Konservasi Energi

9
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR “Konservasi Energi ( 01a & 01c )” Dosen: Dra. Ermi Media S. Disusun Oleh: Wenny Safitri (5215116384)

Transcript of Konservasi Energi

Page 1: Konservasi Energi

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

“Konservasi Energi ( 01a & 01c )”

Dosen: Dra. Ermi Media S.

Disusun Oleh:

Wenny Safitri (5215116384)

Pendidikan Teknik ElektronikaFakultas Teknik

Universitas Negeri Jakarta2013

Page 2: Konservasi Energi

LEMBAR PRAKTIKUM FISIKA

Percobaan 01 a

1. TUJUAN PERCOBAANMempelajari konsep konservasi energy dengan menggunakan model roller coster.

2. ALAT YANG DIPERGUNAKAN2.1 Sistem roller coster lengkap (1 buah) tipe ME-9812.2.2 Photogate Head (2 buah) tipe ME-9498A.2.3 Smart Timer (1 buah) tipe ME-8930.

3. PENDAHULUANPada percobaan ini akan diteliti tentang konservasi energy mekanik. Benda pada ketinggian tertentu akan mendapatkan gaya potensial mekanik yang dapat mempengaruhi kecepatan gerak benda. Sebuah benda akan dilepaskan pada lintasan berbentuk kurva tertentu selanjutnya akan dicari kecepatan benda pada 4 titik dengan, ketinggian yang berbeda.

4. TEORIEnergy total (Em) sama dengan energy kinetic (Ek) dan Energi Potensial (Ep).

Jika gaya gesek diabaikan, energy total mobil tidak diubah. Hukum konservasi energy mengatakan :

5. LANGKAH KERJA5.1 Susun lintasan mobil seperti gambar 1.

5.2 Tempatkan photogate pada posii tegakdi puncak bukit sesuai gambar 2. Letakkan juga penangkap mobil pada ujung lintasan agar mobil tidak melompat keluar dari rel.

Em = Ek + Ep

Ek = 12

mv2

Ep = mgh

Keterangan :

m = massa mobil

v = kecepatan mobil

g = percepatan gravitasi

h = ketinggian mobil

Em = konstan => Ek (awal) + Ep (awal) = Ek (akhir) + Ep (akhir)

Page 3: Konservasi Energi

5.3 Hubungkan photogate dengan smart timer seperti gambar 3.

5.4 Letakkan mobil mini pada posisi awal. Tandai pada papan tulis posisi awal mobil. Ukur dari permukaan meja sampai pusat masa mobil. Pusat masa mobil adalah pada posisi slot dimana flag dimasukkan. Pusat massa yang tepat dapat ditentukan dengan menyeimbangkan mobil.

5.5 Ukur massa mobil.5.6 Letakkan mobil mini pada pusat mobil puncak bukit tepat ditengah bukit dan ukur

ketinggian mobil. 5.7 Lakukan pengaturan pada smart timer pada velocity : one gate mode, untuk mengukur

kecepatan mobil di puncak bukit kemudian tekan start.5.8 Letakkan mobil pada posisi awal yang telah ditentukan kemudian lepaskan.5.9 Catat angka yang tertera pada smart timer.5.10 Ulangi percobaan sebanyak 10 kali kemudian hitung rata – rata hasil percobaan.5.11 Tambahkan beban sebesar 50 gram, kemudian ulangi langkah kerja.5.12 Catat hasil pengukuran pada table 2.

6. HASIL PERCOBAAN

Tabel 1. Hasil Pengukuran Kecepatan di Puncak Bukit (Mobil Kuning).

Tabel 2. Hasil Pengukuran Kecepatan dengan tambahan beban (Mobil Merah).

7. PERTANYAAN1. Berapakah Energi Mekanik, Energi Kinetik dan Energi Potensial mobil pada posisi

awal ?Dit : Ek … ?

Ep … ?Em … ?

a. Mobil (kuning) tanpa beban posisi awalDik : m = 50 gr = 0,05 kg

v = 0 m/sg = 9,8 m/s

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 Vavg

34,0 33,2 33,3 33,6 33,5 33,1 33,4 33,4 33,3 33,1 33,39

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 Vavg 29,6 30,0 29,4 29,8 29,1 29,5 29,4 28,9 29,1 28,9 29,37

Page 4: Konservasi Energi

h = 35,5 cm = 0,35 mjawab :

Ek = ½ mv2

= ½ (0,05) . (0)2 = 0 Kg m2/s2

Ep = m.g.h = (0,05) . (10) . (0,35) = 0,1715 Kg m2/s2

Em= Ek + Ep = (0) + (0,171,5) = 0,1715 Kg m2/s2

b. Mobil merah dengan tambahan beban 100 gr posisi awal.Dik : m = 156 gr = 0,156 kg

v = 0 m/sg = 9,8 m/sh = 35,5 cm = 0,35 m

jawab :Ek = ½ mv2

= ½ (0,156) . (0)2 = 0 Kg m2/s2

Ep = m.g.h = (0,156) . (9,8) . (0,35) = 0,535 Kg m2/s2

Em = Ek + Ep = (0) + (0,535) = 0,535 Kg m2/s2

2. Berapakah Energi Mekanik, Energi Kinetik dan Energi Potensial mobil di puncak bukit ?Dit : Ek … ?

Ep … ?Em … ?

a. Mobil tanpa beban (mobil kuning) posisi puncak.

Dik : m = 50 gr = 0,05 kgv = 33,39 cm/s = 0,33 m/sg = 9,8 m/sh = 23 cm = 0,23 m

jawab: Ek = ½ mv2

= ½ (0,05) . (0,33)2 = 2,72 x 10-3 Kg m2/s2

Ep = m.g.h = (0,05) . (9,8) . (0,23) = 0,1127 Kg m2/s2

Em = Ek + Ep = (2,72 x 10-3)+ (112,7 x 10-3) = 115,42 x 10-3 Kg m2/s2

b. Mobil beban 156 gr (mobil merah dengan tambahan 100 gr) di posisi puncakDik : m = 156 gr = 0,156 kg

v = 29,37 cm/s = 0,293 m/s. g = 9,8 m/s

h = 23 cm = 0,23m jawab :

Ek = ½ mv2

= ½ (0,156) . (0,293)2 = 6,69x 10-3 Kg m2/s2

Ep = m.g.h = (0,156) . (9,8) . (0,23) = 0,351 Kg m2/s2

Em = Ek + Ep = (6,69 x 10-3) + (351 x 10-3) = 357,69 x 10-3 Kg m2/s2

3. Berapa besar energy yang hilang ?Jawab :

Page 5: Konservasi Energi

Em tanpa beban – Em beban 156 gram = 115,42 x 10-3 - 357,69 x 10-3 = -242,274. Sebutkan faktor yang menyebabkan hilangnya energy mekanik !

Jawab :Faktor utama yang menyebabkan hilangnya energy mekanik adalah massa dan kecepatan mobil serta tinggi lintasannya.

5. Apakah hasil antara pengukuran dua percobaan dengan beban yang berbeda memberikan hasil yang berbeda ? Jelaskan !Jawab :Ya, karena dari dua percobaan yang berbeda memiliki massa yang berbeda pula. Hal tersebutlah yang mempengaruhi hasil pengukuran kecepatan dan gaya gesek yang berbeda.

Percobaan 01 c

1. TUJUAN PERCOBAANMempelajari konsep konservasi energy dengan menggunakan model roller coster.

2. ALAT YANG DIPERGUNAKANa. Sistem roller coster lengkap (1 buah) tipe ME-9812.b. Photogate head (2 buah) tipe ME-9498 A.c. Smart Timer (1 buah) tipe ME-8930.

3. PENDAHULUANPada percobaan ini akan diteliti tentang konservasi energy mekanik. Benda pada ketinggian tertentu akan mendapatkan gaya potensial mekanik yang dapat mempengaruhi kecepatan gerak benda. Sebuah benda akan dilepaskan pada lintasan berbentuk kurva tertentu. Selanjutnya akan dicari kecepatan benda pada 4 titik dengan ketinggian yang berbeda.

4. TEORIEnergy total (Em) sama dengan energy kinetic (Ek) dan Energi Potensial (Ep).

Jika gaya gesek diabaikan, energy total mobil tidak diubah. Hukum konservasi energy mengatakan :

5. LANGKAH KERJAa. Susun lintasan mobil seperti gambar 1.

Em = Ek + Ep

Ek = 12

mv2

Ep = mgh

Keterangan :

m = massa mobil

v = kecepatan mobil

g = percepatan gravitasi

h = ketinggian mobil

Em = konstan => Ek (awal) + Ep (awal) = Ek (akhir) + Ep (akhir)

Page 6: Konservasi Energi

b. Tempatkan photogate pada posisi tegak di titik a dan titik b. Letakkan juga penangkap mobil pada ujung lintasan agar mobil tidak melompat keluar dari rel.

c. Hubungkan photogate dengan smart timer seperti gambar 3

d. Letakkan mobil mini pada posisi awal. Tandai pada papan tulis posisi awal. Ukur ketinggian awal mobil dengan mengukurnya dari permukaan meja sampai pusat masa mobil . Pusat masa mobil adalah pada posisi slot dimana flag dimasukkan. Pusat massa yang tepat dapat ditentukan dengan menyeimbangkan mobil. Kemudian timbang massa mobil.

e. Letakkan mobil pada titik a kemudian ukur ketingggian mobil.f. Letakkan mobil pada titik b dan ukur ketinggian dari permukaan meja. g. Lakukan pengaturan pada smart timer pada velocity ; two gate mode, untuk mengukur

selisih waktu yang dibutuhkan dari titik a ke titik b, kemudian tekan start.h. Letakkan mobil pada posisi awal yang telah ditentukan kemudian lepaskan.i. Catat angka yang tertera pada smart timer.j. Ulangi percobaan sebanyak 10 kali kemudian hitung rata – rata hasil percobaan.k. Ukurlah jarak horizontal dari titik a ke titik b.l. Ukurlah jarak lintasan dari titik a ke titik b.

6. HASIL PERCOBAAN

Tabel Hasil Pengukuran waktu dari titik a ke b mobil dengan tambahan beban 100gr (mobil merah)

t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 tavg

0,61610,619

70,62 0,6173 0,6234

0,6231

0,6229 0,6205 0,62450,624

10,6211

Page 7: Konservasi Energi

Jarak horizontal dari titik a ke titik b = 94 cm.Jarak Lintasan dari titik a ke titik b = 102 cm.

7. PERTANYAAN1. Hitunglah kecepatan dari titik a ke titik b dengan menggunakan jarak horizontal dan

waktu tempuh a ke b !Jawab :

Dik : Jarak horizontal dari titik a ke b = 94 cm = 0,94m.Dit : = v1 =…..? (mobil merah)

Jawab :

a. Mobil merah

V 1=s

tm1

= 0 , 9 40,6211

=1,5ms

2. Hitunglah kecepatan dari titik a ke titik b dengan menggunakan jarak lintasan dan waktu tempuh a ke b !Jawab :Dik : Jarak lintasan dari titik a ke b = 102 cm = 0,102m.Dit : v1 = …..? (mobil merah)

Jawab :a. Mobil merah

V 2=s

tm1

= 0 , 10 20,6211

=1,64ms

V avg=1,5+1,64

2=1,57 m /s

3. Bandingkan hasil perhitungan nomor 1 dan nomor 2 dengan v di titik a, v di titik b dan v avg !Jawab :V 1 ÷V 2 ÷ V avg=1,5 ÷ 1,64 ÷ 1,57

8. KESIMPULAN

1. Apabila beban antara mobil yang satu dengan yang lainnya berbeda maka akan berbeda

pula hasil kecepatan dan waktu yang diperoleh.

2. Semakin bertambah beban maka waktu yang diperlukan mobil untuk sampai dititik

terakhir akan semakin lama begitu dan begitu juga dengan kecepatan yang dibutuhkan.

3. Untuk mobil yang tidak mempunyai massa maka energi kinetic,energi potensial dan

energi mekaniknya adalah nol.