 1(Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
Catatan:
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
4/42
HASIL PENGAMATAN
1. Hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan perubahan kenaikan suhu ( T )
Jenis Zat cair = ....................................
Volume = ....................... ml
Suhu Awal (T0) = ........................oC
NoLama Pemanasan
(s)
Suhu Akhir (Tc)
(0C)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
............
............
............
............
............
............
............
............
............
............
............
………….
2. Hubungan antara jumlah kalor (Q) dengan massa zat cair
Jenis zat cair = ........................................
T = .......................................oC
No Volume (ml) Lama pemanasan (s)
1.
2.
3.
4.
5.
....................
...................
..................
..................
..................
..................
.................
.................
.................
..................
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
5/42
3. Hubungan antara jumlah kalor dengan kalor jenis zat cair
T = ...................................oC
Massa zat cair = ....................................gram
NO Jenis zat cair yang digunakan Lama pemanasan (s)
1.
2.
3.
…………………............
……………..............
………………............
……………..............
…………….............
…………..............
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
PERHITUNGAN DAN ANALISA GRAFIK
Berdasarkan grafik pada setiap kegiatan berikan
pernyataan hubungan variabel-variabel yang
dihubungkan.
Catatan:
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
6/42
UNIT 2 KESETARAAN ENERGI
(EKSPERIMEN JOULE)
James Prescott Joule
(lahir di Salford, Inggris, 24 Desember 1818 – meninggal di Greater Manchester,
Inggris, 11 Oktober 1889 pada umur 70 tahun) ialah seorang ilmuwan Inggris. Ia
dikenal sebagai perumus Hukum Kekekalan Energi, yang berbunyi, Energi tidakdapat diciptakan ataupun dimusnahkan. Ia adalah seorang ilmuwan Inggris yang
berminat pada fisika. Dengan percobaan, ia berhasil membuktkan bahwa panas
(kalori) tak lain adalah suatu bentuk energi. Dengan demikian ia berhasil
mematahkan teori kalorik, teori yang menyatakan panas sebagai zat alir. Salah
satu satuan energi “Joule” dinamai atasnya.
(Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Memahami prinsip kesetaraan (ekuivalensi) energi.
2. Menentukan nilai kesetaraan energi panas dan energi mekanis.
ALAT DAN BAHAN
1. Kalorimeter Joule lengkap
2. Power Supply DC Variabel
3. Basicmeter
4. Termometer Celcius
5. Stop Watch
6. Neraca 311g
7. Kabel Penghubung
METODOLOGI DASAR
Teori Singkat
Hukum pertama termodinamika telah menjelaskan
tentang hukum kekekalan energi. Hukum ini dapat
dijadikan dasar untuk menentukan kesetaraan
energi panas (Kalori) dan energi mekanis (Joule).
Berikut dalam Gambar 2.1 diberikan diagram
percobaan Joule.
Gambar. 2.1. Perangkat percobaan Joule
Air dalam kalorimeter berada dalam dinding
insulasi agar temperatur sistem tidak dapat
dipengaruhi oleh panas yang masuk atau keluar
darinya. Dengan pemberian beda potensial V S ,
arus listrik akan mengalir melalui amperemeter,
sehingga beda potensial akan timbul pada ujung-
ujung kumparan yang akan menghasilkan usahalistrik pada sistem untuk memanaskan air. Usaha
V
V
kalorimeter Joule +
Elemen
Termometer
A
+
_
FISDAS - 202
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Salford&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/24_Desemberhttp://id.wikipedia.org/wiki/1818http://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/11_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/1889http://id.wikipedia.org/wiki/Ilmuwanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Kekekalan_Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Joulehttp://id.wikipedia.org/wiki/Joulehttp://id.wikipedia.org/wiki/Joulehttp://id.wikipedia.org/wiki/Joulehttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalorhttp://id.wikipedia.org/wiki/Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Kekekalan_Energihttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Ilmuwanhttp://id.wikipedia.org/wiki/1889http://id.wikipedia.org/wiki/11_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/1818http://id.wikipedia.org/wiki/24_Desemberhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Salford&action=edit&redlink=1
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
7/42
ini dikenal sebagai kalor joule, yang dapat
dinyatakan sebagai
t I V W [2.1]
di mana V adalah beda potensial ujung-ujung
elemen, I adalah kuat arus listrik dalam rangkaian,
dan t adalah waktu pengaliran arus ke sistem.
Energi panas yang dilepaskan oleh elemen listrik
tersebut akan diterima oleh air dan kalorimeter
sehingga temperatur sistem menjadi meningkat.
Besar energi panas Q yang dibutuhkan oleh air
untuk menaikkan temperaturnya sebanding
dengan perubahan temperatur T dan massa m,
yaitu :
T cmQ [2.2]
dimana c adalah kalor jenis air. Hasil eksperimen
Joule dan eksperimen-eksperimen sesudahnya
adalah bahwa dibutuhkan 4,18 satuan usaha
mekanis atau listrik (joule) untuk meningkatkan
temperatur 1 g air dengan 1 0C, atau 4,18 J energi
mekanis atau listrik adalah ekuivalen dengan 1 kal
energi panas.
Langkah Kerja
1. Pastikan semua perangkat percobaan telah
tersedia.
2. Rangkaikan percobaan Joule, lakukan
pengukuran-pengukuran variabel yang
dibutuhkan untuk memperoleh kesetaraan
energi panas dan energi mekanis*)
3. Mulailah melakukan pengukuran denganmemperhatikan data yang diperlukan untuk
untuk mencari kesetaraan antara energy panas
dan energi mekanik (lihat dalam tabel data hasil
pengamatan)
*) Gunakan arus yang tidak melampaui 2A, pastikan
semua rangkaian telah benar sebelum menyalakan
power supply (tanyakan kepada asisten)
Masalah/Soal LatihanSelesaikanlah soal di bawah ini sebelum anda
mengikuti responsi!
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan, 1) kalor
jenis; 2) kapasitas kalor; dan 3) kalor laten?
2. Buatlah tabel daftar nilai kalor jenis beberapa
zat/bahan yang ada di alam seperti Air, Air
Raksa, Alkohol, Aluminium, Besi, Emas,
Gliserin, Kaca, Kuningan, Minyak tanah,
Perak, Seng, Tembaga, Timbal dan lain-lain)
3. Jelaskan makna dari nilai kalor jenis air
sebesar 4,19 x 103 J/kgK?
4. Berapakah kesetaraaan antara energi
panas dan energi mekanis?
5. Hitung besar kalor yang dibutuhkan untuk
mengubah 10 gr es suhu -100 C menjadi 5
gr uap air pada suhu 1000 C, jika kalor
jenis es 0.5 kal/gr 0C, kalor lebur es 80
kal/gr dan kalor uap air 540 kal/gr ?
Cat: Asisten dapat menambah (tidak mengurangi)
dari 5 soal ini, untuk mengecek pemahaman
praktikan!
Sumber Pustaka
1.
Douglass Giancoli. 2004. Fisika. Jakarta :Erlangga
2. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.
Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
3.
Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains danTeknik Edisi Ketiga Jilid 1 (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
8/42
HASIL PENGAMATAN
No Keadaan Ruangan Tekanan (cmHg) Temperatur (0C)
1 Sebelum Percobaan
2 Setelah Percobaan
Percobaan 1
Massa Kalorimeter : …………………
Kosong
Massa Kalorimeter : …………………
+Air
Suhu Awal Air dalam : …………………
Kalorimeter (T0)
Kuat Arus Listrik : …………………
Beda Potensial : …………………
No Waktu t (s)T(0C)
Naik
T(0C)
Turun
Percobaan 2
Massa Kalorimeter : …………………
Kosong
Massa Kalorimeter : …………………
+Air
Suhu Awal Air dalam : …………………
Kalorimeter (T0)
Kuat Arus Listrik : …………………
Beda Potensial : …………………
No Waktu t (s)T(0C)
Naik
T(0C)
Turun
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
9/42
TEKNIK ANALISA DATA
Berdasarkan data-data hasil pengukuran anda maka,
a. Gunakan azas Black untuk menghitung energi
panas yang diterima oleh air dan kalorimeter.b. Hitung pula besar energi termal yang dilepaskan
oleh elemen listrik.
c. Hitung ekivalensi kedua hasil tersebut.
d. Sertakan analisis ketidakpastian setiap
perhitungan Anda.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
10/42
UNIT 3 KONVERSI ENERGI
James Watt
James Watt lahir di Greenock, Skotlandia, 19 Januari 1736 – meninggal di
Birmingham, Inggris, 19 Agustus 1819 pada umur 83 tahun. Dia adalah seorang
insinyur besar dari Skotlandia, Britania Raya. Pada awalnya ia tertarik denganmesin uap karena memperhatikan mesin uap buatan Newcome yang kurang
efisien. Lalu ia terus melakukan beberapa percobaan & penelitian. Ia berhasil
menciptakan mesin uap pertama yang efisien. Ternyata mesin uap ini merupakan
salah satu kekuatan yang mendorong terjadinya Revolusi Industri, khususnya di
Britania dan Eropa pada umumnya. Untuk menghargai jasanya, nama
belakangnya yaitu watt digunakan sebagai nama satuan daya, misalnya daya
mesin dan daya listrik.
(Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja mesin panas
2. Mahasiswa dapat menampilkan diagram PV dari proses dalam mesin panas melalui programCASSY Lab.
3. Mahasiswa dapat memahami konversi energi dari mesin panas
Alat dan Bahan
Operasi sebagai mesin panas:
Speed: approx. 1000 rpm
Tegangan Generator: approx. 10 V (DC)
Tekanan diferensial: ± 200 hPa
Pedoman Operasi pompa panas atau mesin pendingin:Tekanan diferensial:± 170 hPa
Tegangan KecepatanPerbedaan suhu dengan mengacu pada 22 ° C
Pompa panas Mesin pendingin
5V 225 rpm +11 K - 6 K
9V 600 rpm +16 K -9 K
Data umum:
Secara keseluruhan volume : approx. 35 ml Berat : 1,5 kgPerubahan volume : approx. 10 ml
Dimensi : 240 mm x 160 mm x 250 mm
FISDAS - 203
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Greenock&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Skotlandiahttp://id.wikipedia.org/wiki/19_Januarihttp://id.wikipedia.org/wiki/1736http://id.wikipedia.org/wiki/Birminghamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/19_Agustushttp://id.wikipedia.org/wiki/1819http://id.wikipedia.org/wiki/Britania_Rayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_uaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Revolusi_Industrihttp://id.wikipedia.org/wiki/Eropahttp://id.wikipedia.org/wiki/Watthttp://id.wikipedia.org/wiki/Watthttp://id.wikipedia.org/wiki/Eropahttp://id.wikipedia.org/wiki/Revolusi_Industrihttp://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_uaphttp://id.wikipedia.org/wiki/Britania_Rayahttp://id.wikipedia.org/wiki/1819http://id.wikipedia.org/wiki/19_Agustushttp://id.wikipedia.org/wiki/Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Birminghamhttp://id.wikipedia.org/wiki/1736http://id.wikipedia.org/wiki/19_Januarihttp://id.wikipedia.org/wiki/Skotlandiahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Greenock&action=edit&redlink=1
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
11/42
METODOLOGI
Dasar Teori
Dengan sebuah mesin panas, maka
dimungkinkan penyelidikan secara eksperimental dari
suatu proses termodinamika (seperti stirling proses).
Mesin panas dioperasikan dengan menggunakan
energi panas dari pembakar (alkohol, spritus, dll)
sebagai sumber energi. Selain itu energi untuk
menggerakkan mesin dapat juga dihasilkan dari
sebuah mesin listrik (dinamo listrik) yang terhubung
dengan sebuah gear (roda) melalui belt (rantai). Mesin
panas yang terdiri dari piston yang melekat didalam
sebuah tabung akan bergerak maju-mundur akibat
pemberian kalor (energy panas).
Tabung berisi udara ketika dipanaskan membuat
tekanan dalam tabung membesar sehingga akan
mendorong piston dan menggerakkan system mekanik
yang terhubung dengan alat pencacah gerak
(pengukur kecepatan sudut putar). Pada saat tabung
bergerak ke belakang di ujung tabung terdapat lubang
kecil sehingga piston yang berkerak melewati lubang
ini akan berbalik arah oleh karena tekanan dalam
tabung menurun (diakibatkan oleh lubang kecil diujung
tabung). Sebuah pencacah tekanan dan volume
digunakan untuk mendeteksi perubahahn tekanan dan
volume dalam tabung. Pencacah ini terhubung
langsung dengan Komputer sehingga datanya dapat
ditampilkan dalam grafik PV. Bagan dari mesin panas
yang dimaksud diberikan seperti pada gambar 3. 1 . di
bawah ini.
.
Keterangan:
A: piston bekerja,
B: piston perpindahan
Gambar 3.1. Mesin panas P
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
12/42
Prosedur Kerja
1. Pastikan semua perangkat telah terhubung
secara benar (tanyakan pada pembimbing
anda)
2. Nyalakan komputer yang telah terhubung
dengan perangkat mesin panas.
3. Nyalakan pembakar, dan tempatkan pada
posisinya. Tunggu sekitar 30 detik atau
sampai sistem mekanik mesin bergerak,
(berikan sedikit dorongan ke roda gila untuk
memancingnya berputar dengan arah
searah jarum jam)
7. Jalankan program CASSY Lab padacomputer. Rekam tekanan P dan Volume V
kemudian tampilkan grafik kompresi dan
ekspansinya seperti pada gambar dibawah
ini.
8. Rekam dan simpan filenya sebagai hasil
pengamatan anda
Masalah/Soal Latihan
Selesaikanlah soal di bawah ini sebelum anda
mengikuti responsi!
1. Jelaskan proses-proses dalam termodinamika
2. Berikan penjelasan tentang hokum-hukum
termodinamika?
3. Jelaskan prinsip kerja dari mesin uap?
4. Jelaskan perbedaan proses pada siklus
carnot dan siklus diesel?
Cat: Asisten dapat menambah (tidak mengurangi) dari5 soal ini, untuk mengecek pemahaman praktikan!
Sumber Pustaka
4.
Douglass Giancoli. 2004. Fisika. Jakarta :
Erlangga5. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.
Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
6. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains danTeknik Edisi Ketiga Jilid 1 (Terjemahan).Jakarta: Erlangga
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
13/42
HASIL PENGAMATAN
Gambarkan hasil grafik hubungan Antara tekanan dan volume dalam mesin panas (tempelkan hasil anda pada
tempat di bawah ini!
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
TEKNIK ANALISA DATA
Berikan penjelasan dari grafik yang anda peroleh.
Kemukakan bagaimana proses yang terjadi
berdasarkan grafik PV yang diperoleh.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
14/42
UNIT 4 HUKUM OHM DAN
HAMBATAN JENIS KAWAT
rg Simon Ohm
Georg Simon Ohm (16 Maret 1789 – 6 Juli
1854) adalah seorang fisikawan Jerman
yang banyak mengemukakan teori di bidang
elektrisitas. Karyanya yang paling dikenal
adalah teori mengenai hubungan Antara
aliran listrik, tegangan, dan tahanan konduktor di dalam sirkuit, yang umum disebut Hukum Ohm. Ketika sel elektrokimia baru
ditemukan oleh Alessandro Volta, Omh menggunakannya untuk eksperimennya hingga menghasilkan hukum Ohm. Dengan
bantuan peralatan yang dibuat sendiri, Ohm mengemukakan bahwa arus listrik yang mengalir melalui kawat sebanding dengan
luas penampang dan berbanding terbalik dengan panjang kawat tersebut. Hukum Ohm tersebut dituliskannya dalam buku
berjudul Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (1827).
(Sumber: http://id.wikipedia.org)
Tujuan Percobaan
Setelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa dapat:
1. Terampil melakukan pengukuran kuat arus listrik dan beda potensial pada kawat dengan menggunakan
alat ukur.
2. Memahami pengaruh luas penampang, panjang kawat, dan hambatan jenis kawat terhadap kuat arus
listrik dan beda potensial.
3. Menentukan hambatan kawat, dan hambatan jenis kawat penghantar
4. Memahami hukum ohm.
ALAT DAN BAHAN
1. Perangkat pengukuran resistansi kawat
2. Power Supply AC/DC 0-12 V
3. Multimeter LD Analog 20
4. Kabel penghubung
METODOLOGI DASAR
Teori Singkat
Jika pada satu kawat diberi beda potensial (V)
pada ujung-ujungnya dan diukur kuat arus listrik
(I) yang melewati kawat, maka berdasarkan
Hukum Ohm, nilai pengukuran yang diperoleh
akan memenuhi persamaan:
V = I . R (4.1)
dengan R adalah hambatan kawat. Jika beda
potensial diperbesar, maka penunjukan kuat arus
listrik juga akan semakin besar sebanding
dengan kenaikan beda potensial. Kawat dengan
panjang L dan luas penampang A, akan memiliki
hambatan R sebesar,
A
L R (4.2)
dimana adalah hambatan jenis kawat. Dalam
percobaan ini akan diselidiki hubungan antara
FISDAS - 204
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
http://id.wikipedia.org/wiki/Fisikawanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektrisitas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Ohmhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Voltahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Ohmhttp://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrikhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Luas_penampang&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Panjanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjanghttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Luas_penampang&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Ohmhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alessandro_Voltahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Ohmhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektrisitas&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikawan
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
15/42
beda potensial dan kuat arus listrik pada
berbagai jenis kawat yang memiliki panjang, luas
penampang, dan jenis kawat yang berbeda.
Grafik hubungan antara beda potensial dan kuat
arus listrik digunakan untuk menentukan besar
nilai R dan hambatan jenis kawat.
Langkah Kerja
a. Pengaruh luas penampang kawat logam
terhadap beda potensial dan kuat arus listrik.
Disediakan perangkat percobaan,
rangkaikan setiap perangkat dan
lakukan pengukuran tegangan dan kuat
arus listrik, kemudian catat hasilnya
dalam tabel hasil pengamatan
b. Pengaruh panjang kawat logam terhadap
beda potensial dan kuat arus listrik.
Disediakan perangkat percobaan,
rangkaikan setiap perangkat dan
lakukan pengukuran tegangan dan kuat
arus listrik, kemudian catat hasilnya
dalam tabel hasil pengamatan
c. Pengaruh jenis kawat (hambatan jenis)
terhadap beda potensial dan kuat arus listrik.
Disediakan perangkat percobaan,
rangkaikan setiap perangkat dan
lakukan pengukuran tegangan dan kuat
arus listrik, kemudian catat hasilnya
dalam tabel hasil pengamatan*)
*)sebelum menyalakan Power Supply, periksakan
rangkaian anda pada asisten untuk memastikan
bahwa rangkaian yang dibuat benar.
Masalah/Soal Latihan
1. Berikan penjelasan tentang hukum ohm?
2. Jelaskan perbedaan antara hambatan jenis
kawat dan resistansi bahan?
3. Jelaskan pengaruh luas penampang, panjang
kawat, dan hambatan jenis kawat terhadap
kuat arus listrik dan beda potensial, buatlah
grafik hubungan antara kuat arus listrik dan
tegangan dengan:
Panjang kawat yang berbeda
Luas penampang yang berbeda dan,
Hambatan jenis kawat
4. Tuliskan nilai berbagai macam hambatan
jenis kawat (berikan dalam bentuk tabel)!
5. Berikan penjelasan tentang cara menentukan
resistansi resistor cincin (sertakan contoh
cara menghitungnya)
Sumber Pustaka1. Douglass Giancoli. 2004. Fisika. Jakarta :
Erlangga
2. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
3. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains danTeknik Edisi Ketiga Jilid 1 (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
Catatan:
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
16/42
HASIL PENGAMATAN
a.
Kegiatan 1.
Pengukuran beda potensial dan kuat arus listrik pada kawat dengan diamaeter (luas penampang) yang
berbeda-beda.
Jenis Kawat : ……………………….
Panjang Kawat : ………………………
No
d = 1,0 mm
A = 0.8 mm2
d = 0,7 mm
A = 0.4 mm2
d = 0,5 mm
A = 0.2 mm2
d = 0,35 mm
A = 0.1 mm2
U (V) I (A) U (V) I (A) U (V) I (A) U (V) I (A)
1 10 x 10-2
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
b.
Kegiatan 2.
Pengukuran beda potensial dan kuat arus listrik pada kawat dengan panjang yang berbeda-beda.
Jenis Kawat : ……………………….
Diameter Kawat (d) : ………………………
Luas Penampang (A) : ……………………....
Nol = 1 m l = 2 m
U (V) I (A) U (V) I (A)
1
2
3
4
5
67
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
17/42
Nol = 1 m l = 2 m
U (V) I (A) U (V) I (A)
8
9
10
11
12
c. Kegiatan 2.
Pengukuran beda potensial dan kuat arus listrik pada jenis kawat yang berbeda.
Diameter Kawat (d) : ………………………
Luas Penampang (A) : ……………………....
Panjang Kawat (l ) : ……………………...
NoJenis Kawat: ……………………………….… Jenis Kawat: ……………………………….……….
U (V) I (A) U (V) I (A)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Identitas PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
18/42
TEKNIK ANALISIS DATA
1. Untuk memahami pengaruh luas penampang,
panjang kawat, dan hambatan jenis kawat
terhadap kuat arus listrik dan beda potensial,
buatlah grafik hubungan antara kuat arus listrik
dan tegangan dengan:
Panjang kawat yang berbeda
Luas penampang yang berbeda dan,
Hambatan jenis kawat
(Buat grafik yang dapat menampilkan
3 variabel pada satu grafik yang diubah,
untuk lebih jelasnya tanyakan kepadaasisten)
2. Gunakan grafik yang anda buat untuk
memperoleh hambatan dan hambatan jenis
setiap kawat yang digunakan.
3. Gunakan hasil analisis data untuk membahas
mengenai hakikat dari hukum ohm
4. Perhatikan teori ketidakpastian dalam
pengukuran dalam menuliskan hasil analisis.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
19/42
UNIT 5 RANGKAIAN SERI DAN PARALEL
Gustav Robert Kirchhoff
Gustav Robert Kirchhoff (lahir di Königsberg, Prusia, 12 Maret 1824 – meninggal
di Berlin, Jerman, 17 Oktober 1887 pada umur 63 tahun) adalah seorang
fisikawan Jerman yang berkontribusi pada pemahaman konsep dasar teori
rangkaian listrik, spektroskopi, dan emisi radiasi benda hitam yang dihasilkan oleh
benda-benda yang dipanaskan. Dia menciptakan istilah radiasi "benda hitam"
pada tahun 1862. Terdapat 3 konsep fisika berbeda yang kemudian dinamai berdasarkan namanya, "hukum Kirchhoff",
masing-masing dalam teori rangkaian listrik, termodinamika, dan spektroskopi.
(Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
Diharapkan setelah melakukan percobaan mahasiswa dapat:1. Terampil dalam merancang rangkaian susunan seri dan parallel resistor2. Termpil dalam menempatkan dan menggunakan basicmeter
3. Membedakan fungsi susunan resistor seri dan parallel4. Memahami prinsip hukum-hukum kirchoof5. Memahami karakteristik rangkaian seri dan rangkaian parallel resistor
ALAT DAN BAHAN
1. Power Supply AC/DC, 0 - 12 V
2. Resitor dengan nilai berbeda
3. Basicmeter 90
4. Kawat penghubung
METODOLOGI DASAR
Teori Singkat
Hasil pengukuran beda potensial pada resistor R1
dan R2 (nilainya berbeda) yang disusun secara
seri menunjukkan hasil yang berbeda, namun jika
diukur arus yang melewati kedua resistor maka
diperoleh pengukuran yang sama. Berbeda
halnya jika resistor disusun secara parallel,
diperoleh hasil pengukuran yang berbeda. Arus
yang melalui setiap resistor berbeda, namun
pengukuran tegangan pada setiap resistor sama.
Fakta ini menunjukkan bahwa jenis susunan
resistor menentukan besar nilai variabel
tegangan dan kuat arus listrik dalam rangkaian.
Pada susunan seri, resistor berfungsi sebagai
pembagi tegangan, yang berarti jika tegangan
pada setiap resistor dijumlahkan maka jumlahnyasama dengan besarnya tegangan sumber.
Sedangkan jika resistor disusun paralel, maka
resistor berfungsi sebagai pembagi arus, yang
berarti jika kuat arus listrik yang melewati setiap
resistor diukur, maka akan memiliki nilai yang
sama dengan arus total sebelum titik
percabangan (Hukum I Kirchoof).
FISDAS - 205
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
Representasi segmen kawat yangmembawa arus I
http://id.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6nigsberghttp://id.wikipedia.org/wiki/Prusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/12_Marethttp://id.wikipedia.org/wiki/1824http://id.wikipedia.org/wiki/Berlinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/17_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/1887http://id.wikipedia.org/wiki/Fisikawanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektroskopihttp://id.wikipedia.org/wiki/Benda_hitamhttp://id.wikipedia.org/wiki/1862http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Kirchhoffhttp://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektroskopihttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektroskopihttp://id.wikipedia.org/wiki/Termodinamikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_Kirchhoffhttp://id.wikipedia.org/wiki/1862http://id.wikipedia.org/wiki/Benda_hitamhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektroskopihttp://id.wikipedia.org/wiki/Listrikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikawanhttp://id.wikipedia.org/wiki/1887http://id.wikipedia.org/wiki/17_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Berlinhttp://id.wikipedia.org/wiki/1824http://id.wikipedia.org/wiki/12_Marethttp://id.wikipedia.org/wiki/Prusiahttp://id.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6nigsberg
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
20/42
Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
a. Kegiatan 1 : Rangkaian seri.
1. Pastikan semua perangkat percobaan
telah tersedia, dan berfungsi dengan baik).
2. Rangkaikan perangkat percobaan
(susunan seri 2 resistor), lakukan
pengukuran tegangan pada masing-
masing resistor, catat hasilnya
3. Ukurlah arus yang melewati masing-
masing resistor, catat hasil
pengukuranmu. Lanjutkan pengukuranmu
untuk nilai tegangan sumber yang
berbeda, kemudian catat hasilnya.
b. Kegiatan 2 : Rangkaian Paralel.
1. Pastikan semua perangkat percobaan
telah tersedia, dan berfungsi dengan
baik*).
2. Rangkaikan perangkat percobaan
(susunan paralel 2 resistor), lakukan
pengukuran tegangan pada masing-
masing resistor, catat hasilnya
3. Ukurlah arus yang menuju titik cabang
dan yang menuju ke masing-masing
resistor, catat hasil pengukuranmu.
Lanjutkan pengukuranmu untuk nilai
tegangan sumber yang berbeda,
kemudian catat hasilnya.
Masalah/Soal Latihan
1. Jelaskan apa yang dimaksud dengan:
a. Kuat arus listrik
b. Tegangan listrik
c. Hambatan listrik
2. Tuliskan bunyi hukum kirchoof I dan 2
3. Jelaskan perbedaan karakteristik kuat arus
listrik dan tegangan listrik pada susunan seri
dan paralel resistor (Rangkaian Arus
Searah)?
4. Buktikan persamaan hambatan pengganti
pada susunan seri dan paralel resistor?
Sumber Pustaka
1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains danTeknik Edisi Ketiga Jilid 2 (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
Catatan:
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
21/42
HASIL PENGAMATAN
1.
Kegiatan 1. Rangkaian seri resistor
R1 : ………………. R2 : ………………..
NoTeganganSumber
(V)
Kuat Arus Listrik (mA)Tegangan pd R1
(V)Tegangan pd R2
(V)Sebelum R1 antara R1 & R2 Setelah R2
1
2
3
4
2.
Kegiatan 2. Rangkaian paralel resistor
R1 : ………………. R2 : ………………..
NoTeganganSumber
(V)
Kuat Arus Listrik (mA)Tegangan pd R1
(V)Tegangan pd R2
(V)Total(sebelum titik cabang) melalui R1 melalui R2
1
2
3
4
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
TEKNIK ANALISA DATA
1. Bandingkan hasil pengukuran anda dengan
nilai teori?
2. Berdasarkan data yang anda peroleh
buktikan bahwa hambatan pengganti:
Seri :1 2
.... s n
R R R R
Pararel :1 2
1 1 1 1.....
p n R R R R
3. Berikan komentar tentang fungsi susunan seri
dan parallel resistor, hal ini harus didasarkan
dari data yang anda peroleh.
4. Lengkapi setiap analisis yang Anda buatdengan ketidakpastiannya masing-masing
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
22/42
UNIT 6DIFRAKSI
PADA CELAH GANDA DAN CELAH BANYAK
Joseph von Fraunhofer
Franhoufer (lahir 6 Maret 1787 – meninggal 7 Juni 1826 pada umur 39 tahun)
adalah seorang fisikawan Jerman. Fraunhofer pernah bekerja di Institut Optik di
Benediktbeuern, sebuah institute yang mengelola pabrik pembuatan gelas/kaca. Di
sanalah ia menemukan cara membuat kaca optik terbaik dan menciptakan metode
sangat teliti dalam mengukur dispersi. Pada 1814, Fraunhofer menciptakan
spektrokop, dan menemukan 574 garis-garis gelap dalam spektrum Matahari.
Garis-garis gelap ini kemudian diketahui sebagai garis-garis serapan atom,
sebagaimana yang dijelaskan oleh Kirchhoff dan Bunsen pada 1859. Garis-garis
ini kemudian dinamai garis-garis Fraunhofer sebagai penghormatan atas dirinya. Dia juga menciptakan alat pendifraksi dan
mengubah spektroskopi dari sains kualitatif menjadi sains kuantitatif dengan menunjukkan cara mengukur panjang gelombang
cahaya dengan akurat. (Sumber: http://id.wikipedia.org)
Tujuan Percobaan
1. Mahasiswa dapat memahami pengaruh jarak antar celah pada pembentukan pola difraksi pada celah
ganda.
2. Mahasiswa dapat memahami pengaruh lebar celah pada pembentukan pola difraksi pada celah ganda
3. Mahasiswa dapat memahami pengaruh banyak celah terhadap pembentukan pola difraksi.
4. Mahasiswa dapat menentukan panjang gelombang laser
ALAT DAN BAHAN
1. Diafragma dengan 3 celah ganda 469 84
2. Diafragma dengan 4 celah ganda 469 85
3. Diafragma dengan 5 nomor celah 469 86
4. Laser He-Ne, terpolarisasi linier 471 830
5. dudukan dengan klip pegas 460 22
6. lensa dalam bingkai, f = +5 mm 460 01
7. lensa dalam bingkai, f = +50 mm 460 02
8. 1 presisi bangku optik, 1 m 460 32
9. Pengendara 4 optik, H = 60 mm / B = 36 mm
460 370
10. 1 layar tembus 441 53
11. 1 pelana dasar 300 11
METODOLOGI DASAR
Prinsip Dasar
Difraksi terjadi apabila sebagian mukagelombang dibatasi oleh rintangan atau lubang –
bukaan (celah sempit). Intensitas cahaya di
sembarang titik dalam ruangan dapat dihitung dengan
menggunakan Prinsip Huygens dengan mengambil
setiap titik pada muka – gelombang menjadi titik
sumber dan dengan menghitung pola interferensi yang
terjadi. Pola Fraunhofer diamati pada jarak yang
sangat jauh dari rintangan atau celah sempit sehingga
sinar-sinar yang mencapai sembarang titik hampir
sejajar, atau pola itu dapat diamati dengan
menggunakan lensa untuk memfokuskan sinar-sinar
sejajar pada layar pandang yang ditempatkan pada
bidang fokus lensa tersebut. Pola yang lain, yaitu pola
Fresnel diamati di titik yang dekat dengan sumbernya.
Difraksi cahaya sering sulit diamati karena panjang
gelombang demikian kecilnya atau karena intensitas
cahaya tidak cukup. Kecuali untuk pola Fraunhofer
celah sempit dan panjang, pola difraksi biasanya sulit
diamati.
FISDAS - 206
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
http://id.wikipedia.org/wiki/6_Marethttp://id.wikipedia.org/wiki/1787http://id.wikipedia.org/wiki/7_Junihttp://id.wikipedia.org/wiki/1826http://id.wikipedia.org/wiki/Fisikawanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Benediktbeuern_Abbey&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Benediktbeuern_Abbey&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Dispersihttp://id.wikipedia.org/wiki/1814http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Spektrokop&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Spektrumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mataharihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoffhttp://id.wikipedia.org/wiki/Robert_Bunsenhttp://id.wikipedia.org/wiki/1859http://id.wikipedia.org/wiki/Garis-garis_Fraunhoferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektroskopihttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Panjang_gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektroskopihttp://id.wikipedia.org/wiki/Garis-garis_Fraunhoferhttp://id.wikipedia.org/wiki/1859http://id.wikipedia.org/wiki/Robert_Bunsenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Gustav_Kirchhoffhttp://id.wikipedia.org/wiki/Mataharihttp://id.wikipedia.org/wiki/Spektrumhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Spektrokop&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/1814http://id.wikipedia.org/wiki/Dispersihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Benediktbeuern_Abbey&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Jermanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikawanhttp://id.wikipedia.org/wiki/1826http://id.wikipedia.org/wiki/7_Junihttp://id.wikipedia.org/wiki/1787http://id.wikipedia.org/wiki/6_Maret
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
23/42
1. Celah Ganda
Pola difraksi – interferensi Fraunhofer dua
celah sama dengan pola interferensi untuk dua celah
sempit yang dimodulasi oleh pola difraksi celah –
tunggal.
Gambar. 6.1 Skema ilustrasi difraksi pada celah ganda
Keterangan:b : lebar celah, d: jarak celah L : jarak antara layar dan celah gandax2 : jarak maksimum kedua dari pusat α2 : arah pengamatan untuk maksimum keduaΔs2 : path perbedaan sinar utama S : layar
Pada jarak yang sangat jauh dari celah, garis-garis
dari kedua celah ke satu titik P di layar akan hampir
sejajar, dan perbedaan lintasan kira-kira d sin ,
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.2 di atas.
Dengan demikian diperoleh interferensi maksimum
pada satu sudut yang diberikan oleh
md sin , m = 1, 2, 3, …… [6.5]
Untuk sudut yang sangat kecil, (yang hampir selalu
begitu, seperti asumsi sebelumnya), jarak yang diukur
di sepanjang layar rumbai terang ke – m diberikan
oleh,
d
Lm ym
[6.6]
d adalah jarak antar celah
2.
Celah Banyak
Pada eksperimen celah banyak, digunakan
goresan-goresan dari sebuah mistar baja konvensional
sebagai kisi refleksi. Susunan perangkatnya
ditunjukkan pada gambar 3.3, dimana X adalah spot
LASER pada layar tanpa kisi (mistar), Q adalah titik
perpanjangan dari mistar, P 0 adalah titik refleksi dari n
= 0, dan P1, P2, P3 dan seterusnya adalah titik difraksi
sinar dari m = 1, m = 2, m = 3, dan seterusnya.
.
Gambar 6.3. Difraksi pada celah banyak
X
Q
P 0
P 1
P 2
P 3
y0
y1
y2
y3
D
Sumber Cahaya
monokromatik
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
24/42
Berdasarkan dengan prinsip di atas, dapat diperoleh
panjang gelombang dari LASER,
m
y y
D
d m m
2
0
2
22
[6.7]
dimana d adalah jarak antara dua goresan pada
mistar baja, yaitu 1 mm.
Langkah Kerja
Untuk semua kegiatan,
1. Letakkan celah di depan sumber laser He-Ne
seperti pada gambar di bawah ini. Setelah itu
atur posisi L2 agar sinar laser tepat terfokus di
layar.
2. Catat jarak antara celah dan layar.
Keterangan:L1: lensa f = +5 mm
L2: lensa f = +50 mmH: holder untuk objek difraksiS: layar
Kegiatan 1a. Ketergantungan difraksi pada celah ganda
pada jarak antar celah d :1. Masukkan diafragma dengan 4 celah (469
85) tepat pada jalur yang dilalui sinar laser,dan amati pola difraksi ganda celah dengan jarak antar celah d = 1,00 mm , 0,75 mm ,0,50 mm dan 0,25 mm satu demi satu.
2. Lakukan pengukuran pada setiap jarak d
untuk mengetahui pengaruh jarak Antaracelah terhadap pola interferensi.
3. Gambar pembentukan pola difraksi padalayar dengan menandari pola yang terbentuk.
4. Catatlah jarak pisah pusat terang keteranganorde 1, 2 dan 3
Kegiatan 2b. Ketergantungan difraksi pada celah ganda
pada celah lebar b :1. Masukkan diafragma dengan 3 celah ganda
(469 84) tepat pada jalur yang dilalui sinarlaser, dan amati pola difraksi celah gandauntuk berbagai lebar celah b = 0,20 mm ,0,15 mm dan 0,10 mm satu demi satu.
2. Lakukan pengukuran pada setiap jarak buntuk mengetahui pengaruh lebar celah bterhadap pola interferensi.
3. Gambar pembentukan pola difraksi padalayar dengan menandari pola yang terbentuk.
4. Catatlah jarak pisah pusat terang keteranganorde 1, 2 dan 3
Kegiatan 3
c.
Ketergantungan difraksi pada banyak celah(N):1. Masukkan diafragma dengan 5 celah (469
86), dan amati pola difraksi dari 2 , 3 , 4 , 5dan 40 celah satu demi satu.
2. Lakukan pengukuran pada setiap jarak nomorcelah yang ada untuk mengetahui pengaruhbanyak celah terhadap pola interferensi.
3. Gambar pembentukan pola difraksi padalayar dengan menandari pola yang terbentuk.
4. Catatlah jarak pisah pusat terang keteranganorde 1, 2 dan 3
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
25/42
Masalah/Soal Latihan
1. Apakah perbedaaan antara difraksi celah
tunggal, difraksi celah ganda, dan
interferensi?
2. Jelaskan proses terbentuknya pola difraksi
oleh dua celah?
3. Jelasakan pengaruh lebar celah, jarak Antara
celah pada celah ganda terhadap pola
difraksi (jarak maksima a yang terbentuk)?
4. Jelaskan pengaruh banyak celah terhadap
pola difraksi (jarak maksima a yang
terbentuk)?
5. Jelaskan syarat terjadinya interferensi dan
difraksi pada celah ganda?
Sumber Pustaka
1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains danTeknik Edisi Ketiga Jilid 2 (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
Catatan:
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
26/42
HASIL PENGAMATAN
Jarak celah ke layar : ……………………. cm
Kegiatan 1. Ketergantungan difraksi pada celahganda pada jarak antar celah d
NoJarak antara celah d
(mm)Jarak Rata-rata Pola DifraksiMaksimum berdekatan (mm)
1
2
3
4
Kegiatan 2. Ketergantungan difraksi pada celahganda pada celah lebar b.
No Lebar celah b (mm)Jarak Rata-rata Pola DifraksiMaksimum berdekatan (mm)
1
No Lebar celah b (mm)Jarak Rata-rata Pola DifraksiMaksimum berdekatan (mm)
2
3
4
Kegiatan 3. Ketergantungan difraksi pada banyakcelah (N)
No Banyak celah N (mm)Jarak Rata-rata Pola DifraksiMaksimum berdekatan (mm)
1
2
3
4
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
TEKNIK ANALISISA DATA
1. Buat grafik jarak antar celah d terhadap jarakrata-rata pola difraksi berdekatan (a), berikanpembahasan dari grafik!
2. Buat grafik lebar celah b terhadap jarak rata-ratapola difraksi berdekatan (a), berikanpembahasan dari grafik!
3. Buat grafik banyak celah N terhadap jarak rata-rata pola difraksi berdekatan (a), berikanpembahasan dari grafik
4. Dengan data yang telah diperoleh hitunglahpanjang gelombang rata-rata sinar laser yangdigunakan untuk setiap kegiatan.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
27/42
UNIT 7 PEMANTULAN DAN PEMBIASAN
Willebrord Snellius
Willebrord Snellius (terlahir dengan
nama Willebrord Snel van Royen)
(1580 –30 Oktober 1626, Leiden)
adalah ilmuwan berkebangsaan
Belanda dalam bidang astronomi dan
matematika. Willebrord Snellius juga
dikenal dengan hukum pembiasan
cahaya Willebrord Snellius dikenal
dengan hukum pembiasan cahaya. Hukum Snellius adalah rumus matematika yang memberikan hubungan antara
sudut datang dan sudut bias pada cahaya atau gelombang lainnya yang melalui batas antara dua medium isotropik berbeda,
seperti udara dan gelas. Nama hukum ini diambil dari matematikawan Belanda Willebrord Snellius, yang merupakan salah
satu penemunya. Hukum ini juga dikenal sebagai Hukum Descartes atau Hukum Pembiasan. Hukum ini menyebutkan
bahwa nisbah sinus sudut datang dan sudut bias adalah konstan, yang tergantung pada medium. Perumusan lain yang
ekivalen adalah nisbah sudut datang dan sudut bias sama dengan nisbah kecepatan cahaya pada kedua medium, yang
sama dengan kebalikan nisbah indeks bias. (Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mengetahui perilaku cahaya pada peristiwa pemantulan dan pembiasan
2. Memahami prinsip pemantulan sempurna
3. Menentukan besar indeks bias bahan dengan Hukum Snell
ALAT DAN BAHAN
1. Sumber Cahaya2. Rel optik3. Bangku/Meja Optik4. Cemin Cekung, Cermin Cembung dan Cermin
Datar5. Rhombus6. Lensa Positif7. Balok kaca planpararel8. Diafragma9. Berbagai macam celah Celah10. Mistar
11. Busur derajat12. Kertas Kerja
METODOLOGI DASAR
Teori SingkatCahaya merupakan salah satu bentukgelombang elektromagnetik yang memiliki sifatmendua. Di satu sisi cahaya merupakangelombang namun di sisi lain cahaya memilikisifat seperti sebuah partikel. Salah satu sifatcahaya sebagai gelombang adalah dapatmengalami pemantulan (refleksi) sedangkansalah satu sifat cahaya sebagai partikel adalahcahaya dapat mengalami peristiwa tumbukanseperti halnya sebuah kelereng yang menumbukkelereng lain (dalam peristiwa efek Compton).
Khusus untuk sifat-sifat cahaya sebagai partikelini merupakan bagian dari kajian dalam fisikaModern. Dalam fisika dasar khususnya materi
FISDAS - 207
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
http://id.wikipedia.org/wiki/30_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/30_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/1626http://id.wikipedia.org/wiki/Leidenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Belandahttp://id.wikipedia.org/wiki/Astronomihttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Indeks_biashttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Mediumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snelliushttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Astronomihttp://id.wikipedia.org/wiki/Belandahttp://id.wikipedia.org/wiki/Leidenhttp://id.wikipedia.org/wiki/1626http://id.wikipedia.org/wiki/30_Oktober
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
28/42
optik geometri dalam percobaan ini, perhatianutama kita adalah pada sifat cahaya sebagaigelombang yang dapat mengalami pemantulandan pembiasan saja. Dalam peristiwapemantulan cahaya, kita mengenal tiga macamberkas cahaya yaitu :
1. Berkas cahaya sejajar2. Berkas cahaya mengumpul (konvergen)3. Berkas cahaya menyebar (divergen)
Kita juga mengetahui bahwa dalam pemantulancahaya terdapat dua macam pemantulan yaitu:pemantulan cahaya teratur dan pemantulancahaya difus (baur). Apabila cahaya merambatmengenai bidang batas dua medium, maka
rambatan cahaya tersebut akan mengalamiperistiwa pembelokan. Peristiwa ini disebutpembiasan cahaya. Banyak kejadian sehari-haridijelaskan dengan prinsip pembiasan ini.Dalam pembahasan tentang pemantulan danpembiasan cahaya, kita mengenal istilah indeksbias mutlak suatu medium (n) yang didefenisikansebagai perbandingan cepat rambat cahayadiruang hampa (c) terhadap cepat rambat cahayadi medium tersebut (v). Secara matematis indeksbias mutlak medium n dituliskan sebagai berikut :
v
c
n (7.1)
Selain indeks bias mutlak kita juga mengenalindeks bias relatif suatu medium yangdidefenisikan sebagai perbandingan indeks biasmutlak medium tersebut terhadap indeks biasmutlak medium lain. Secara matemati hal inidirumuskan sebagai berikut:
2
1
2
1
12
v
v
n
nn (7.2)
Hukum pembiasan pertama kali dikemukakan olehWillebord Snell (1591) yang dapat dinyatakan
dalam suatu pernyataan matematis :
r nin sinsin21
(7.3)dimana n1 dan n2 adalah indeks bias mutlakmedium 1 dan medium 2, i adalah sudut datang,dan r adalah sudut bias.Berdasarkan azas fermat, cahaya yang melewatimedium yang homogen akan merambat denganlintasan lurus dengan waktu terpendek. Jikacahaya melewati bidang batas yang berbedamedium, maka cahaya akan dibelokkan tepat dibidang batas antara dua medium tersebut. Selain
itu, jika cahaya datang dari medium yang lebigrapat ke medium yang kurang rapat, pada suduttertentu tidak terjadi pembiasan, justru yang terjadi
adalah pemantulan. Peristiwa ini disebutpemantulan sempurna. Dengan syarat sudut datingharus lebih besar dari sudut kritisnya.Jika sebuah cahaya dating dari kaca ke udara,maka berdasarkan hukum Snellius:
r nin sinsin21
dimana r adalah sudut bias sebesar 900, sehingga
2 2
1 1
2
1
sin sin 90sin
sin
n r ni
n n
ni i sudut kritis
n
Untuk memahami lebih jauh tentang teori
pemantulan dan pembiasan pada cahaya silakan Anda merujuk pada referensi yang relevan.
Langkah KerjaKegiatan 1 :Jarak fokus cermin cekung, dan
cermin cembung 1. Pasang secara berturut-turut sumber cahaya,
lensa positif dan diafragma pada rel optik,kemudian tempatkan meja optik tepat di depandiafragma.
2. Pasang celah (4 celah) pada diafragma.3. Nyalakan sumber cahaya, dan atur posisi lensa
positif agar diperoleh garis-garis cahaya yangsejajar
4. Letakkan kertas kerja dan cermin cekung diatasmeja optik tepat tegak lurus terhadap arahdatangnya cahaya.
5. Buat garis di sepanjang permukaan cermin,dan amati pola pemantulan cahaya dari cermin.
6. Berikan tanda titik pada cahaya yang datangpada cermin. Setiap garis minimal dua titik,kemudian hubungkan titik-titik tersebut.
7. Berikan tanda titik pada garis-garis pantul yangterbentuk. Setiap garis minimal dua titik.
kemudian hubungkan titik-titik tersebut.8. Ukur besar jarak fokus cermin cekung yang
anda percobakan.9. Dengan cara yang sama, ulangi kegiatan
dengan menggunakan cermin cembung.
Kegiatan 2: Sinar-sinar istimewa pada cermincekung dan cembung.
1. Ganti celah pada diafragma dengan celahtunggal
2. Buat gambar cermin cekung, sumbu utama,dan titi fokus pada kertas kosong.
3. Arahkan sinar dari celah ke cermin sesuaidengan sinar-sinar istimewa pada cermin. Lukisgambar yang anda buat.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
29/42
4. Dengan cara yang sama, ulangi kegiatandengan menggunakan cermin cembung.
Kegiatan 3: Pembentukan bayangan padacermin datar.
1. Ganti cermin cembung anda dengan cermindatar.
2. Gambar permukaan cermin datar tepat tegaklurus dengan arah datangnya cahaya.Tempatkan cermin tersebut sehingga tepatpada garis yang telah dibuat.
3. Buat gambar objek garis di depan cermin datar.4. Arahkan sinar dari celah tunggal ke objek dan
gambar bayangan yang terbentuk.5. Tentukan sifat bayangan terbentuk dari cermin
datar.
Kegiatan 4: Pembiasan pada kaca plan parallel 1. Ganti cermin yang anda gunakan padaKegiatan 3 dengan kaca plan paralel.
2. Gambar kaca plan paralel dengan membuatgaris pada setiap permukaannya.
3. Arahkan sinar pada salah satu sisi kaca planparalel (buat sinar tidak tegak lurus terhadapbidang kaca plan paralel). Berikan tanda titiktepat pada sinar cahaya (minimal dua titik).
4. Pada sisi lain yang paralel dengan sisi tempatdatangnya sinar akan keluar sinar. Berikantanda titik tepat pada sinar cahaya ini (minimal
dua titik).5. Hubungkan titi-titik yang anda buat.6. Buat garis normal pada setiap bidang batas
médium, dan ukur sudut datang dan sudut biaspada masing-masing bidang batas médium
7. Ulangi kegiatan yang sama dengan arah sinaryang berbeda-beda (sudut datang yangberbeda).
Kegiatan 5: Pemantulan Sempurna.1. Letakkan Rhombus di atas meja optik sehingga
tampak seperti gambar berikut.
2. Putar rhombus searah jarum jam sampai tidakadalagi sinar CD yang keluar dari sisi Rhombusatau cahaya menghilang.
3. Gambar Rhombus dengan mengikuti sisi-sisinya. Tandai titik A, B dan C.
4. Hubungkan titi-titik A dan B, kemudian titik Bdan C.
5. Ukur besar sudut datang pada bidang bataspermukaan 2. Sudut datang ini merupakansudut kritis.
6. Ulangi dengan cara yang sama dengan sudutyang berbeda-beda.
Masalah/Soal Latihan1. Tuliskan bunyi hukum pemantulan oleh
Snellius?
2. Tuliskan sifat-sifat cermin datar yangdigunakan dalam percobaan ini?3. Jelaskan sinar-sinar istimewa pada cermin
cekung, dan cembung?4. Apakah ada pengaruh besarnya sudut datang
terhadap besarnya sudut pantul, jika ada jelaskan?
5. Tuliskan persamaan yang menyatakanhukum pemantulan?
6. Apa yang dimaksud dengana. sudut datang d. sinar biasb. sinar datang e. indeks bias
c. sudut bias f. garis normal7. Kemukakan apa yang terjadi ketika cahaya
melewati bidang batas medium yangberbeda?
8. Apa yang dimaksud dengan pematulansempurna?
9. Apa yang dimaksud dengan indeks biasrelatif dan indeks bias mutlak? Berapa indeksbias kaca ?
10. Buktikan persamaan hukum pembiasansecara matematis !
Sumber Pustaka
1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains danTeknik Edisi Ketiga Jilid 2 9Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
Catatan:
Sumber cahaya CB
D
A
Permukaan 2
Permukaan 1
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
30/42
HASIL PENGAMATAN
Kegiatan 1 :Jarak fokus cermin cekung, dan cermincembung
Jarak fokus cermin cekung = ……………………
Jarak fokus cermin cembung = ……………………
Kegiatan 2: Sinar-sinar istimewa pada cermin cekungdan cembung.
Cermin Cekung
NO Arah Sinar Datang Arah Sinar Pantul
1
2
3
4
Cermin Cembung
NO Arah Sinar Datang Arah Sinar Pantul
1
2
3
4
Kegiatan 3: Pembentukan bayangan pada cermindatar.
Sifat bayangan pada cermin datar :
Kegiatan 4: Pembiasan pada kaca plan parallel
NO Cahaya dating dari udara ke kaca Cahaya dating dari udara ke kacaSudut datang (0) Sudut Pantul (0) Sudut datang (0) Sudut Pantul (0)
1
2
3
4
5
6
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
...............
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
31/42
Kegiatan 5: Pemantulan Sempurna.
Indeks bias medium
n1 = ………………………………….
n2 = ……………………………………
Besar sudut kritis i =
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
Teknik Analisa Data
Kegiatan 1 : Jarak fokus cermin cekung, dan cermincembung
Ukurlah berapa besar jarak fokus cermin cekung dancembung. Berikan penjelasan bagaimana sifat jarakfokus dari kedua cermin tersebut.
Kegiatan 2: Sinar-sinar istimewa pada cermin cekungdan cembung.
Berikan kesimpulan tentang sinar-sinar istimewa pada
cermin cekung dan cembung dari hasil praktikum yangkamu lakukanKegiatan 3: Pembentukan bayangan pada cermin
datar.
Dari hasil pengukuran yang kamu lakukan jelaskansifat-sifat bayangan dari cermin datar
Kegiatan 4: Pembiasan pada kaca plan parallelBerdasarkan hasil pengamatan tentukan besar indeksbias kaca. Berikan juga pembahasan tentang hokumsnell I dan kedua berdasarkan hasil percobaaanmu.
Kegiatan 5: Pemantulan Sempurna. Hitung besar sudut kritis berdasarkan data hasil
ekperimen sebelumnya (gunakan indeks bias yangtelah diperoleh), bandingkan dengan hasil pengukuran
sudut yang kamu peroleh.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
32/42
UNIT 8JARAK FOKUS LENSA TIPIS
(a) Ketika mata relaks (tidak berakomodasi), lenda mata paling pipih sehingga jarak fokusnya paling besar, dan benda yang
sangat jauh difokuskan pada retina, (b) ketika otot siliar menegang, lensa mata menjadi lebih cembung sehingga jarak fokusnya
lebih pendek, dan benda yang dekat juga difokuskan pada retina (pemfokusan pada retina artinya bayangan dari benda dibentuk
dengan jelas pada retina)
(Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Untuk menentukan jarak fokus sebuah lensa cembung dan lensa cekung
2. Memplot grafik hubungan antara jarak bayangan dengan jarak benda sehingga diperoleh nilai jarak
fokus berdasarkan grafik
3. Membandingkan nilai teoritis dengan hasil plot grafik jarak fokus lensa yang diperoleh
ALAT DAN BAHAN
1. Bangku Optik 1 buah2. Rel presisi 2 buah
3. Pemegang slide diafragma 1 buah
4. Bola lampu 12 V, 18 W
5. Lensa cembung (f = 100 mm, dan f = 200
mm) masing-masing 2 buah
6. Lensa cekung (f = 100 mm, dan f = 200 mm)
masing-masing 2 buah.
7. Catu daya (Power Supply 10 A, 12 V AC/DC)
1 buah.
8. Layar optic penangkap bayangan 1 buah
9. Tempat lampu bertangkai 1 buah.
10. Diafragma anak panah 1 buah.
11. Beberapa kabel penghubung ganda.
12. Mistar plastik (100 cm) 1 buah.
METODOLOGI DASAR
Teori Singkat
Untuk sebuah lensa tipis berlaku :
1
111
S S f (8.1)
dengan f = jarak fokus, S = jarak antara benda
dengan lensa dan S1 = jarak antara bayangandengan lensa. Untuk lensa cekung,
bayangan yang dihasilkan oleh benda nyata
adalah bayangan maya, sehingga untuk
menentukan jarak fokus lensanya maka
digunakan sebuah lensa positif.
Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
a. Kegiatan 1 : Menentukan Jarak FokusLensa Cembung Dengan Merajah 1/s
terhadap 1/s’ 1. Letakkan sumber cahaya, lensa positif 1
(untuk menfokuskan cahaya di benda),
benda, lensa positif 2 (yang akan
ditentukan jarak fokusnya), dan layar
pada bangku optic secara berurutan.
Atur Jarak antara sumber cahaya dan
lensa positif 1 sebesar jarak fokus lensa
1. Atur jarak benda dan lensa positif 1
sekitar 10 cm.
2. Tempatkan layar pada jarak tertentu dari
benda.
FISDAS - 208
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
33/42
3. Geser lensa positif 2 yang berada
diantara benda dan layar kearah benda
sehingga diperoleh bayangan yang jelas
pada layar. Ukur jarak dari benda ke
lensa positif 2 sebagai jarak benda dan
ukur jarak dari lensa positif 2 ke layar
sebagai jarak bayangan.
4. Ulangi kegiatan 2 dan 3 secukupnya.
Catat data yang kamu peroleh dalam
tabel hasil pengamatan
b. Kegiatan 2 : Menentukan Jarak FokusLensa Cekung (Negatif).
1. Letakkan sumber cahaya, lensa positif1 (untuk menfokuskan cahaya di
benda), benda, lensa positif 2 (yang
akan ditentukan jarak fokusnya), dan
layar pada bangku optic secara
berurutan. Atur Jarak antara sumber
cahaya dan lensa positif 1 sebesar
jarak fokus lensa 1. Atur jarak benda
dan lensa positif 1 sekitar 10 cm.
2. Buat bayangan yang jelas dari benda
pada layar. Tandai posisi bayangan
tersebut (bayangan ini menjadi benda
untuk lensa cekung). Tempatkan lensa
negatif sebelum posisi bayangan yang
ditandai.
3. Tempatkan layar pada posisi tertentu
sekitar 100 cm dari posisi yang ditandai
4. Geser lensa negatif mendekati atau
menjauhi layar untuk memperoleh
bayangan yang jelas.
5. Ukur jarak dari posisi yang ditandai ke
lensa negatif sebagai jarak benda dan
ukur jarak dari lensa negatif ke layar
sebagai jarak bayangan
6. Ulangi kegiatan 3, 4, dan 5 dengan
menempatkan layar pada posisi yang
lain. Catat data yang kamu peroleh
dalam tabel hasil pengamatan.
Masalah/soal Latihan
1. Gambarkan sinar-sinar istimewa pada lensa
cekung dan lensa cembung?
2. Jelaskan prinsip kerja percobaan?
3. Lensa cembung dengan jarak fokus 200 mmdiletakkan sejauh 25,0 cm dari sebuah cermin
cekung dengan jarak fokus 200 mm (bagian
cermin menghadap ke lensa). Benda dengan
tinggi 3,0 cm, diletakkan sejauh 30,0 cm di
depan lensa, tentukan tinggi bayangan yang
terbentuk oleh cermin cekung?
Sumber Pustaka
1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.
Fisika Jilid 2 Edisi Ketiga (Terjemahan).Jakarta: Erlangga.
2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan
Teknik Edisi Ketiga Jilid 2 (Terjemahan).
Jakarta: Erlangga.
Catatan:
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
34/42
HASIL PENGAMATAN
Jarak Fokus Lensa Cembung
Jarak Fokus Lensa yang digunakan
f = ………… cm
Tabel 8.1. Jarak Fokus Lensa Cembung) dengan
Merajah 1/s terhadap 1/s’
NoJarak benda (s)
(cm)
Jarak bayangan (s’)
(cm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jarak Fokus Lensa Cembung
Jarak Fokus Lensa Cekung
Jarak Fokus Lensa yang digunakan
f = ………… cm
Tabel 8.2 : Menentukan Jarak Fokus Lensa Cekung
Dengan Meraja 1/s terhadap 1/s’
No Jarak benda (s) (cm)Jarak bayangan (s’)
(cm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
PERHITUNGAN DAN ANALISIS GRAFIK
1. Plot grafik hubungan antara 1/s terhadap 1/s’
pada setiap kegiatan dan tentukan besar jarak
fokus lensa yang digunakan berdasarkan grafik
yang diperoleh.
2. Berikan pembahasan berdasarkan hasil yang
diperoleh dari grafik, bandingkan dengan nilai
referensi!
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
35/42
UNIT 9 PERCOBAAAN MELDE
Franz Melde
Franz Melde (11 Maret 1832 - 17 Maret 1901) adalah seorang fisikawan Jerman. Percobaan Melde ini menunjukkan
gelombang berdiri pada string. Percobaan Melde yang digunakan untuk mengukur pola gelombang berdiri, untuk mengukur
kecepatan gelombang transversal, dan untuk mengetahui pengaruh ketegangan gelombang transversal dalam sebuah string.
Percobaan Melde adalah percobaan ilmiah yang dilakukan Oleh fisikawan Jerman Franz Melde pada gelombang berdiri
dihasilkan dalam kabel tegang awalnya ditetapkan berosilasi dengan garpu tala, yang kemudian diperbaiki dengan koneksi ke
vibrator listrik. Penelitian ini berusaha untuk menunjukkan bahwa gelombang mekanik mengalami fenomena gangguan.
Dalam percobaan, gelombang mekanik bepergian dalam arah yang berlawanan dari titik bergerak, yang disebut node.
Gelombang ini disebut gelombang berdiri oleh Melde sejak posisi node dan loop (titik di mana kabel bergetar ) tinggal statis.
(Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Memahami prinsip kerja percobaan gelombang tali.
2. Memahami hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali.
3. Memahami hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali.
ALAT DAN BAHAN
1. Vibrator (penggetar)
2. Variabel Power Supply
3. Neraca Ohauss 310 gram.
4. Mistar
5. Kabel penghubung ganda secukupnya.
6. Katrol
7. Beban gantung
METODOLOGI DASAR
Teori Singkat
Seutas tali dengan salah satu ujungnya diikat
pada suatu penggetar (vibrator) di A, sedangkan
pada ujung yang lain dipentalkan pada sebuah
katrol dan diberi beban yang bermassa M. Besar
tegangan tali adalah besar gaya berat dari massa
beban yang digantingkan. Jika vibrator
digetarkan listrik dengan frekuensi f, maka energi
gelombang melalui akan bergerak dari A ke B,
energi gelombang ini menyebabkan tali menjadi
bergelombang.
Pantulan gelombang oleh simpul di B
menyebabkan adanya gelombang yang arahnya
berlawanan dengan gelombang datang dari
sumber (titik A). Perpaduan (interferensi)
gelombang datang dan gelombang pantul ini
menghasilkan gelombang stasioner.
Satu gelombang yang terbentuk jika terdapat tiga
simpul atau dua perut. Jika frekuensi penggetar
dapat diketahui dan panjang gelombang dapat
dihitung maka cepat rambat gelombang pada tali
dapat ditentukan.
Selain itu dengan menggunakan persamaan 9.1
kecepatan rambat gelombang dapat dihitung.Cepat rambat gelombang pada tali dapat
ditentukan dengan persamaan:
FISDAS - 209
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
36/42
F v
[9.1]
dan,
v f [9.2]dengan:
v = laju rambat gelombang tala (m/s)
F = Gaya tegangan tali (N)
= rapat massa tali (kg/m)
= panjang gelombang (m)
f = frekuensi getar vibrator (hz)
Setting Alat dan Prosedur Kerja
a. Kegiatan 1. Menyelidiki Hubungan Kecepatan
Gelombang Dengan Tegangan Tali. 1. Timbang massa beban yang digunakan
sebanyak lima macam yang berbeda
massanya dengan alat ukur neraca ohauss
320 gram.
Gambar 9.1. Susunan alat percobaan gelombang stasioner
2. Ambil sepotong benang atau tali lalu diikatkansalah satu ujungnya pada vibrator laludipentalkan pada katrol dan diberi bebansebesar M1
3. Setelah disusun berdasarkan gambar di atas,maka nyalakan Power Supply sehinggavibrator bergetar.
4. Atur panjang tali sambil menggeser-geservibrator sehingga terbentuk gelombangstasioner.
5. Ukur panjang tali dari vibrator sampai katrolpada saat terbentuk gelombang stasioner.
6. Tentukan jumlah simpul kemudian hitung
panjang gelombang.7. Ulangi kegiatan a sampai e sebanyak 5 kalidengan massa beban yang berbeda.
8. Catat seluruh hasil pengamatan pada tabelpengamatan yang tersedia.
9. Hitung kecepatan rambat gelombang setiappercobaan.
b. Kegiatan 2: Menyelidiki Hubungan AntaraKecepatan Rambat Gelombang Dengan MassaPersatuan Panjang Tali. 1. Siapkan tiga macam tali/benang yang
berbeda besarnya.2. Ambil sebuah tali/benang, ukur panjangnya
lalu timbang.3. Lakukan kegiatan a untuk jenis benang lain.
4. Hitung massa tiap persatuan panjang tali.5. Ambil sepotong tali/benang pertama, ikatkan
salah satu ujungnya pada vibrator, sedangujung yang lain dipentalkan pada katrol dandiberikan beban M.
6. Nyalakan Power Supply sehingga vibratorbergetar kemudian atur panjang tali sehinggaterbentuk gelombang.
7. Ukur panjang tali dari vibrator sampai katrolpada saat terbentuk gelombang stasioner.
8. Catat banyaknya simpul yang terjadi.9. Ulangi kegiatan d sampai h untuk jenis tali
yang lain dengan massa beban tetap.
10. Catat semua hasil pengamatan pada lembarpengamatan.11. Hitung cepat rambat gelombang tali pada
setiap percobaan.
Masalah/soal Latihan
1. Gambarkan suatu bentuk gelombang tali
yang dipantulkan pada ujung tetap, lalu
tunjukkan simpul, perut panjang gelombang,
amplitudo, puncak dan lembah!
2. Jika frekuensi gelombang adalah f dan
panjang gelombang adalah λ, maka tuliskan
rumus kecepatan V, nyatakan dalam
frekuensi dan panjang gelombang!
Meja LandasanBeban
Katrol meja
Tali
Vibrator
Power supply
Listrik
PLN
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
37/42
3. Tuliskan secara matematis hubungan antara
panjang gelombang dengan massa persatuan
panjang tali! Berikan keterangannya!
4. Tulis rumus kecepatan rambat gelombang
hubungannya dengan tegangan tali dan
massa persatuan panjang tali!
5. Apa yang dimaksud dengan gelombang diam
(stasioner) atau gelombang berdiri?
6. Buktikan dengan persamaan simpangan
dengan gelombang stasioner sepanjang tali
akibat pemantulan oleh ujung tetap dan ujung
bebas!
Sumber Pustaka
1. Halliday, David dan Resnick, Robert. 1999.Fisika Jilid 2 Edisi Kelima (Terjemahan).
Jakarta: Erlangga.
2. Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan
Teknik Edisi Kedua Jilid 2 (Terjemahan).
Jakarta: Erlangga.
Catatan:
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
38/42
HASIL PENGAMATAN
1. Kegiatan 1. Hubungan tegangan tali dengan
kecepatan gelombang
Frekuensi getar = ……………Hz
Tabel 9.1. Hubungan tegangan tali dengankecepatan gelombang
NoMassaBeban(gram)
PanjangTali(cm)
Jumlahgelombang
1
2
3
4
5
6
2. Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa talidengan kecepatan rambat gelombang tali
Rapat Massa Tali 1 = gr/cm
Rapat Massa Tali 1 = gr/cm
Rapat Massa Tali 1 = gr/cm
Massa beban = gram
Frekuensi getar = Hz
Tabel 9. 2. Hubungan antara rapat massa talidengan kecepatan rambat
gelombang tali
Jenis TaliPanjang Tali
(cm)Jumlah
Gelombang
I
II
III
PraktikanHari/Tanggal Paraf Asisten
NIM Nama
ANALISIS
1. Untuk kegiatan I, dari data hasil percobaan
hitung cepat rambat gelombang untuk setiap
percobaan dengan menggunakan hubungan
frekuensi dan panjang gelombang.
2. Untuk kegiatan II, hitung dahulu massa
persatuan panjang tali lalu hitung cepat
rambat gelombang untuk setiap jenis tali
dengan menggunakan data frekuensi dan
panjang gelombang.
3. Berikan pembahasan bagaimana hubungan
tegangan tali terhadap cepat rambat
gelombang pada tali
4. Berikan pembahasan bagaimana hubungan
rapat masssa tali terhadap cepat rambat
gelombang pada tali
5. Berikan hubungan matematis variable yang
telah diperoleh.
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
39/42
UNIT 10
PRISMA
Willebrord Snellius
terlahir dengan nama Willebrord Snel van Royen) (1580 –30 Oktober 1626, Leiden)
adalah ilmuwan berkebangsaan Belanda dalam bidangastronomi and matematika.
Willebrord Snellius dikenal dengan hukum pembiasan cahaya.
(Sumber: http://id.wikipedia.org)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mahasiswa dapat menggunakan spektrometer optik dengan benar,
2. Mahasiswa dapat memahami prinsip penguraian cahaya oleh prisma,
3. Mahasiswa dapat menentukan indeks bias dan daya dispersi sebuah prisma.
ALAT DAN BAHAN
Untuk mendukung percobaan ini, dibutuhkan alat dan
bahan sebagai berikut.
1. Spektrometer Optik,
2. Prisma sama sisi,
3. Kaca pembesar,
4. Sumber cahaya spektrum diskrit (Halogen atau
Mercury),
METODOLOGI DASAR
Teori Singkat
Seberkas sinar putih dijatuhkan melewati sisi kiri
prisma dengan sudut tertentu. Sinar tersebut akan
dibiaskan ke dalam prisma dan dari dalam prisma
akan dibiaskan ke luar ke sisi kanan prisma terurai
menjadi spektrum warna yaitu: warna merah, kuning
dan biru. secara matematis indeks bias (n) prisma
adalah:
2
1sin
2
1sin
m
n
[10.1]
gengan sebagai sudut pembias prisma, dan
m adalah sudut deviasi minimum. Sudut deviasi
adalah sudut antara perpanjangan sinar datang
dengan perpanjangan sinar-sinar bias pada sisi kanan
prisma. Sedasngkan sudut deviasi minimum sudut
terkecil yang dapat dihasilkan dengan mengubah
sudut datang. Deviasi minimum terjadi jika sinar
melalui prisma secara simetris. Berdasarkan
persamaan 10.1 di atas, maka untuk spektrum warna
merah, kuning dan biru dapat diturunkan persamaan
indeks bias bahan prisma untuk berbagai panjang
gelombang yaitu :
Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya polikromatik
(putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji, ku, hi,
bi, ni, u) pada prisma lewat pembiasan atau pembelokan. Hal
ini membuktikan bahwa cahaya putih terdiri dari harmonisasi
berbagai cahaya warna dengan berbeda-beda panjang
gelombang.
FISDAS - 210
Manual PraktikumFisika Dasar II
LABORATORIUM FISIKA FMIPA UNM
Unit Praktikum Fisika Dasar
http://id.wikipedia.org/wiki/30_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/30_Oktoberhttp://id.wikipedia.org/wiki/1626http://id.wikipedia.org/wiki/Leidenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Belandahttp://id.wikipedia.org/wiki/Astronomihttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/http://id.wikipedia.org/http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polikromatik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Monokromatik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Cahayahttp://id.wikipedia.org/wiki/Pembiasanhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Monokromatik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polikromatik&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/http://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Astronomihttp://id.wikipedia.org/wiki/Belandahttp://id.wikipedia.org/wiki/Leidenhttp://id.wikipedia.org/wiki/1626http://id.wikipedia.org/wiki/30_Oktober
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
40/42
2
1sin
2
1sin b
bn
[10.2]
Sedangkan daya daya dispersi bahan prisma yaitu:
1
k
mb
n
nn [10.3]
Percobaan ini menggunakan alat ukur sudut dengan
teropong yang disebut spektrometer,. Untuk itu,
sebelum anda melakukan percobaan untuk
mengungkapkan karakteristik prisma, maka terlebih
dahulu anda harus mengetahui cara menggunakan
dan membaca skala pada spektrometer . Susunan
spektrometer dan komponen komponennya
diperlihatkan seperti Gambar 10.1. di bawah ini.
Gambar 10.1. Susunan spektrometer dan komponen komponennya. Komponen spektrometer yang harus diketahui oleh
setiap praktikan adalah:
1. Kolimator
Kolimator merupakan tabung yang dilengkapi
dengan sebuah lensa yang berhadapan dengan
prisma, dan sebuah celah yang dapat diatur-atur
lebarnya yang berhadapan dengan sumber
cahaya.
2. Teleskop Teleskop ini berfungsi untuk menentukan posisi
benang silang maupun spectrum warna.
Teleskop dilengkapi sebuah lensa obyektif yang
menghadap langsung dengan meja prisma, dan
sebuah lensa okuler yang dapat ditarik atau
didorong. Teleskop ini juga dapat diputar ke kiri
maupun ke kanan. Teleskop bagian bawahnya
dilengkapi dengan skala derajat yang dapat
dibaca pada skala S1 atau S2 (ada dua tempatuntuk membaca skala). Skala yang berputar
bersama teleskop dan mengitari lempengan
skala utama disebut skala nonius.
3. Meja spektrometer
Meja ini berfungsi untuk menempatkan prisma.
Meja ini dapat berputar dan memiliki kunci sudut
pembias prisma.
Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
Pengaturan awal spektrometer optik
Sebelum digunakan, spektrometer harus diset – up
sedemikian rupa dalam keadaan normal atau
terkalibrasi. Langkah-langkah pengaturannya dapat
diuraikan sebagai berikut. Pastikan bahwa
spektrometer diletakkan di atas bidang yang datar.
1. Teleskop harus segaris dengan kolimator dan
goresan sejaja meja spektrometer harus segaris
dengan sumbu optis teleskop dan kolimator
seperti pada Gambar berikut.
S ectrometerTableSlit Plate
Focus Knob
E e Piece
Graticule
Lock Ring
8/18/2019 Penuntun Fisika Dasar 2 2014
41/42
2. Eratkan sekrup pengunci teleskop dan meja optik
agar tidak bergeser.
3. Tempatkan sumber cahaya kurang lebih 1 cm
dari celah kolimator.
4. Tanpa kisi atau prisma di atas meja optik, amati
berkas cahaya lewat teleskop. Anda seharusnya
melihat sebuah berkas garis vertikal terang dan
jelas. Jika tidak, atur lebar celah kolimator.
5. Impitkan berkas garis tersebut dengan garisvertikal pada teleskop.
6. Atur sedemikian rupa agar titik nol skala utamatepat berimpit dengan titik nol skala nonius tepatdi bawah teleskop atau titik nol skala noniusdengan titik 1800 pada skala utama tepat dibawah kolimator.
7. Selanjutnya, spektrometer siap untuk digunakan.
Pembacaan Skala Spektrometer Adapun cara mencari nilai-nilai skala nonius dan skalautama pada dasarnya serupa dengan alat-alat ukurdengan nonius lainnya, yaitu:1. Mula-mula ditentukan nilai skala utama:
Misalnya; nilai satu skala terkecil skala utamaadalah 0.50
2. Kemudian ditentukan jumlah skala nonius:Misalnya jumlah skala nonius adalah : 30 skala
3. Impitkan skala titik nol nonius dengan skala titik
nol skala utama. Lalu ditentukan berapa jumlahskala utama yang berimpit tepat dengan 30 skalanonius.Misalnya diperoleh:
30 skala nonius = 29 skala utama.Jadi, 30 skala nonius = 29 x 0.50 1 skala nonius
= 14.50/30 = (29/60)0 = 29’(artinya 29 menit) Selisih antara skala utama