Post on 05-Jul-2018
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
1/22
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Pendahuluan
Pada mulanya orang berpendapat bahwa sifat alamiah benda adalah diam.
Supaya benda itu bergerak harus terus di terima di beri gaya luar baik berupa
tarikan ataupun dorongan. Namun setelah galileo mengadakan percobaan,
pendapat ini berubah dan terkenallah dengan prinsip Galileo atau lebih baku
terkenal dengan sebutan “hukum Nweuton I”.
ukum newton ini menun!ukkan sifat benda yaitu sifat inersia namun tidak terdefinisi secara kuantitatif. "erdasarkan eksperimen serta dorongan intuitif dari
hukum newton I, Newton telah merumuskan hukum II Newton, yang
terdefinisikan massa secara kuantitatif, serta memperlihatka hubungan gaya
dengan gerak benda secara kuantitatif pula. Salah satu kesimpulan hukum II
Newton ini adalah “#ika gayanya tetap, maka benda akan mengalami percepatan
yang tetap pula”. $ua massa yang di gantungkan pada katrol dengan kabel,
kadang%kadang di sebut secara umum sebagai mesin atwood. "ayangkan
penerapannya pada kehidupan nyata dalam bentuk lift &m'( dan beban
imbangnya &m)(. *ntuk memperkecil ker!a yang di lakukanoleh motor untuk
menaikkan dan menurunkan lift dengan aman, m' dan m) dibuat sama massanya.
Pada dasarnya,pesawat atwood ini tidak lepas dari prinsip hukum newton. $imana
hukum I newton berbunyi “ bahwa setiap benda tetap berada dalam keadaan diam
atau bergerak dengan la!u tetap sepan!ang garis lurus kecuali !ika di beri gaya total
yang tidak nol”.
Galileo melakukan pengamatan mengenai benda%benda !atuh bebas. Ia
menyimpulkan dari pengamatan%pengamatan yang dia lakukan bahwa benda%
benda berat !atuh dengan cara yang sama dengan benda%benda ringan. +iga puluh
tahun kemudian,obert "oyle, dalam sederetan eksperimen yang dimungkinkan
oleh pompa -akum barunya, menun!ukan bahwa pengamatan ini tepat benar untuk
benda%benda !atuh tanpa adanya hambatan dari gesekan udara. Galileo mengetahui
bahwa ada pengaruh hambatan udara pada gerak !atuh. +etapi pernyataannya
walaupun mengabaikan hambatan udara, masih cukup sesuai dengan hasil
pengukuran dan pengamatannya dibandingkan dengan yang dipercayai orang pada
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
2/22
saat itu &tetapi tidak diu!i dengan eksperimen( yaitu kesimpulan ristoteles yang
menyatakan bahwa,” "enda yang beratnya sepuluh kali benda lain akan sampai ke
tanah sepersepuluh waktu dari waktu benda yang lebih ringan”.
1.2 Tujuan Percobaan'. /empela!ari penggunaan hukum%hukum newton
). /empela!ari gerak berubah beraturan dan berubah beraturan
0. /enentukan momen inersia roda1katrol
1.3 Dasar Teori
Pesawat twood merupakan alat eksperimen yang digunakan untuk
mengamati hukum mekanika gerak yang berubah beraturan. lat ini mulai
dikembangkan sekitar abad ke delapan belas untuk mengukur percepatan
gra-itasi &g( . $alam kehiduapan sehari%hari kita biasa menemui penerapan pesawat twood pada cara ker!a lift. Sederhananya alat ini tersusun atas seutas tali
yang dihubungkan dengan sebuah katrol, dimana pada u!ung tali dikaitkan massa
beban m1 dan m2. #ika massa benda m1 dan m2 sama (m1 = m2(, maka keduanya
akan diam. kan tetapi !ika massa benda m2 lebih besar dari pada massa
bendam1 (m2 > m1 ), maka massa m' akan tertarik oleh massa benda m2.
dapun gerak yang ter!adi pada pesawat twood diantaranya2
'. Gerak 3urus "eraturan
/erupakan gerak lurus yang kela!uannya konstan, artinya benda
bergerak lurus tanpa ada percepatan atau a = 0 m/s2. Secara matematis gerak
lurus beraturan dapat dirumuskan sebagai berikut2
S=V
t
4eterangan2 S 5 !arak tempuh benda
v 5 kela!uan
t 5 waktu tempuh
). Gerak lurus "erubah "eraturan
Gerak lurus berubah beraturan &G3""( adalah gerak lurus suatu
obyek, di mana kecepatannya berubah terhadap waktu akibat adanya
percepatan yang tetap. kibat adanya percepatan rumus !arak yang ditempuh
tidak lagi linier melainkan kuadratik. $engan kata lain benda yang melakukan
gerak dari keadaan diam atau mulai dengan kecepatan awal akan berubah
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
3/22
kecepatannya karena ada percepatan & a 5 6 ( atau perlambatan & a 5 % ( Pada
umumnya G3"" didasari oleh ukum Newton II & 7 8 5 m a(
V ! V" # a
V2 ! V"2 # 2a$
$ ! V" # a 2
4eterangan2
9: 5 kecepatan awal &m;s(
9t5 kecepatan akhir &m;s(
a 5 percepatan &m; s)(
t 5 waktu &s(
S 5 !arak yang ditempuh &s(
G3"" dibagi men!adi ) macam 2
a. GLBB dipercepat
G3"" dipercepat adalah G3"" yang kecepatannya makin lama makin cepat,
contoh G3"" dipercepat adalah gerak buah dari pohonnya.b. GLBB diperlambat
G3"" diperlambat adalah G3"" yang kecepatannya makin lama makin kecil
&lambat(.
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
4/22
*ntuk menentukan !arak yang ditempuh setelah t detik adalah sebagai berikut2
s = v0t +/- 1%2 at 2
4eterangan 2
9 5 kecepatan &m1s(
9: 5 kecepatan awal &m1s(
a 5 percepatan &m1s)(
t 5 waktu &s(
s 5 !arak &m(
=ang perlu diperhatikan dalam menggunakan persamaan diatas adalah saat
G3"" dipercepat tanda yang digunakan adalah &6( . *ntuk G3"" diperlambat tanda
yang digunakan adalah &&( , catatan penting disini adalah nilai percepatan &a( yang
dimasukkan pada G3"" diperlambat bernilai positif karena dirumusnya sudah
menggunakan tanda negatif.
ukum%hukum yang ter!adi pada pesawat twood diantaranya2
'. ukum I Newton
ukum I Newton berbunyi “jika sebuah beda atau s!stem tibak dipe"aruhi
#leh "a!a luar$ maka beda atau s!stem beda itu aka selalu dalam keadaa
setimba"%. [1] #ika semula benda diam, maka selamanya benda itu akan diam.
$an !ika benda semula bergerak maka benda akan bergerak lurus beraturan.
Secara matematis hukum I Newton dirumuskan sebagai2
∑F = O
=ang diturunkan dari persamaan &= dp/dt dimana p adalah momentum linier.
). ukum II Newton
ukum Newton II memberikan pengertian bahwa 2
a. rah percepatan benda sama dengan arah gaya yang beker!a pada benda.
b. "esarnya percepatan berbanding lurus dengan gayanya.
c. "ila gaya beker!a pada benda maka benda mengalami percepatan dan
sebaliknya bila benda mengalami percepatan tentu ada gaya penyebabnya.
Pesawat twood beker!a dengan memanfaatkan hukum II Newton, yaitu“percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang beker!a
http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=413709336843701141#_ftn1http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=413709336843701141#_ftn1
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
5/22
padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. rah percepatan sama dengan
arah gaya total yang beker!a padanya.” Secara matematis dapat ditulis 2
∑F = ma
4eterangan 2
8 5 Gaya yang beker!a pada sistem
m 5 /assa benda
a 5 percepatan yang dialami benda
Sehingga dengan melihat persamaan diatas dapat memberikan beberapa arah
dimana arah percepatan benda sama dengan arah gaya yang beker!a pada benda, ada
beberapa percepatan yang sebanding dengan gayanya, dalam arti !ika gaya konstan
maka percepatan yang timbul !uga konstan.
4ecepatan &-( untuk percepatan yang konstan 24ecepatan &-( untuk sebuah katrol dengan beban%beban, maka berlaku rumus2
/k 2 massa katrol
0. ukum III Newton
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
6/22
okum III Newton menyatakan bahwa “gaya%gaya selalu ter!adi dalam
pasangan aksi%reaksi, dan bahwa gaya reaksi adalah sama besar dan
berlawanan arah dengan gaya aksi”.>0?
F aksi = -F reaksi
#ika kita tin!au dari gaya%gaya yang beker!a dan gerak yang ter!adi
pada pesawa atwood, maka kita akan membaginya men!adi beberapa gerak,
yaitu2
a. Gerakan dari < ke
"enda m1 bergerak dipercepat beraturan ke atas, dan benda m2 bergerak
dipercepat ke bawah. #ika gesekan katrol ' diperh itungkan, maka akan
diperoleh gaya%gaya sebagai berikut2
∑F = ma
W 2 - W 1 – F k = m tot a
(m2-m1 )g – Fk = (m1 + m2 + mk ) a
(m2-m1 )g – F k = (m1 + m2 + I/R2 ) a
a = (m2 - m1 )g –F k (m1 + m2 + I/R
2 )
'i(a m2 = m1 + m )a(a a(an di*eoleh nilai a
a = mg – F k
(m1 + m2 + I/R2
)
b. Gerakan dari ke "
#ika waktu dari ke " adalah t" dan !arak temphnya
adalah S",maka akan diperoleh hubungan
S !" = vt !"
Gerakan dari ke " merupakan gerak beraturan, !adi benda tidak mengalami penambahan kela!uan, sehingga percepatannya sama dengan
nol (a=0).
http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=413709336843701141#_ftn3http://www.blogger.com/blogger.g?blogID=413709336843701141#_ftn3
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
7/22
BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1 Ala dan Bahan
'. Pesawat twood lengkap
a. +iang berskala
b. dua beban dengan tali
c. beban tambahan &dua buah(
d. katrol
e. pen!epit beban
f. penyangkut beban
). !angka sorong
0. Stopwatch
BAB III+ET,DE PE-,BAAN
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
8/22
III.I +eode /erja 0era( Lurus Berauran 0LB
'. /empersiapkan alat%alat yang akan digunakan dalam praktikum, kemudian mencatat
suhu ruangan sebelum melakukan percobaan.
). +etapkan kedudukan me!a sesuai dengan ukuran yang telah di tentukan
0. 3etakkan beban m' pada pen!epit P
@. Pastikan beban m) dan m0 terletak pada kedudukan
A. /encatat kedudukan penyangkut beban " dan me!a &secara table(
B. Pen!epit P di lepas, m' dan m) akan di percepatan antara " dan selan!utnya
bergerak beraturan anatara "< setelah tambahan beban tersangkut di ".
C. /encatat waktu yang diperlukan untuk gerak antara "
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
9/22
0LB2+! 13567" 4ra)-! 12682 c)
No
.
/assa&gram( S&cm( t&s( 9 &cm1s(
'.)
): :,DA )0,A))A ',@: 'C,DA
). @): :,A' 0E,)'
)A :,E: )C,CC
0. B): :,@' @D,CD
)A :,D: 0',)A
0',0E
0LBB
No. /assa &gram( S &cm( t &s( a &cm1s
)
( I &gr.cm
)
( 9 &cm1s('. )
): ',BD '@,'C @),D)0 )0,D:A
)A ',EE '),B) )AA,A)' )A,''0
). @): ',00 )),B' A:B,C@) 0:,:C'
)A ',BD 'C,C' '':C,0'C0 )E,CA)
0. B): :,D0 AD,:B %0C:,E': @D,'DE
)A ',)' 0@,'A A'B,D@A @',0)'
)B, AA0 0@0,:AB 'ED,)A'
.2 Perhiun4an
'. Perhitungan pada G3"
$apat dirumuskan 2
v =
s
t
/assa keping ) gram
♦ s⇒ ): cm t⇒ :,DAs
- 520
0,85
5)0,A) cm1s
♦ s⇒ )A cm t⇒ ',@: s
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
10/22
- 525
1,40
5 'C,DA cm
/assa keping @ gram
♦ s⇒ ): cm t⇒ :,A's
- 520
0,51
5 0E,)' cm1s
♦ s⇒ )A t⇒ :,E: s
- 525
0,90
5 )C,CC cm1s
/assa keping B gram♦ s⇒ ): cm t⇒ :,@' s
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
11/22
- 520
0,41
5 @D,CD cm1s
♦ s⇒ )A cm t⇒ :,D: s
- 525
0,80
5 0',)A cm1s
). Perhitungan pada G3"" 2
*ntuk mencari percepatan &a( dapat dihitung dengan rumus 2
s =1
2 a#t 2
untuk mencari kecepatannya &-( dengan rumus 2
v = a#t
untuk mencari momen inersia &I( dengan rumus 2
I =m . g
a (2$ + m) R2
asil perhitungannya dapat dibuktikan sebagai berikut 2
♦
*ntuk /assa ) Gram
a. s ⇒ 20 m t ⇒ 1$*+ s
s =1
2 a , t 2
a =2. s
t 2
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
12/22
=2 x20
(1,68)2
=1-$1 m/s2
b. m ⇒ 2 "r " ⇒ +0 m/s
2 ⇒ 1*$ "r 2 ⇒ 12$32
4 =m . g
a (2 5 m) 2
4 =2 x 980
14,17 6 (1*$ 5 2 ) 12$32
= (1+$2 7 1+$) 12$3*
= -2$ +2 "r.m2
. s ⇒ 20 m t ⇒ 1$*+ s
v =s
t
=20
1,68
= 2$+03 m/s
a. s ⇒ 23 m t ⇒ 1$ s
s =1
2 a , t 2
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
13/22
a =2. s
t 2
=
2 x25
(1,99)2
=12$*2 m/s2
b. m ⇒ 2 "r " ⇒ +0 m/s
2 ⇒ 1*$ "r 2 ⇒ 12$32
4 =m . g
a (2 5 m) 2
4 =2 x 980
12,62 6 (1*$ 5 2 ) 12$32
= (1+$2 7 1+$) 12$3* = 233$321 "r.m2
. s ⇒ 23 m t ⇒ 1$ s
v =s
t
=25
1,99
= 23$11 m/s
♦
*ntuk /assa @ Gram a. s ⇒ 20 m t ⇒ 1$ s
s =1
2 a , t 2
a =2. s
t 2
=2 x20
(1,33)2
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
14/22
=22$*1 m/s2
b. m ⇒ - "r " ⇒ +0 m/s
2 ⇒ 1*$ "r 2 ⇒ 12$32
4 =m . g
a (2 5 m) 2
4 =4 x 980
22,61 6 (1*$ 5 - ) 12$32
= (1$ 7 1-0$) 12$32 = 30*$-2 "r.m2
. s ⇒ 20 m t ⇒ 1$ s
v =s
t
=
20
1,33
= 0$01 m/s
a. s ⇒ 23 m t ⇒ 1$*+ s
s =1
2 a , t 2
a =2. s
t 2
=2 x25
(1,68)2
=1$1 m/s2
b. m ⇒ - "r " ⇒ +0 m/s
2 ⇒ 1*$ "r 2 ⇒ 12$32
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
15/22
4 =m . g
a (2 5 m) 2
4 =4
x980
17,71 6 (1*$ 5 - ) 12$32
= (221$- 7 1+$) 12$32 = 110$1 "r.m2
. s ⇒ 23 m t ⇒ 1$*+ s
v =s
t
=25
1,68
= 2$32 m/s
♦ *ntuk /assa B Gram
a. s ⇒ 20 m t ⇒ 0$+ s
s =
1
2 a , t 2
a =2. s
t 2
=2 x20
(0,83)2
=3+$0* m/s2
b. m ⇒ * "r " ⇒ +0 m/s
2 ⇒ 1*$ "r 2 ⇒ 12$32
4 =m . g
a (2 5 m) 2
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
16/22
4 =6 x 980
58,06 6 (1*$ 5 * ) 12$32
= (101$2 7 1-2$) 12$32
= 60$10 "r.m2
. s ⇒ 20 m t ⇒ 0$+ s
v =s
t
=20
0,83
= -+$1+ m/s
a. s ⇒ 23 m t ⇒ 1$21 s
s =1
2 a , t 2
a =2. s
t 2
=
2 x25
(1,21)2
=-$13 m/s2
b. m ⇒ * "r " ⇒ +0 m/s
2 ⇒ 1*$ "r 2 ⇒ 12$32
4 =m . g
a (2 5 m) 2
4 =6 x 980
34,15 6 (1*$ 5 - ) 12$32
= (12$1+ 7 1-2$) 12$32 = 31*$+-3 "r.m2
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
17/22
. s ⇒ 23 m t ⇒ 1$21 s
v =s
t
=25
1,21
= -1$21 m/s
BAB V
PE+BAHA$AN
Pesawat atwood merupakan alat eksperimen yang sering digunakan
untuk mengamati hukum mekanika pada gerak yang di percepat secara beraturan.
Sederhananya pesawat atwood tersusun atas dua benda yang terhubung dengan
seutas tali, bila kedua massanya sama keduanya akan diam. +api bila salah satu
lebih besar & misal m'Hm) (. /aka kedua benda akan bergerak ke arah m' dengan
di percepat. Gaya penariknya sesungguhnya berat ', namun karena benda ) !uga
di tarik ke bawah &oleh gr-itasi(. /aka gaya penarik resultan adalah berat benda '
dikurangi berat benda ). Gerak lurus berubah beraturan &G3""( adalah gerak suatu benda
dengan lintasan lurus dengan perubahan kecepatan &percepatan( tetap. Percepatan
tetap artinya besar dan arah percepatannya tetap. Percepatan merupakan besaran
-ector, sehingga memiliki besar &nilai( dan arah. #ika arah percepatan searah
dengan arah gerak awal suatu benda maka tandanya positif dan gerak benda
mengalami gerak lurus dipercepat. #ika arah percepatan berlawanan dengan arah
gerak awal suatu benda, maka tandanya negati-e dan gerak benda mengalami
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
18/22
gerak lurus di perlambat. Sedangkan Gerak lurus beraturan &G3"( adalah gerak
suatu benda dengan lintasan lurus dan memiliki kecepatan tetap &arah dan
besarnya tetap(, serta percepatannya nol. Pada gerak lurus kcepatan dapat di ganti
dengan kela!uan. $an perpindahan dapat di ganti dengan !arak.
$ari hasil penelitian kami dalam gerak lurus beubah beraturan
&G3""( hasilnya ada salah satu tanda yang negati-e pada massa B gram yang
inersianya yaitu %0C:,E':, itu tergantung pada bentuk benda, massa benda dan
letak sumbu putarnya.
BAB VI
/E$I+PULAN VI.I /esi)*ulan
Pada percobaan Atwood yang telah
dilakukan, dan data-data yang telah diperoleh dapat
disimpulkan bahwa memang terjadi Hukum Newton I danHukum Newton II Kemudian dipengaruhi juga oleh
percepatan gravitasi, dimana percepatan suatu benda
tersebut dipengaruhi oleh bebanApabila ada kesalahan
dalam menghitung, ada beberapa !aktor yang
mempengaruhinya seperti !aktor keadaan saat melakukan
praktikum, !aktor ketelitian, !aktor waktu, !aktor alat, dan
mngkin !aktor yang lainnya "aktor-!aktor yang
menyebabkan perbedaan benda dalam menempuh pesawat
atwood di sebabkan oleh !actor internal dan !actor eksternal
yang sangat biasa terjadi dalam melakukan percobaan yang
butuh ketelitian Pada saat kedalam keadaan seimbang #$
dan #% tidak bergerak sama sekali, ini sesuai dengan hukum
Newton I yang berbunyi, &ika sebuah benda atau system
benda tida dipengaruhi gaya luar, maka benda atau sistem
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
19/22
benda tersebut akan selalu dalam keadaan
ketidaksetimbangan Hukum II Newton 'hukum utama
dinamika( percepatan yang dihasilkan oleh sultan gaya pada
suatu benda sebanding dengan rsultan gaya dan berbanding
terbalik dengan massa benda
LA+PI-AN
Tu4as A(hir
'. +entukan besar kecepatan gerak beraturan tersebut secara hitungan dan grafik.
). pakah gerak tersebut benar%benar beraturan mengingat ketelitian alat.
0. +entukan besar kecepatan gerak berubah beraturan tersebut secara hitungan dan
grafik.
@. $ari hasil ini apakah hokum Newton benar%benar berlaku.
A. "andingkanlah harga kecepatan yang di dapat dengan menggunakan beban
tambahan yang berbeda.
B. +entukan moment inersia katrol bila diambil percepatan gra-itasi setempat 5
E,D0m1det).
'a9ab:
'. Gerak lurus beraturan & G3" (
$engan massa bandul ) gram $iketahui 2 s 5 ): cm t 5 :,DA s ditanya 2 - !awab 2
9 5s
t 520
0,85 5 )0,A)E cm1s
s &cm(
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
20/22
9 &cm1s( &s( tiang alat
). Iya, karena benda bergerak !atuh kebawah tanpa ada satu hal yang
menghambat benda tersebut, !adi ketelitian sangat baik.
0. Gerak lurus berubah beraturan & G3"" (
$engan massa bandul ) gram $iketahui 2 a 5 '@,'C cm t 5 ',BDcm ditanya 2 9 !awab 2 9 5 a . t 5 '@,'C J ',BD 5 )0,D:AB cm1s a
t
@. "erlaku, karena silinder yang kiri dilepaskan dan naik keatas maka
lempengan beserta bandul sebelah kanan akan turun kebawah hal ini
selaras dengan bunyi hokum newton III yaitu 2
“ utuk setiap aksi selalu ada reaksi !a" sama besar da
berla8aa arah atau "a!a dari dua beda pada satu sama laiselalu
sama besar da berla8aa arah.%
A. "erbeda kecepatan, karena lempengan yang digantungkan pada silinder
massanya berbeda K beda sehingga gaya la!u kebawah lebih cepat yang
massa lempengnya lebih besar dibandingkan benda dengan massa
lempengan kecil. /aka dapat disimpulkan semakin besar beban bandul
semakin besar kecepatannya.
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
21/22
B. #ika g 5 E,D0 m1s)
/aka 2
I 5 L&m x g
a ( K & / 6 m (M J )
5 L&m x983
a ( K & / 6 m (M J )
5 L&2 x 983
14,17 ( K & '0B,E 6 ) (M J '),A)
5 @D,')@ gr1cm)
DA;TA- PU$TA/A
3aporanPraktikum8isika 0
8/16/2019 Tugas fisika praktikum 3.docx
22/22
Pramudya, " /uniroch, S.+. ):':. Buku 9isika
umum. #akarta2 4awan pustaka
http11chayoy.blogspot.com1):')1:A1teori%hukum%
newton%ii%pesawat%atwood.html
http211tadrisfisika.wordpress.com1):''1')1'D1pesaw
at%atwood1
3aporanPraktikum8isika 0