LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU...

76
MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR Disusun Oleh : Tim Laboratorium Dan Pusat Pengembangan Ilmu Teknik Dasar LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU TEKNIK DASAR FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2017

Transcript of LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU...

Page 1: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR

LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

ILMU TEKNIK DASAR

Disusun Oleh :

Tim Laboratorium Dan Pusat Pengembangan Ilmu Teknik Dasar

LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

ILMU TEKNIK DASAR FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2017

Page 2: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

2

DAFTAR ISI

PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR ................................ 3

SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR ................................................. 5

BAHAN EVALUASI .......................................................................................................... 6

ANALISA RALAT PENGUKURAN ................................................................................. 7

PERCOBAAN KE – 1 PENGUKURAN .......................................................................... 16

PERCOBAAN KE – 2 BIDANG MIRING ....................................................................... 23

PERCOBAAN KE – 3 VISKOSITAS STOKE ................................................................. 30

PERCOBAAN KE – 4 PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR ............ 38

PERCOBAAN KE – 5 PANAS JENIS ZAT PADAT ...................................................... 47

PERCOBAAN KE – 6 KESETARAAN KALOR MEKANIS ......................................... 54

PERCOBAAN KE – 7 HANTARAN LISTRIK DALAM KAWAT (LAMPU PIJAR) .. 61

PERCOBAAN KE – 8 BANDUL MATEMATIS .......................................................... ..70

Page 3: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

3

PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR

1. Kelompok terdiri dari (3 – 5) mahasiswa yang solid, serta mampu bekerjasama. Beri

nama kelompok, sebagai identitas agar mudah dalam pengenalan (hindarkan

penamaan kelompok dengan hanya menggunakan angka). Nama kelompok harus

simple, bermakna dan mudah diingat.

Catatan: Sangat penting bagi masing-masing individu dalam kelompok mengetahui

tanggung jawab masing-masing, aturan dalam kelompok, pembagian tugas serta

koordinasi yang baik, sehingga kelompok memiliki kemampuan atau performansi

yang bagus.

Dokumentasikan setiap proses perancangan, sehingga terlihat kuatnya teamwork

dan kemampuan berkomunikasi yang bagus dalam kelompok. Cari angle yang

bagus, sehingga terlihat kekompakan dalam kelompok dan progress

perancangan yang sudah dicapai.

2. Susunlah aktivitas kelompok untuk menyelesaikan portofolio dan laporan praktikum,

sehingga dapat diketahui tanggung jawab dari masing-masing personal dalam

kelompok.

3. Sebelum pelaksanaan praktikum, seluruh praktikan harus mengikuti sosialisasi materi

secara keseluruhan. Alokasi waktu satu jam.

4. Sebelum memulai praktikum, masing-masing kelompok diminta mengumpulkan

tugas pendahuluan project (tugas pendahuluan terlampir).

5. Kumpulkan portofolio dan laporan praktikum kepada asisten.

6. Implementasikan setiap praktikum kedalam riset nyata dan analisakan hasil riset

(usulan).

7. Praktikan datang 15 menit sebelum praktikum dimulai, bagi yang terlambat lebih dari

15 menit tidak boleh mengikuti praktikum pada hari itu.

8. Buku, map, tas yang dibawa praktikan diletakkan ditempat yang telah disediakan,

kecuali buku petunjuk praktikum.

9. Praktikan harus memakai pakaian yang sopan dan rapi, tidak boleh menggunakan

sandal jepit dan kaos oblong.

Page 4: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

4

10. Selama praktikum harus dijaga ketenangan, ketertiban, kebersihan, kesopanan, dan

ketekunan kerja.

11. Praktikan harus bertanggung jawab terhadap alat yang digunakan dan waktu

pengembalian alat harus dalam keadaan baik/tidak rusak, lengkap dan bersih.

12. Apabila ada kerusakan alat karena kelalaian praktikan, maka praktikan harus

mengganti dengan alat yang sama.

13. Setelah selesai melakukan praktikum, peralatan agar dirapikan seperti semula.

14. Hasil praktikum/laporan sementara harus disahkan oleh dosen/asisten pembimbing,

dan dikumpulkan sebelum mengikuti praktikum selanjutnya.

15. Praktikan yang tidak dapat mengikuti praktikum pada hari yang telah ditentukan

dapat mengajukan inhall (Praktikum Pengganti) setelah praktikum selesai, maksimal

1 kali inhall (ditentukan pengelola laboratorium).

16. Laporan keseluruhan harus ASLI ditulis tangan, dijilid menggunakan warna sampul

yang telah ditentukan.

17. Pelanggaran ketentuan diatas akan dikenakan sanksi akademis.

18. Hal – hal yang belum disebutkan diatas diatur tersendiri.

Page 5: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

5

SUSUNAN LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

PERCOBAAN I......................

1.1 TUJUAN

1.2 LANDASAN TEORI

( Tidak boleh dari modul, min.3 halaman )

1.3 HIPOTESIS

( Kesimpulan sementara berdasarkan kondisi riil tabel dari data hasil

percobaan )

Tabel data hasil percobaan

1.4 ANALISA PERHITUNGAN

Tabel analisa perhitungan

1.5 ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN

( Harus tersusun dari poin Tujuan, Landasan Teori, Analisa Perhitungan )

1.6 KESIMPULAN DAN SARAN

Dan seterusnya...............

PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

LOG BOOK

LEMBAR ASISTENSI

DOKUMENTASI TEAMWORK

Page 6: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

6

BAHAN EVALUASI

Sebagai acuan atau dasar evaluasi dan penilaian pada Praktikum Fisika Dasar

adalah sebagai berikut.

Tugas Pendahuluan 5 %

Pre Test 5 %

Keaktifan saat Praktikum 15 %

Praktikum 40 %

Dinilai berdasarkan individu masing – masing kelompok, meliputi Laporan,

Asistensi, dan ACC Paham.

Post Test 35 %

Page 7: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

7

ANALISA RALAT PENGUKURAN

1.1. Pendahuluan

Fisika merupakan salah satu cabang IPA yang khusus menggambarkan

gejala-gejala alam dan sekaligus menjelaskan secara kuantitatif, artinya

bahwa apapun yang dinyatakan dengan hukum fisika harus dapat dinyatakan

dalam angka-angka lewat pengamatan dan pengukuran.

Pengukuran merupakan praktek membaca skala pada alat ukur sehingga

hasil ukur sangat dipengaruhi oleh alat ukurnya, obyek yang diukur, bahkan

lingkungan (temperatur ruang, kelembaban udara) yang secara tidak langsung

berpengaruh baik kepada obyek maupun alat ukurnya. Hal ini akan

memberikan konsekuensi bahwa hasil pengukuran bukan merupakan angka

yang absolut tetapi sangat relatif yang berarti tidak pernah dapat dicapai suatu

hasil ukur yang tepat betul tetapi yang ada hanyalah suatu nilai yang

mempunyai toleransi (kisaran nilai). Sebagai contoh, kekuatan tarik baja

pada temperatur 0˚C berbeda dengan pada temperatur 25˚C, 75˚C dan

seterusnya.

Besarnya Angka Kisaran dari hasil pengukuran ini sering disebut sebagai

angka ralat dari pengukuran atau juga disebut sebagai angka ketidakpastian

hasil ukur.

Misal : Hasil pengukuran panjang pensil dengan penggaris ditulis

(21,51±0,02) cm (lihat gambar 1.1)

Angka 21,51 disebut sebagai angka terboleh atau angka rata-rata atau angka

tebaik dari hasil ukur.

Angka 0,02 disebut sebagai angka toleransi pengukuran atau ralat atau

ketidakpastian hasil ukurnya.

Dalam memperoleh angka-angka tesebut diperlukan suatu pengetahuan

tentang teori ralat.

Gambar 1.1. Pengukuran Panjang Pensil

Page 8: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

8

1.2. Macam-Macam Ralat dan Sumbernya

Secara garis besar macam ralat yang ada dalam pengamatan

dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu : ralat sistematis (systematic error)

dan ralat rambang (random error).

Definisi ralat sistematis : yaitu ralat pengukuran yang akan memberikan

efek tetap terhadap hasil ukur dan dengan analisa lebih lanjut efek ini tidak

akan mempengaruhi hasil yang diharapkan. Sumbernya antara lain,

a) Sumber dari alat

Sebuah thermometer yang terkalibrasi sejak awal pada tekanan

atmosfir menunjukkan 102 0C pada air mendidih, dan 2 0C pada es

membeku. Apabila thermometer ini digunakan untuk mengukur maka

menunjukkan hasil yang selalu lebih tinggi 2 0C.

b) Sumber dari pengamatan

Misal, cara membaca skala tidak posisi tegak lurus tetapi miring

kekanan atau kekiri yang akhirnya aka nada suatu kesalahan

pembacaan yang sering dinamakan paralaks.

c) Sumber dari lingkungan,

Pengaruh ralat sistematis ini dapat dieliminasi apabila sudah dapat diketahui

penyebab atau sumbernya.

Definisi ralat rambang : ralat yang bersifat fluktuatif saat dimana gejala

pengamatan kadang menunjukkan nilai terlalu besar atau terlalu kecil.

Sumber dari ralat ini tidak selalu dapat diidentifikasi. Sumber yang

memungkinkan sering berasal dari:

a) Pengamat : misalnya ketidakcermatan dalam menaksir suatu

penunjukkan skala.

b) Lingkungan : misalnya terjadi fluktuasi sumber tegangan dari PLN,

adanya getaran mekanik, perubahan temperature ruang, dan

sebagainya.

Untuk meminimalisasi ralat rambang harus dilakukan pengukuran berulang,

semakin banyak pengulangan akan semakin memperkecil ralat ini.

Misal :

Pengukuran panjang atau lebar dan tinggi suatu benda berbentuk balok (lihat

gambar 1.2).

Gambar 1.2 Contoh Pengukuran Panjang, Lebar, Tinggi Pada Balok

Page 9: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

9

Dalam hal ini dapat dilakukan pengukuran (l), (p) dan (t) secara berulang-

ulang dengan mengambil posisi pengukuran (area yang diukur) berbeda-beda

asal masih mewakili besaran yang diinginkan.

Contoh lain :

Misal pengukuran besaran yang berdasarkan pengamatan cukup fluktuatif

yaitu pengamatan tegangan atau arus listrik yang sistemnya tidak stabil, maka

data dapat diamati secara berulang.

Cara menentukan model data tersebut adalah sbb:

Tabel 1.1 Cara Menentukan Model Data

Pengukuran ke Data pengamatan

1

2

3

4

5

47,51

47,49

47,48

47,50

47,47

Dengan menggunakan rumus ralat sbb :

Δx =

=

Δx = ralat pengamatan

= nilai rata-rata

= data ke-i

n = Jumlah data pengulangan

1.3. Cara Menentukan Nilai Ralat

Nilai ralat ini ditentukan oleh banyak faktor (seperti sudah disampaikan

sebelumnya), dan untuk memahami faktor-faktor tersebut diperlukan

pengetahuan yang cukup mengenai metode analisa data disamping

diperlukan banyak pengalaman eksperimen maupun penelitian yang

dilakukan sehingga tercapai “common sense” yang benar pada diri seorang

pengamat/pengolah data.

Untuk itu diberikan suatu pedoman yang praktis bagi praktikan

(pengolah data pemula) dengan pendekatan yang sederhana sehingga dapat

menghitung ralat dengan cara yang benar sesuai dengan model datanya.

Catatan : Pengukuran dilakukan secara berulang hanya apabila

penunjukkan nilai ukur terjadi fluktuasi, tetapi bila ternyata

penunjukkan konstan (konsisten) maka tidak perlu dilakukan

pengukuran berulang!

Page 10: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

10

1. Data tunggal

Yaitu data yang diperoleh cukup sekali pengamatan.

Missal : pengamatan suhu pada proses pendinginan, pengamatan panjang

kawat/tali yang tipis, pengamatan arus atau tegangan listrik yang cukup

stabil, dsb.

Cara menetukan ralat dilakukan dengan penaksiran yang dilandasi oleh

keadaan skala alat tsb.

2. Data berulang

Yaitu data yang diamati secara berulang (lebih dari satu kali), hal ini

secara eksperimen dapat dilakukan dan cukup layak /konsisten datanya.

Misal :

Hasil perhitungan kalkulator :

= 47,49

Δx = 0,0158113

Penyajian hasil tersebut dituliskan sebagai :

x = (47,49 ± 0,02) (diskusikan angka ini dengan asisten.)

3. Ralat perambatan

Merupakan ralat perhitungan dari suatu besaran yang besaran tersebut

tidak dapat teramati secara langsung tetapi lewat besaran lain yang terukur

langsung.

Misal :

Mengukur volume benda berbentuk balok dengan alat ukur panjang

(penggaris). Besarnya panjang (p), lebar (l), dan tinggi (t) merupakan

besaran yang terukur langsung, sedangkan besaran volume (V) balok

dihitung lewat rumus

= . .

Gambar 1.3 Ralat Volume (V) Dihitung dengan Rumus Perambatan Ralat

Rumus yang di gunakan: Δv =

Misal hasil data diperoleh :

p = (5,12 ± 0,02) cm

l = (3,22 ± 0,01) cm

t = (2,57 ± 0,01) cm

Diperoleh hasil perhitungan :

= (5,12) (3,22) (2,57) = 42,37 cm³

Page 11: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

11

= . = (3,22) (2,57) = 8,2754

= . = (5,12) (2,57) = 13,1564

= . = (5,12) (3,22) = 16,4864

ΔV =

ΔV = 0,5643 cm³

Penyajian hasil perhitungan Volume balok adalah

V = (42,4 ± 0,6) cm³

Contoh lain

Misal akan dihitung jarak fokus suatu lensa dengan diberikan data hasil

pengamatan jarak bayangan (b’ = 25,5 ± 0,2) cm dan jarak benda (b’ = 20,1 ±

0,2) cm

Gambar 1.4 Percobaan Jarak Titik Api Cermin Speris dan Lensa Speris

Perhitungan fokus lensa (f) lensa melalui rumus

= + Atau f = = 11,24 cm

Diperoleh ralat fokus melalui rumus perambatan ralat sebagai

σf = = 0,03 cm

dengan

= = 0,3128

= = 0,1943

Hasil Perhitungan ditulis : f = (11,24 ± 0,03) cm

Page 12: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

12

1.4. Grafik

Grafik merupakan suatu bentuk visual dari suatu tampilan data yang dapat

memberikan gambaran tentang kelakuan/fungsi data terhadap besaran-besaran

(variable-variabel) lain yang mempengaruhinya.

Kegunaan grafik antara lain,

1. Secara visual, grafik merupakan gambaran data hasil pengamatan yang

banyak mengandung informasi bagi pengamat.

Misal :

Seorang pengamat ingin menyelidiki keberlakuan hukum hooke yang

menyatakan bahwa perubahan panjang suatu benda yang bersifat elastic

berbanding lurus terhadap gaya yang dikerjakan kepada benda tersebut.

Δl = F dimana Δl : perubahan panjang

F : gaya

Dalam melakukan pengamatan digunakan benda pegas yang tergantung

dan diberi beban massa (M). Hasil pengamatan digambarkan oleh grafik Δl

(cm) sebagai fungsi perubahan massa beban M (gram) sebagai berikut:

Gambar 1.5 gambar analogi hukum Hooke

Sekilas pandang pengamat langsung dapat mengambil kesimpulan bahwa

keberlakuan hukum Hooke untuk pegas yang diamati hanya berlaku pada

daerah dimana massa dibawah 30 gram (M < 30 gram), diatas massa

tersebut sudah memberikan gambaran yang tidak linier lagi yang berarti,

hubungan antara Δl dan F untuk M > 30 gram sudah tidak berbanding lurus

(lihat gambar1.5).

Page 13: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

13

2. Grafik berguna untuk membandingkan antara hasil eksperimen dengan

landasan teorinya.

Misal :

Pengamatan pola difraksi pada celah tunggal (seperti gambar 1.6).

Gambar 1.6 kurva yang berupa garis melengkung

Gambar 1.6 merupakan hasil hitungan dari intensitas pola difraksi celah

tunggal, sedangkan titik-titik hitam merupakan hasil pengamatan yang

tertampil pada grafik intensitas sebagai fungsi jarak. Terlihat langsung

bahwa terdapat daerah yang sesuai atau tidak sesuai antara eksperimen

dengan pendekatan teoritisnya.

3. Grafik dapat digunakan untuk kalibrasi (peneraan) yang secara empiris

memberikan hubungan antara dua besaran yang saling mempengaruhi.

Misal :

Suatu elemen listrik LDR (Light Dependent Resistor), besarnya tahanan

listrik (R) tergantung dari intensitas cahaya (I) yang jatuh pada permukaan

LDR tersebut. Secara teori hubungan natara I dan R pada LDR tersebut

belum dipikirkan, namun dapat dilakukan pengamatan dengan baik (seperti

gambar 1.7).

Gambar 1.7 nilai lux cahaya ketika R = 400 kΩ adalah ≈ 180 lux.

Page 14: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

14

4. Grafik dapat menentukan konstanta yang menghubungkan antara besaran

yang satu dengan yang lainnya.

Misal :

Kemiringan (gradien) grafik pada gambar 1 menunjukkan nilai konstanta

yang menghubungkan antara perubahan panjang pegas dan pertambahan

bebannya. Dalam hal ini Gradien = K = 0,22 cm/gram yang merupakan nilai

tetapan elastisitas pegas tersebut (berarti pegas akan bertambah panjang

0,22 cm untuk setiap pemberian beban 1 gram).

1.5 Langkah-langkah membuat grafik

1. Pasang sumbu-sumbu horisontal (Sumbu-x) sebagai data-data variabel

(sebab) dan sumbu vertikal (sumbu-y) sebagai data hasil pengamatan

(akibat). (hal ini tidak boleh terbalik!)

2. Buatlah angka skala pada kedua sumbu tersebut yang sesuai (berkisar pada

daerah hasil pengamatan) sehingga memudahkan untuk melukis titik

pengamatan. Pilih angka skala yang mudah missal 1 cm pada kertas grafik

mewakili 1 unit (atau 10, 100, 0.1 dan sebagainya).

3. Aturlah pembagian skala dengan baik sehingga titik pengamatan berjarak

cukup (tidak saling berdempetan) antara satu dengan lainnya (lihat gambar

1.8)

Gambar 1.8 koordinat titik pada grafik

4. Aturlah pembagian skala pada sumbu horisontal dan sumbu vertikal

sedemikian sehingga kemiringan grafik (khusus grafik linier) berada antara

sudut 30° dan 60° (lihat gambar 1.9)

Gambar 1.9 Sudut kemiringan grafik

Page 15: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

15

5. Tarik garis grafik secara halus dan merata yang menelusuri daerah titik-titik

pengamatan, jangan melukis garis patah-patah yang menghubungkan tiap

dua titik pengamatan yang berurutan (lihat gambar 1.10).

Gambar 1.10 Penarikan garis pada grafik

6. Apabila grafik yang diharapkan merupakan garis lurus (linier) yang

mempunyai persamaan y = Mx, jangan dipaksa melalui titik (0,0), tetapi

hendaknya ditarik garis lurus yang paling cocok melalui daerah titik-titik

hasil pengamatan. (hal ini, agar terdeteksi apabila ternyata terdapat ralat

sistematis dalam pengamatan) (lihat gambar 1.11).

Gambar 1.11 Grafik hubungan antara Volt (V) dan kuat arus (mA)

7. Penggambaran grafik pengamatan yang baik dilakukan langsung pada saat

eksperimen masih berlangsung (ketika set-up eksperimen masih belum

diubah /dibongkar). Hal ini akan sangat membantu pengamat apabila terjadi

penyimpangan data yang cukup menyolok, sehingga ada suatu langkah

pengulangan pengamatan.

8. Langkah penyempurnaan data perlu dilakukan apabila masih

memungkinkan, yaitu dilakukan di daerah yang sangat menentukan crucial

regions). Missal seperti gambar 1.11, tindakan penyempurnaan masih perlu

didaerah kosong (l < 15 mA).

Page 16: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

16

PERCOBAAN KE - 1

PENGUKURAN

1.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar setiap praktikan mampu:

1. Melakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur seperti: Mistar,

Jangka Sorong, Mikrometer sekrup, gelas ukur dan Neraca /Timbangan,

High Gauge.

2. Menentukan besaran turunan berdasarkan besaran dasar seperti: panjang,

luas, volume, dan massa jenis benda untuk benda beraturan dan yang tidak

beraturan.

Dalam melakukan pengolahan, analisis data dan memberikan

kesimpulan hasil praktikum PENGUKURAN harus melakukan dan

melaksanakan konsultasi dengan asisten pengampu terlebih dulu

selambat– lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

1.2 ALAT DAN BAHAN

Dalam melakukan percobaan pengukuran, alat dan bahan yang dipergunakan

antara lain:

1. Alat pengukuran (neraca, mistar, jangka sorong, mikrometer, high gauge,

gelas ukur)

2. Zat cair (Air)

3. Benda tak beraturan

4. Benda berbentuk balok

5. Benda berongga

6. Bola

1.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1 : SETTING

Semua anggota menyiapkan alat & bahan sesuai dengan gambar yang ada

di modul.

Pastikan peralatan layak untuk digunakan

Page 17: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

17

Semua anggota siap mengikuti praktikum dengan membawa peralatan alat

tulis.

LANGKAH 2 : PERCOBAAN

SEMUA ANGGOTA :

1. Salah satu anggota menggambar benda sembarang

2. Mengukur tebal I dan tebal II dari benda sembarang menggunakan

mikrometer sekrup.

3. Mengukur diameter I, II, III, IV benda sembarang menggunakan

jangka sorong.

4. Menimbang benda sembarang menggunakan neraca O’hauss.

PRAKTIKAN A : (Anggota 1)

1. Menimbang balok menggunakan nerca o’hauss

2. Mengukur tinggi balok menggunakan high gauge

3. Mengukur panjang dan lebar balok menggunakan jangka sorong

PRAKTIKAN B : (Anggota 2)

1. Mengukur diameter bola menggunakan jangka sorong

2. Menimbang bola dengan cara massa gelas ukur berisi bola dikurangi

dengan massa gelas ukur kosong

PRAKTIKAN C : (Anggota 3)

1. Menggambar benda berongga

2. Mengukur diameter benda berongga menggunakan jangka sorong

3. Mengukur panjang, lebar, tinggi benda berongga menggunakan jangka

sorong

4. Menimbang benda berongga menggunakan neraca o’hauss

PRAKTIKAN D : (Anggota 4)

1. Menimbang gelas ukur kosong menggunakan neraca o’hauss

2. Mengisi gelas ukur dengan air

3. Mengukur volume air

4. Menimbang gelas ukur yang telah berisi air kemudian mencari massa

air dengan cara mengurangi massa gelas berisi air dengan gelas ukur

yang kosong

SEMUA ANGGOTA :

Semua anggota mengecek semua kelengkapan data percobaan pengukuran.

Page 18: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

18

1.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum modul pengukuran, praktikan

diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian praktikan

wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 1 dalam bentuk portofolio

maksimal (2 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir

pada modul.

2. Penulisan tujuan, sesuai dengan modul praktikum yang diberikan asisten

3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan

6. Dokumentasi kegiatan teamwork.

1.5 LANDASAN TEORI

Suatu besaran turunan ditentukan dengan mengukur besaran dasar terlebih

dahulu, sehingga untuk menentukan besaran turunan seperti : luas, volume,

dan massa jenis diperlukan besaran dasar berupa panjang, lebar, maupun

diameter. Dalam pengukuran sebuah benda dengan bentuk yang sembarang

dengan memiliki volume (v) dan massa (m) maka benda tersebut dapat

diketahui massa jenisnya dengan rumus sebagai berikut:

Keterangan:

= massa jenis (kg/m3)

m = massa benda (kg)

V = volume benda (m3)

Dengan demikian berdasarkan perumusan diatas kita mampu menentukan

massa jenis beberapa benda.

Beberapa konsep yang berkaitan dengan hasil dari pengukuran adalah :

Angka penting

Page 19: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

19

Ketidakpastian

Galad (perhitungan error)

Didalam fisika terdapat beberapa jenis besaran yaitu besaran pokok dan

besaran turunan, yaitu sebagai berikut

Tabel 1.2. Besaran Pokok Fisika

No Nama Besaran Satuan Dimensi

1 Massa Kg M

2 Waktu s T

3 Panjang m L

4 Suhu o K Ө

5 Jumlah Zat Mol N

6 Intensitas Cahaya Candela J

7 Kuat Arus Ampere I

Satuan dasar dan satua turunan: diperkuat, ex berat, daya menurut mekanika,

listrik, fluida.

1.6 RUMUS PERCOBAAN PENGUKURAN

a. Massa Jenis

KR = x 100% K = 100% - KR

Keterangan :

= massa jenis (gr/cm³)

m = massa benda (gr)

V = volume benda (cm³)

= ralat massa jenis (gr/cm³)

Page 20: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

20

KR= kesalahan relatif (%)

K = ketelitian (%)

b. Balok

V = p.l.t

Keterangan :

V = volume balok (cm³)

V = ralat volume balok (cm³)

p = panjang balok (cm)

p = ralat panjang balok (cm)

l = lebar (cm)

l = ralat lebar (cm)

t = tinggi (cm)

t = ralat tinggi (cm)

c. Bola

Keterangan :

V = volume bola (cm³)

V = ralat volume bola (cm³)

r = jari – jari bola (cm)

r = ralat jari – jari bola (cm)

d. Tabung

V = . r2. t

Keterangan :

V = volume tabung (cm3)

r = jari – jari tabung (cm)

t = tinggi tabung (cm)

Page 21: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

21

V= ralat volume tabung (cm3)

r = ralat jari – jari tabung (cm)

t = ralat tinggi tabung (cm)

e. Prisma Segitiga

V = ( ½ . a.t ) .T

ΔV =

Keterangan :

V = Volume Prisma Segitiga (cm3)

a = Alas Segitiga (cm)

t = Tinggi Segitiga (cm)

T = Tinggi Prisma (cm)

REFERENSI

Serway, R.A,1986: Physics 2nd Sounders College

Halliday, Resnick dan Krane, 1996 : Physics I, John Willey 7 Sons

Page 22: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

22

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Pengukuran

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok/Nama Kelompok :

DATA HASIL PERCOBAAN :

No

Nama

Sampel

Alat yang

digunakan

Dimensi Massa

Panjang Lebar Tebal Diameter

1 Balok

---

2 Bola

--- --- ---

3 Benda

Berongga “ Sesuai Lampiran Gambar “

4 Benda Tak

Beraturan “ Sesuai Lampiran Gambar “

5 Zat Cair

Volume :

Toleransi:

p = cm Untuk zat cair : m = gr

l = cm V = cm3

t = cm

m = cm

r = cm

Asisten Pengampu

NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.

Page 23: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

23

PERCOBAAN KE - 2

BIDANG MIRING

2.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap-tiap praktikan mampu,

1. Membedakan dan mendifinisikan gaya-gaya yang bekerja pada balok.

2. Menguraikan gaya-gaya yang bekerja pada balok di bidang miring.

3. Mencari koefisien gesek pada benda diam dan benda sedang beargerak

yang meluncur pada bidang miring.

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum

Bidang Miring harus melakukan dan melaksanakan konsultasi dengan asisten

pembimbing terlebih dulu selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

2.2 ALAT DAN BAHAN

1. Bidang luncur yang bisa diatur sudutnya

2. Beban

3. Balok

4. Stopwatch

5. Mistar

6. Bedak

7. Pengait

8. Neraca

2.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1 : MENIMBANG BERAT BALOK, BEBAN, & PENGAIT

a) Anggota 1 : Menimbang massa balok

b) Anggota 2 : Menimbang massa beban

c) Anggota 3 : Menimbang massa pengait

d) Anggota 4 : Mencatat data masa balok, beban, dan pengait

LANGKAH 2 : SETTING BIDANG MIRING (1)

a) Anggota 1 : Melihat sudut

b) Anggota 2, 3 : Menaikkan bidang miring

c) Anggota 4 : Memberi bedak

LANGKAH 3 : SETTING BIDANG MIRING (2)

Page 24: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

24

a) Anggota 1 : Mengukur panjang balok

b) Anggota 2, 3 : Mengatur panjang lintasan

c) Anggota 4 : Mempersiapkan stopwatch

LANGKAH 4 : PENGAMBILAN DATA

a) Anggota 1 : Melepaskan beban

b) Anggota 2, 3, 4 : Mengamati waktu tempuh stopwatch

c) Anggota 4 : Mencatat waktu stopwatch dalam tabel.

2.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum modul Bidang Miring, praktikan

diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian praktikan

wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 2 dalam bentuk portofolio

maksimal (2 minggu) setelah praktikum..

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir

pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan

modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork

Page 25: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

25

2.5 LANDASAN TEORI

Gambar 2.1 Bidang Luncur

2.5.1 Pengertian Bidang Miring

Bidang miring adalah suatu pesawat sederhana dengan permukaan

datar dan mempunyai sudut ( bukan sudut tegak lurus) terhadap

permukaan horisontal. Keuntungan mekanik bidang miring

bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya.

Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar keuntungan

mekanisnya atau semakin kecil gaya kuasa yang harus dilakukan.

Keuntungan mekanik bidang miring dirumuskan dαengan perbandingan

antara panjang (s) dan tinggi bidang miring (h).

2.5.2 Terminologi yang berkaitan

a) Gaya berat dan gaya Normal

Jika sebuah benda yang terletak pada bidang datar dan tidak ada

gaya yang kita berikan pada benda tersebut maka akan terjadi

kesetimbangan antara gaya berat benda (W) tersebut dengan gaya

reaksi yang dilakukan oleh permukaan yang arahnya berlawanan

dengan gaya berat benda dan tegak lurus dengan bidang

permukaannya, gaya ini dikenal sebagai gaya normal (N), perhatikan

gambar 2.1

KM = s/h

Page 26: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

26

b) Gaya Gesek statik dan Kinetik

Jika sebuah benda diletakkan pada bidang miring dan resultan

gaya yang bekerja F=0 , maka terdapat gaya gesekan statis, dimana

gaya gesek statis besarnya sama dengan

Jika benda dikenai gaya . dan kemudian benda bergerak maka

gesekan kedua permukaan terdapat gaya reaksi. Yang di sebut gaya

gesek kinetik.

c) Gaya tegang tali

Adalah gaya reaksi pada tali , pegas, dan benda yang terjadi

karena ujung-ujungnya dihubungkan dengan benda yang lain.

d) D’Alembert Principle

D’Alembert Principle adalah jika suatu benda mengalami

percepatan ā, maka pada benda itu akan terkena gaya inersia Fin=m.

ā, yang arahnya berkebalikan dengan arah percepatanya.

2.6 RUMUS PERCOBAAN BIDANG MIRING

Percobaan ke-n

ondn

tttt n sec..................

......21

)1(

)( 2

nn

ttt

Percepatan

0,2

1 2 VoatVotS BA

2

2

1atS BA

2

2/..... scm

t

Sa BA

fs=Us.N

fk=uk.N

Page 27: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

27

2

2

3

2

2

2

1t

t

SS

ta BA

BA

Koefisien Gesek Statis (S)

)('

)(

2

1

kgPPm

kgbalokmassam

tancos1

2 m

ms

2

1

2

2

1

22

2

2

1 coscos

1m

m

mm

ms

Koefisien Gesek Kinetik (K)

tan.cos.cos. 1

21

1

2

m

mm

g

a

m

mK

22

2

2

2

2

1

2

2

1

22

2

2

1

cos.cos.

1

cos.cos.

1

gg

aa

g

mm

mm

mK

k=(k±Δk)

%100xKRk

k

K=100%-KR

Keterangan:

t = waktu (second) H = tinggi (m)

a = percepatan (m/s2) Sa-b = panjang lintasan (m)

g = percepatan gravitasi (m/s2) KR = kesalahan relative (%)

α = sudut ( 0) m1 = massa balok (kg)

P = massa beban (kg) W = berat balok (N)

P’ = massa pengait (kg) K = ketelitian (%)

Page 28: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

28

m2 = massa P+P’(kg) k = koefisien gesek kinetik

KH = keuntungan mekanis s = koefisien gesek statis

S = panjang (m) 1m = ralat massa balok (kg)

2m = ralat massa (kg) g = ralat percepatan grafit asi (m/s2)

a = ralat percepatan benda (m/s2)

Page 29: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

29

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Bidang Miring

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok/Nama kelompok :

NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.

DATA HASIL PERCOBAAN :

NO M

(kg)

P

(kg)

P’

(kg)

Sudut

(0)

Sa-b

(m)

t (second)

t1 t2 t3

1

2

3

4

∆P = N ∆m1 = kg

∆Sa-b = m ∆m2 = kg

∆W = N

∆g = m/s2

Benda 1 Benda 2 Asisten Pengampu

Page 30: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

30

PERCOBAAN KE – 3

VISCOSITAS STOKE

3.1. TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar setiap anggota kelompok mampu :

1. Mendekripsikan hukum stoke

2. Mengetahui prinsip dasar penggunaan hukum stoke

3. Menentukan koefisien kekentalan zat cair menggunakan hukum stoke

4. Mengeahui contoh penerapan viscositas stoke

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan praktikum

Viskositas Stoke harus melakukan dan melaksanakan konsultasi dengan

asisten pembimbing terlebih dulu selambat – lambatnya 1 minggu setelah

praktikum.

3.2. ALAT DAN BAHAN

1. Pipa gelas yang panjang

2. Empat bola dengan diameter berbeda.

3. Stopwatch.

4. Jangka sorong

5. Neraca

6. Gelas pengukur atau Picnometer

7. Pita meter

3.3. PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1 : DATA AWAL

1. (Anggota: A)

Menyiapkan tabel data dan mencatat setiap hasil data praktikum yang

didapatkan.

2. (Anggota: B)

Mengukur massa oli menggunakan picnometer dengan cara :

a. Menimbang picnometer kosong dengan menggunakan neraca Kg,

mencatat hasil data.

b. Memindahkan oli dari kalorimeter ke dalam picnometer

c. Menimbang picnometer yang berisi oli dengan menggunakan

neraca, mencatat hasil data.

d. Menghitung massa oli dengan cara data poin a dikurangi dengan

data poin c (lihat panduan di data tabel).

Page 31: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

31

3. (Anggota: C)

Membaca volume oli pada picnometer dengan cara melihat batas oli

pada angka yang tertera pada picnometer.

4. (Anggota: A)

Menetapkan urutan bola dari yang terbesar ke yang terkecil kemudian

mengukur massa 4 massa bola logam dengan menggunakan neraca

gram secara bergantian, catat hasil.

5. (Anggota: B)

Mengukur jari-jari (r) pada setiap bola sesuai dengan urutan bola

menggunakan jangka sorong, catat hasil.

6. (Anggota: C)

Mengukur panjang jarak oli pada pipa gelas panjang berdasarkan jarak

dari permukaan atas oli sampai permukaan bawah oli pada pipa gelas

panjang (SA-B) menggunakan pita meter, catat hasil.

7. (Anggota: A)

Menjatuhkan bola pertama ke dalam oli di mulai dari permukaan atas

oli dengan tanpa kecepatan awal dan memberikan aba-aba saat bola

akan di jatuhkan.

8. (Anggota: B & C)

Mengamati dengan teliti waktu tempuh bola dari permukaan atas oli

hingga permukaan bawah oli menggunakan stopwatch, catat hasil.

* Cara menghitung waktu tempuh bola adalah secara bersama dengan

aba-aba saat bola mulai dijatuhkan dari permukaan atas oli kemudian

stopwatch mulai menghitung waktu. Saat bola tiba di permukaan

bawah oli maka stopwatch langsung dihentikan.

9. (Anggota: A)

Mengambil bola yang berada dalam pipa gelas panjang menggunakan

magnet, dengan cara memasukan magnet kedalam pipa gelas panjang.

10. Mengulangi langkah nomor 7 – 9 untuk bola selanjutnya.

3.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum modul Viskositas Stoke, praktikan

diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian praktikan

wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 3 dalam bentuk portofolio

maksimal (2 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain :

a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang

terlampir pada modul.

Page 32: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

32

b) Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai

dengan modul praktikum yang diberikan asisten.

c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

d) Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa

perhitungan.

f) Dokumentasi kegiatan team work

3.5 LANDASAN TEORI

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar

kecilnya gesekan di dalam fluida.Semakin besar viskositas (kekentalan)

fluida, maka semakin sulit suatu fluida untuk mengalir dan juga menunjukkan

semakin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Menurut George

Stokes besarnya gaya gesek pada fluida inilah yang disebut gaya stokes

Di antara salah satu sifat zat cair adalah kental (viscous) di mana zat cair

memiliki koefisien kekentalan yang berbeda-beda, misalnya kekentalan

minyak goreng berbeda dengan kekentalan oli.

Jika sebuah benda berbentuk bola dijatuhkan ke dalam fluida kental,

misalnya kelereng dijatuhkan ke dalam kolam renang yang airnya cukup

dalam, nampak mula-mula kelereng bergerak dipercepat.Tetapi beberapa saat

setelah menempuh jarak cukup jauh, nampak kelereng bergerak dengan

kecepatan konstan (bergerak lurus beraturan). Ini berarti bahwa di samping

gaya berat dan gaya apung zat cair masih ada gaya lain yang bekerja pada

kelereng tersebut. Gaya ketiga ini adalah gaya gesekan yang disebabkan oleh

kekentalan fluida.

Khusus untuk benda berbentuk bola, gaya gesekan fluida secara empiris

dirumuskan sebagai Persamaan :

Fs = 6π η rv........................................................................................(1)

Sebuah bola padat memiliki kerapatan massaρb dan berjari-jari r

dijatuhkan tanpa kecepatan awal ke dalam fluida kental memiliki kerapatan

massaρf, di mana ρb>ρf. Telah diketahui bahwa bola mula-mula mendapat

percepatan gravitasi, namun beberapa saat setelah bergerak cukup jauh bola

akan bergerak dengan kecepatan konstan. Kecepatan yang tetap (konstan) ini

disebut kecepatan akhir v yaitu pada saat gaya berat bola sama dengan gaya

apung ditambah gaya gesekan fluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gaya

Page 33: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

33

yang bekerja pada bola kelereng yaitu FA = gaya Archimedes, FS = gaya

Stokes, dan W = mg = gaya berat kelereng.

Gambar 3.1 Gaya yang Bekerja Pada BolaDengan Kecepatan Tetap.

Jika saat kecepatan konstan telah tercapai, maka berlaku prinsip Newton

tentang GLB (gerak lurus beraturan)

FA + FS = W .....................................................................................(2)

Jika ρb menyatakan rapat massa bola,ρf menyatakan rapat massa fluida,

dan Vb menyatakan volume bola, serta g gravitasi bumi, maka berlaku

Persamaan (3) dan (4).

W = ρb.Vb.g ....................................................................................(3)

FA = ρf .Vb.g ...................................................................................(4)

Rapat massa bola ρb dan rapat massa fluida ρf dapat diukur dengan

menggunakan Persamaan (5) dan (6).

ρb = ..................................................................................(5)

ρf = ................................................................................(6)

dengan mgu menyatakan massa picnometer, mf massa fluida, Vf volume fluida.

Dengan mensubstitusikan Persamaan (3) dan (4) ke dalam Persamaan (2)

maka diperoleh Persamaan (7).

FS = Vbg (ρb - ρf) ..............................................................................(7)

Page 34: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

34

Dengan mensubstitusikan Persamaan (1) ke dalam Persamaan (7)

diperoleh Persamaan (8).

η= ..................................................................................(8)

3.6. RUMUS VISCOSITAS STOKE

1. Percobaan Bola

t = n

ttt n ...21 ………….. detik

∆ t = )1(

)( 2

nn

tt

Keterangan:

t = waktu rata-rata (detik)

∆ t = toleransi waktu rata-rata (detik)

n = jumlah percobaan

2. Kecepatan Bola

V = t

s…………………….. cm / detik

V = 2

2

2

2

2

)()(1

tt

sS

t

Keterangan:

V = kecepatan bola (cm/detik)

S = jarak (cm)

t = waktu (detik)

3. Volume Bola

Vb = 3.3

4r ……… cm3

Keterangan:

Vb = volume bola (cm3)

r = jari-jari bola (cm)

Page 35: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

35

4. Rapat Jenis Bola )( b

b

bb

v

m …………. gr/cm3

b = 2

2

4

2

2

3

)(

3

43)(

3

4

1b

b

b V

r

mm

r

)( bbb

Keterangan:

b = Rapat Jenis Bola(gr/cm3)

mb = massa bola (gr)

vb = volume bola (cm3)

b = toleransi rapat jenis bola (gr/cm3)

5. Rapat Jenis Zat Cair a

a

aa

V

m ………….. gr/cm3

a2

2

2

2

2

)()(1

a

a

aa

a

VV

mm

V

)( aaa

Keterangan:

a = Rapat Jenis Bola(gr/cm3)

ma = massa bola (gr)

va = volume bola (cm3)

a = toleransi rapat jenis bola (gr/cm3)

Page 36: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

36

6. Koefisien Viskositas

abV

gr

9

2 2

……….gr/cm.s

2

22

2

22

2

2

2

22

22

2

2

)(9

2

9

2

9

2

9

2)(

9

4

ab

ababab

V

gr

V

gr

VV

grg

v

rr

V

rg

KR = %100

K = 100 % -KR

Keterangan:

= Koefisien viskositas (poise)

g = gravitasi bumi (981 cm/s2)

V = kecepatan bola (cm/detik)

= toleransi koefisien viskositas (poise)

KR = Kesalahan relative (%)

K = ketelitian (%)

Page 37: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

37

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Viscositas Stokes

Hari / Tanggal Praktikum :

Fakultas / Jurusan :

Kelompok :

NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2

3

4

5

6

DATA HASIL PERCOBAAN :

Massa picnometer kosong = gr

Volume zat cair ( oli ) = ml

Massa picnometer + zat cair = gr

Massa zat cair ( oli ) = ( massa picnometer isi - massa picnometer kosong )

= gr

Perc S(A-B)

(cm)

Diameter Bola (d)

(cm)

Massa (m)

(gr)

t(A - B)

I II III

1.

2.

3.

4.

Δ Va = ml gravitasi = cm/dt2

Δ S(A-B) = cm

Δ r = cm

Δ mb = gr Asisten Pengampu

Δ ma = gr

Δ g = cm/dt2

Δ Vb = cm3

Page 38: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

38

PERCOBAAN KE - 4

PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR

4.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu,

1. Menentukan kapasitas panas yang dibutuhkan untuk meleburkan suatu es

dan panas yang dibutuhkan untuk merubah fase cair menjadi uap.

2. Memahami faktor apa saja yang mempengaruhi siklus perubahan fase

suatu zat cair.

3. Melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan sesuai dengan

praktikum kelompok tersebut.

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan

praktikum Panas Lebur Es dan Panas Penguapan Air harus sudah selesai

dilaksanakan dan dikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing–

masing kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

4.2 ALAT DAN BAHAN

1. Kalorimeter

2. Es dengan massa tertentu

3. Kalorimeter dengan kawat pemanas

4. Timbangan

5. Thermometer

6. Voltmeter

7. Amperemeter

8. Stopwatch

9. Kabel

10. Bejana pemanas

Page 39: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

39

4.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN

PRAKTIKAN A : (Anggota 1)

1. Menimbang massa kaorimeter yang dilapisi plastik bening.

2. Mengambil air yang telah dipanaskan ±3/4 dari tinggi kalorimeter.

3. Menimbang massa campuran air dan kaorimeter

4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong

sehingga didapatkan massa air.

5. Mengukur suhu awal dari air tersebut dengan termometer.

6. Memanaskan dan menutup kalorimeter dengan kawat pemanas,

kemudian menghidupkan amperemeter dan voltmeter.

7. Menyalakan stopwatch selama 10 menit.

LANGKAH 2 : PERCOBAAN PANAS LEBUR

PRAKTIKAN B : (Anggota 2)

1. Menimbang massa kalorimeter kosong

2. Mengambil air dari kran ±1/2 gelas kalorimeter.

3. menimbang massa campuran air dan kalorimeter

4. mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong

sehingga didapatkan massa air.

5. Mengukur suhu awal air dengan termometer.

6. Menimbang massa es dengan cara yang sama.

7. Mengukur suhu es dengan termometer digital.

8. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan

mengaduk hingga es habis.

9. Mengukur suhu akhir dengan termometer.

PRAKTIKAN C : (Anggota 3)

1. Menimbang massa kalorimeter kosong

2. Mengambil air sisa percobaan sebelumnya dengan ditambah sedikit air

dari kran.

3. Menimbang massa campuran air dan kalorimeter

Page 40: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

40

4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong

sehingga didapatkan massa air.

5. Mengukur suhu awal air dengan termometer.

6. Menimbang massa es dengan cara yang sama.

7. Mengukur suhu es dengan termometer digital.

8. Mencampurkan es dengan air kemudian menutup kalorimeter dan

mengaduk hingga es habis.

9. Mengukur suhu akhir dengan termometer.

LANGKAH 3 : PERCOBAAN PANAS PENGUAPAN

PRAKTIKAN D : (Anggota 4)

1. Setelah stopwatch sampai pada menit ke 10, praktikan mencatat hasil

ampere dan volt dengan dibantu teman lain.

2. Setelah variak dimatikan, angkat utup kalorimeter dengan kawat

pemanas kemudian bersihkan sisa uap air yang ada dipinggir

kalorimeter.

4.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum modul Panas Lebur Es dan Panas

Penguapan Air, praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum modul

ini. Kemudian praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 1 dalam

bentuk portofolio maksimal (2 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain :

a) Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir

pada modul.

b) Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan

modul praktikum yang diberikan asisten.

c) Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

d) Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

e) Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

f) Dokumentasi kegiatan teamwork.

Page 41: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

41

4.5 LANDASAN TEORI

Keadaan (fase) zat di alam ada tiga fase yaitu cair, padat, dan gas. Zat –

zat itu dalam kondisi – kondisi temperatur dan tekanan tertentu mengalami

ketiga fase tersebut. Misalnya air juga mengalami hal seperti itu yaitu dalam

keadaan padat, keadaan cair dan gas atau uap. Transisi dari satu fase ke fase

lainnya disertai dengan pelepasan atau penyerapan panas dan seringkali

disertai juga perubahan volume. Sebagai contoh, andaikan sebongkah es

diambil dari kulkas dengan suhu misalnya -5 °C dan dengan cepat es

dimasukan ke dalam suatu bejana pemanas yang dilengkapi dengan

thermometer untuk mengukur temperaturnya dengan penambahan panas yang

teratur. Maka akan tampak thermometer naik secara teratur sampai suhu 0 °C.

Setelah itu es tersebut akan berubah menjadi cair atau dengan kata lain es

mencair. Disini terjadi perubahan fase dari padat menjadi cair. Kenaikan

temperatur berhenti karena panas seluruhnya dipakai untuk mencair.

Setelah es mencair seluruhnya, temperatur perlahan-lahan naik kembali.

Kenaikan yang terjadi akan lebih lambat dari sebelum mencair sebab panas

jenis dari air lebih besar dari pada panas jenis es. Kenaikan temperatur air juga

berhenti pada suhu ± 100 °C pada tekanan udara 1 atm, dengan tekanan udara

yang berbeda akan diikuti titik didih air yang berbeda – beda pula. Temperatur

akan tetap 100 °C sampai air menjadi uap seluruhnya dan seterusnya hingga

menjadi superheated jika diberikan panas terus menerus.

Titik lebur es atau titik beku air dan titik didih air nampak jelas pada grafik

di bawah ini :

Page 42: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

42

Gambar 4.1 Grafik Perubahan Fase Zat

Besarnya panas yang diserap es untuk melebur dan panas yang diserap

untuk menguap oleh massa zat m adalah:

Q = m L

Keterangan:

Q = panas yang diserap atau dihasilkan (kalori)

L = panas yang diserap atau dihasilkan persatuan massa (kalori/kg)

Metode yang digunakan dalam percobaan:

(a) Panas lebur es dapat dicari dengan memasukan es yang sudah ditimbang

ke dalam kalorimeter yang berisi air yang sudah diketahui massanya,

kemudian diamati temperatur awal dan temperatur akhirnya. Misalnya

masa es dalam kalorimeter mes, massa air dalam kalorimeter ma, dengan

temperatur Ta dan temperatur setimbang Ts dengan azas black, panas yang

diserap sama dengan panas yang dilepaskan, didapat persamaan :

Qlepas = Qterima

ma.ca.(Ta-Ts) = mes.Lc

panas lebur es (Lc) dapat dicari dimana ma=massa air, mes=massa es

(b) Panas penguapan air dapat dicari dengan menguapkan air yang berada

dalam kalorimeter dengan kawat pemanas, tenaga yang diberikan oleh

kawat pemanas sama dengan panas yang diterima air. Dengan mengamati

perubahan massa air pada saat mendidih maka dapat dihitung panas

Page 43: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

43

penguapan dari air tersebut. Bila suhu air panas Tm, suhu air mendidih Ts,

tegangan kawat pemanas V, arus yang melewati kawat pemanas I dalam

waktu t dengan perubahan massa air Δma, maka didapat persamaan :

V.I.t = Δma.Lv + ma.ca.(Ts-Tm)

Panas penguapan (Lv) dapat dicari.

4.6 RUMUS PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR

a) PANAS LEBUR ES

caireses

es

aircairair TCTCm

TTcmLc ..

)(..

22

2222

22222

2

2

2

2

2

2

2

2

.

...

...

air

es

aircairairccair

eseseseses

es

aircairair

air

es

airairc

es

airairair

es

aircair

c

mm

TTccTTc

cTTcmm

TTcm

Tm

cmT

m

cmc

m

TTm

L

b) PANAS PENGUAPAN AIR

Qlepas = Qterima

V.I.t.(0,24) = (Lv.Δm) + (ma1.ca. ΔT)

m

TcmtIVL aa

v

)..1(24,0)...(

Dimana:

ma1 = massa air sebelum dipanaskan

ma2 = massa air sesudah dipanaskan

Page 44: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

44

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

))((.

)(.

)(.

))(()(

)..(24,0)...(

)(24,0)..(

)(24,0)..(

)(24,0)..(

Tm

cmc

m

Tm

mm

Tcm

m

TcmtIV

tm

IVI

m

tVV

m

tI

L

aa

a

a

a

aaa

v

Keterangan:

Lc = panas lebur es (kal/gr) ∆m = massa air yg berubah menjadi uap

((ma2 - ma1) (gr)) Lv = panas penguapan air (kal/gr)

mair = massa air (gr) ΔT = (Ts– Ta) suhu akhir – suhu awal

mes = massa es (gr) Lc = ralat panas lebur es (kal/gr)

Tair = suhu awal air (C) ma = ralat massa air (gr)

Tc = suhu akhir/campuran (C) mes = ralat massa es (gr)

Tes = suhu es (C) Δ(ΔT) = ralat perubahan suhu (oC)

(m) = ralat perubahan massa (gr) Tair = ralat temperatur awal air (C)

Cair = panas jenis air ( 1 kal/gr0C) ΔTc = ralat temperatur akhir/campuran (C)

C es = panas jenis es ( 0,5 kal/gr0C ) Tm = ralat suhu awal (C)

V = tegangan kawat pemanas (volt) Ta = ralat suhu akhir (C)

I = arus yang mengalir (ampere) ca = ralat panas jenis air (kal/gr C)

T = waktu yang ditentukan (detik) Lv= ralat panas penguapan (kal/gr)

V = ralat tegangan kawat pemanas (volt) ma = ralat massa air (gr)

I = ralat arus yang mengalir (ampere) K = ketelitian (%)

t = ralat waktu (detik) KR = kesalahan relatif (%)

REFERENSI

Sears, F.W. Mechanics, Heat and Sound

Page 45: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

45

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Panas Lebur Es Dan Panas Penguapan Air

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok/Nama kelompok :

NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.

DATA HASIL PERCOBAAN :

a). Panas Lebur

No. mk air

(gr)

Massa air

(gr)

mk es

(gr)

Massa es

(gr)

Tes

(0C)

Temperatur

Awal

Tair (0C)

Temperatur

Akhir

Tc (0C)

1.

2.

Δmair = gr ΔTair = 0C

Δmes = gr ΔTc = 0C

ΔTes = 0C

ΔCair = kal/gr

ΔCes = kal/gr

Page 46: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

46

b). Panas Penguapan

Massa Kalorimeter Kosong = ……… gr

No. ma1 (gr) ma2 (gr) Δm (gr) V (Volt) A

(ampere)

t

(detik) Ta (

0C) Ts (0C)

1.

ma = gr I = A

t = s Ta = 0C

v = volt Ts = 0C

(Ta) = 0C (m) = gr

ca = gr

Asisten Pengampu

Page 47: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

47

PERCOBAAN KE – 5

PANAS JENIS ZAT PADAT

5.1 TUJUAN PERCOBAAN

1. Membedakan kuningan, besi, dan alumunium

2. Memperagakan penggunaan kalorimeter, thermometer, neraca, dan bejana

didih

3. Mengamati perpindahan panas secara konduksi dan konveksi

4. Membandingkan panas jenis dari beberapa bahan/zat padat

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan

praktikum Panas Jenis Zat Padat harus melakukan dan melaksanakan

konsultasi dengan asisten pembimbing terlebih dulu selambat – lambatnya

1 minggu setelah praktikum.

5.2 ALAT DAN BAHAN

1. Kalorimeter dan tutupnya

2. Pengaduk

3. Thermometer

4. Bejana didih

5. Pemanas (kompor listrik)

6. Timbangan/neraca ohaus

7. Air

8. Benda dari logam, yaitu:

a. Besi (Fe)

b. Kuningan (CuZn)

c. Alumunium (Al)

Page 48: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

48

5.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1

Anggota 1:

Menimbang masa zat padat (dengan urutan benda : Alumunium, Besi,

Kuningan).

Menimbang masa kalorimeter kosong,

Memasukkan data pada table data hasil percobaan

Anggota 2:

Memasukkan zat padat ke dalam kalorimeter kosong lalu timbang

massanya,

Mengisi kalorimeter dengan air sampai zat padat terendam semuanya

(dengan banyaknya air = 3/4 dari calorimeter),

Menimbang masa air, sehingga didapat masa air = masa total – (masa

benda + masa calorimeter kosong).

Memasukkan data pada table data hasil percobaan

Anggota 3:

Menimbang masa pengaduk dan menghitung temperature zat cair

dengan menggunakan thermometer,

Memasukkan data pada table data hasil percobaan.

Anggota 4:

Memasukkan zat padat pada bejana pemanas dengan posisi yang

benar,

Memasukkan thermometer ke dalam bejana pemanas dengan posisi

thermometer menempel diatas benda tunggu benda ini sampai

suhunya mencapai 900C.

Lakukan langkah ini sebanyak 3 kali dengan benda yang berbeda

(dengan urutan benda : Kuningan, Besi, Alumunium).

LANGKAH 2 (semua anggota)

Setelah suhu benda mencapai 900 C, kemudian angkat thermometer dan

benda dari dalam bejana pemanas,

Memasukkan thermometer ke dalam kalorimeter yang berisi air, masukkan

pengaduk dan penutup kalorimeter, setelah itu aduk selama max 2 menit.

Setelah 2 menit amati perubahan suhu air dengan thermometer, dan catat

hasilnya pada table data hasil percobaan.

Page 49: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

49

5.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum modul Panas Jenis Zat Padat,

praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian

praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum modul 3 dalam bentuk

portofolio maksimal (2 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain :

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir

pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan

modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork

5.5 LANDASAN TEORI

Panas jenis suatu zat adalah bilangan yang menunjukkan berapa kalori

yang diperlukan untuk memanaskan satu satuan massa dari zat dengan

kenaikan temperatur sebesar 10C. Untuk memanaskan m gram massa, dengan

kenaikan temperatur sebesar Δt diperlukan kalor sebesar:

Q = m c Δt………………………………………………………………(1)

Keterangan:

Q = Kalor (Kalori)

m = Massa (Kg)

c = Kalor Jenis (Kal/gr0C)

Δt = Perubahan suhu (0C)

Page 50: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

50

Ganbar 5.1 Alat Peraga Panas Jenis Zat Padat

Panas jenis suatu zat ternyata tidak tetap, tetapi tergantung pada

temperatur. Panas jenis biasanya disebutkan untuk interval temperatur

tertentu, dalam hal ini : panas jenis adalah panas jenis rata-rata untuk interval

temperatur tersebut.

Panas jenis zat padat ditentukan dengan kalorimeter. Jika tidak ada

pertukaran kalor antara kalorimeter dengan sekelilingnya (ini diusahakan

dengan jalan membuat selisih antara temperatur kamar dengan temperatur

mula-mula sama dengan selisih antara temperatur akhir dengan temperatur

kamar), maka berlakulah:

mbcb(tb-t2) = ma (t2-t1) + (mkck + mpcp) (t2-t1)……………...………..(2)

mbcb(tb-t2) = (ma + mkck + mpcp) (t2-t1)……………………………...(3)

Keterangan:

mb = massa benda padat

mk = massa kalorimeter

mp = massa pengaduk

ma = massa air

tb = temperatur benda padat mula-mula

t1 = temperatur air mula-mula

Page 51: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

51

t2 = temperatur air akhir

cb = panas jenis benda padat

ck = panas jenis kalorimeter

cp = panas jenis pengaduk

Pertukaran kalor dengan sekelilingnya dapat dikurangi dengan kalorimeter

yang sempurna pembuatannya dan percobaan yang dilakukan dengan

temperatur mula-mula yang lebih rendah dari temperatur kamar dan

temperatur akhir yang lebih tinggi dari temperatur kamar dengan selisih antara

temperatur akhir dengan temperatur kamar.

5.6 RUMUS PANAS JENIS ZAT PADAT

Percobaan menggunakan logam ……..

……….kal/groC

Dimana :

ta = (t2 – t1) tp = (tb – t2)

ma = (m2 – m1) mb = (m3 – m2)

Kalor

Q = mb.cb.( tb - t2 ) ……..kalori

Page 52: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

52

K=100% - KR

Keterangan:

ma = massa air (gr)

mb = massa benda padat (gr)

mk = massa kalorimeter (gr)

cair = 1 kal/gr0C

cb = panas jenis benda padat (kal/groC)

ck = panas jenis calorimeter (kal/groC)

t1 = temperatur air mula-mula (oC)

t2 = temperatur air akhir (oC)

ta = temperatur air (oC)

tb = temperatur benda padat (oC)

Q = kalor (kalori)

KR = kesalahan relative (%)

ma = ralat massa air (gr)

mb = ralat massa benda padat (gr)

mk = ralat massa kalorimeter (gr)

mp = ralat massa pengaduk (gr)

ta = ralat temperature air (oC)

tb = ralat temperature benda padat (oC)

cair = ralat panas jenis air (kal/groC)

cb = ralat panas jenis benda padat (kal/groC)

ck = ralat panas jenis kalorimeter (kal/groC)

Q = ralat kalor (kalori)

REFERENSI

Sears, F.W. 1998, Mechanics, Heat and Sound

Page 53: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

53

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Panas Jenis Zat Padat

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok/Nama Kelompok :

NO. NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.

DATA HASIL PERCOBAAN :

Bahan Uji mb

(gr)

mk

(gr)

mp

(gr)

ma

(gr) Ck Cp

Tb oC

T1 oC

T2 oC

Kuningan

0.1010 0.2425

Besi

Aluminium

Toleransi :

ma = gr

mb = gr

mk = gr

mp = gr

ta = 0C

tb = 0C

ck = kal/gr0C

(t) = 0C

cair = kal/gr0C

Asisten Pengampu

Page 54: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

54

PERCOBAAN KE - 6

KESETARAAN KALOR MEKANIS

6.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu,

1 Mentukan hubungan kuantitatif antara usaha mekanis dengan panas yang

dihasilkan atau beberapa joule tenaga mekanis yang seharga satu kalori.

2 Menentukan nilai kesetaraan kalor mekanis dengan menggunakan grafik

Dalam melakukananalisis data danmemberikan kesimpulan praktikum

Kesetaraan Kalor Mekanis harus sudah selesai dilaksanakan

dandikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing – masing

kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

6.2 ALAT DAN BAHAN

1. Alat mekanis

2. Neraca Pegas

3. Termometer Digital (Termokopel)

4. Jangka Sorong

5. 2 beban (0,5 kg dan 1 kg)

6. plat nikel

6.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1. Mengukur diameter silinder tembagadan Berat Beban

Anggota 1: baca dan ukur diemeter silinder tembaga dengan jangka

sorong

Anggota 3: pegang ujung neraca pegas yang sudah diberi beban

Anggota 1: baca berat beban pada neraca pegas

Anggota 2: catat hasil pengukuran pada tabel dalam m (meter)

catat hasil berat beban untuk W1 (0.5 kg) dan W2 (1 kg)

LANGKAH 2. Merangkai Mekanisme Percobaan

Anggota 3:

a. Neraca pegas : Pasang pada pengait atas

Page 55: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

55

b. Plat Nikel :Pasang pada neraca pegass dan lilitkan pada silinder

tembaga

c. Beban : pasang pada pengait plat nikel (Percobaan I 0,5 Kg,

Percobaan II 1 Kg)

Anggota 1: Baca berat beban pada Neraca Pegas sebelum diputar

Anggota 2: Catat hasil berat beban sebelum diputar, masukan pada Fs1

(0,5kg) dan Fs2 (1kg)

LANGKAH 3. Mengoperasikan Percobaan

Anggota:

a. Setting termokopel reader dengan 1000 putaran

b. Pegang dan letakan termokopel pada silinder tembaga

Anggota:

a. Baca suhu awal dan suhu tiap kelipatan 200 putaran

b. Tekan tombol resetuntuk memutar silinder tembaga

c. Baca berat beban pada neraca Pegas sesudah diputar

Anggota:

a. Catat hasil berat beban setelah diputar, masukan pada Fs1 (0,5 kg) dan

Fs2 (1 kg)

b. Catat perubahan suhu untuk kelipatan 200 putaran pada tabel percobaan

6.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum Kesetaraan Kalor Mekanis,

praktikan diharapkan memahami inti dari praktikum modul ini. Kemudian

praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum modul ini dalam bentuk

portofolio maksimal (2 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir

pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan

modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisis perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork.

Page 56: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

56

6.5 LANDASAN TEORI

Tenaga dalam bentuk mekanis, biasanya dinyatakan dalam joule,

sedangkan dalam bentuk panas, biasanya dinyatakan dalam kalori.

Dengan suatu cara kita dapat merubah tenaga mekanis mejadi tenaga

panas, atau tenaga panas menjadi tenaga mekanis.

W = F X s .........................( Usaha Mekanis joule atau N.m )

Q = m X c X T .................................( Energi Kalor kalori )

= ............................( kesetaraan kalor mekanis )

percobaan yang cukup teliti yang pertama kali di lakukan untuk

menentukan hubungan antara tenaga mekanis yang hilang dengan panas yang

dihasilkan, dilakukan oleh Joule. Ia manggunakan suatu alat dimana suatu

beban ketika jatuh dapat memutar bagian lain di dalam bejana yang berisi air.

Besarnya tenaga mekanis yang hilang dihitung dari berat beban dan tinggi

tempat ia jatuh, sedang banyaknya panas yang timbul dihitung dari banyaknya

massa air yang naik temperaturnya karena menerima panas mekanik tersebut.

Azas kerja percobaan ini adalah gesekan antara plat nikel dengan silinder

pejal dari tembaga, sehingga menimbulkan panas. Silinder tembaga yang

dililit plat nikel diputar degan motor listrik.

Besarnya gaya berat yang digunakan dapat dilihat pada neraca pegas.

Kesetaraan kalor mekanis ( ) dihitung dari persamaan:

Dimana: D = diameter silinder tembaga (m)

K = gaya total pada sistem. ( K = W - Fs) (newton)

[ W = gaya berat beban (N) & Fs = gaya gesek pada sistem (N)]

N = banyaknya putaran silinder (n putaran)

m = massa silinder tembaga, (510 ± 10)gram

c = kapasitas panas dari silinder tembaga, (0,092 cal/g.0C)

Page 57: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

57

= ( Takhir - Tawal ) ( oC )

Gambar 6.1 Alat Peraga Kesetaraan Kalor mekanis

6.6 RUMUS KESETARAAN KALOR MEKANIS

Percobaan ke – n

= ………

Titik Sentroid

Page 58: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

58

Dimana, X0 = banyaknya putaran dan Y0 =perubahan suhu

Cara menentukan garis dari grafik:

=

= ± Δ

Keterangan:

= Kesetaraan kalor mekanis ( )

D = Diameter Silinder Tembaga (m)

K = Gaya yang terbaca pada neraca (N)

N = Banyaknya putaran silinder (n putaran)

m = Massa silinder tembaga (510 gram)

c = kapasitas panas dari silinder(0,092 kal/g. )

Tm = Temperatur mula-mula (

Ta = temperature akhir (

KR = Kesalahan Relatif ( % )

K = Ketelitian ( % )

Page 59: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

59

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Kesetaraan Kalor Mekanis

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok :

NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2

3

4

5

6

DATA HASIL PERCOBAAN:

PERCOBAAN

m

(Kg)

K

(N)

N

(Put)

Tm

(0C)

Ta

(0C)

I

0.5

II

1

Toleransi :

ΔD = m DSilinder = m

ΔC = kal/gr0C

Δm = gr

ΔK = N

Page 60: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

60

(Beban 0,5 kg) (Beban 1 kg)

Fs (1) = - Fs (2) = -

= N = N

W1 = N W2 = N

K1 = W1 – Fs (1) K2 = W2 – Fs (2)

= - = -

= N = N

Asisten Pengampu

Page 61: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

61

PERCOBAAN KE – 7

HANTARAN LISTRIK DALAM KAWAT (LAMPU PIJAR)

7.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu:

1. Memahami hukum Ohm

2. Memperagakan rangkaian pengukuran arus dan tegangan pada lampu

pijar

3. Membandingkan dua bagan listrik

4. Melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan sesuai dengan

praktikum kelompok tersebut.

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan

praktikum Hantaran Listrik dalam Kawat harus sudah selesai

dilaksanakan dan dikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing –

masing kelompok selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

7.2 ALAT DAN BAHAN

1. Voltmeter AC

2. Amperemeter AC

3. Beberapa lampu pijar

4. Variak (Transformator variabel)

5. Kabel

7.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1

Asisten :

Memberikan sedikit pengantar mengenai percobaan hantaran listrik

dalam kawat

Menerangkan cara memasang rangkaian pada box spannel seperti pada

gambar 7.1

Anggota :

Page 62: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

62

Anggota memasang rangkaian seperti gambar 7.1 sesuai yang dijelaskan

oleh asisten

a. Anggota 1, mengatur tegangan variak sesuai instruksi asisten.

b. Anggota 2, mencatat hasil yang ditunjukan Amperemeter dan Voltmeter

dilembar yang telah disiapkan

c. Anggota 1 & 2, Mengatur tengangan variak sesuai instruksi asisten

untuk lampu selanjutnya dan mencatat hasil yang ditunjukkan

Amperemeter dan Voltmeter dilembar yang telah disiapkan.

Anggota memasang rangkaian seperti gambar 2.2 sesuai yang dijelaskan

oleh asisten

a. Anggota 3, mengatur tegangan variak sesuai instruksi asisten.

b. Anggota 4, mencatat hasil yang ditunjukan Amperemeter dan Voltmeter

dilembar yang telah disiapkan

c. Anggota 3 & 4, Mengatur tengangan variak sesuai instruksi asisten

untuk lampu selanjutnya dan mencatat hasil yang ditunjukkan

Amperemeter dan Voltmeter dilembar yang telah disiapkan.

LANGKAH 2

Anggota menghitung dan membandingkan tingkat kesalahan dari kedua

rangkaian tersebut dengan rumus yang tertera dimodul.

a. Anggota 1, menghitung dan membandingkan rangkaian pertama dan

kedua untuk lampu 60 watt,

b. Anggota 2, menghitung dan membandingkan rangkaian pertama dan

kedua untuk lampu 75 watt

c. Anggota 3, menghitung dan membandingkan rangkaian pertama dan

kedua untuk lampu 100 watt.

d. Anggota 4, memilih rangkaian dengan nilai kesalahan paling kecil.

Dengan menganggap tahanan dalam dari sumber dapat diabaikan, maka

dapat dibuktikan bahwa :

)........(........................................1'

''.

)1.(I

I

I

V

V

IV

IV

R

r

Dan,

)......(..................................................

'/)'(

'/'II

IVVl

V

IV

r

bandingkanlah harga r/R terhadap /r, kemudian pilihlah bagan yang baik

yaitu mempunyai kesalahan paling keacil. Dengan bagan yang dipilih, maka

lakukanlah langkah – langkah sebagai berikut:

Page 63: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

63

LANGKAH 3

Asisten :

Memberikan daftar besar tegangan untuk percobaan.

Anggota :

a. Anggota 1 & 2, merangkai rangkaian yang dipillih.

b. Anggota 3, mengatur tegangan variak sesuai daftar yang asisten berikan.

c. Anggota 4, mencatat mencatat hasil yang ditunjukan Amperemeter dan

Voltmeter dilembar yang telah disiapkan.

d. Anggota 1, 2, 3 & 4, mengulangi langkah percobaan diatas untuk lampu

berikutnya.

7.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 7, praktikan diharapkan

memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan wajib

menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio maksimal

(2 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten/yang terlampir

pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan

modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork

7.5 LANDASAN TEORI

Arus yang mengalir pada suatu penghantar besarnya sebanding dengan

tegangan (beda potensial) antara ujung-ujung penghantar tadi, atau dapat

dinyatakan dengan persamaan :

)1.......(....................................................................................................R

VI

Page 64: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

64

Dimana :

I = Arus (Ampere)

V = Tegangan (Volt)

R = tahanan dari penghantar (Ohm)

Pada umumnya tahanan berubah terhadap perubahan suhu, untuk

penghantar listrik dari logam besarnya tahanan bertanbah besar jika suhunya

semakin tinggi.

7.5.1 Disipasi Tenaga Dalam Suatu Penghantar

Jika dalam suatu penghantar mengalir arus listrik, maka dalam

penghantar ini ada tenaga listrik yang hilang dan berubah menjadi

panas, ini disebut ada tenaga listrik yang terdisipasi. Besarnya tenag

listrik yang terdisipasi tiap detik atau daya yang terdisipasi adalah :

P=V.I (watt) (Joule/s)

7.5.2. Sifat Lampu Pijar

Karena ada lampu yang terdisipasi menjadi panas maka jelaslah

bahwa tahanan suatu lampu pijar berubah dengan berubahnya

tegangan. Dalam percobaan watak lampu pijar kita teliti hubungan

antara I dan V, R dan V, P dan V. dari hal tersebut yang disebut watak

lampu pijar adalah:

a. Tegangan yang terpasang dengan arus yang mengalir

b. Tegangan yang terpasang dengan tegangannya

c. Tegangan yang terpasang dengan daya yang diambil

Bagan 1 Bagan 2

Gambar 7.1 Bagan arus listrik yang digunakan

Page 65: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

65

Bagan 1

Dalam hal ini ada kesalahan dalam pembacaan dalam ampere meter,

karena yang terukur adalah jumlah arus yang mengalir lewat lampu

dan yang lewat voltmeter. Arus yang terbaca berlebih:

)2.(................................................................................%.........100xR

r

Dimana:

r = Tahanan Lampu (Ohm)

R = Tahanan Voltmeter (Ohm)

Bagan 2

Dalam hal ini ada kesalahan pembacaan voltmeter, karena yang

terukur adalah jumlah tegangan pada lampu dan amperemeter.

Tegangan yang terbaca berlebih:

)3.(..........................................................................................%.........100xr

Dimana :

= Tahanan amperemater (ohm)

r = Tahanan lampu (ohm)

jika kesalahan yang kita kehendaki maksimal sebesar a% maka

haruslah :

)4.(................................................................................%.........%100 axr

Pemilihan bagan:

Jika (r/R) < (/r) maka dipilih bagan 1, jika (r/R) > (/r) maka dipilih

bagan 2. untuk mengetahui besarnya r/R dan /r dilakukan pengukuran

– pengukuran sebagai berikut:

Daya listrik

Daya listrik adalah tenaga listrik persatauan waktu dalam satuan

joule/s atau watt. Daya pada arus bolak balik merupakan fungsi waktu,

oleh karena itu sering disebut dengan daya rata – rata selama satu

periode, secara sistematis ditulis :

Page 66: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

66

T

dtIVT

P0

)5..(............................................................................................1

Dimana :

T = periode (s)

V = Harga tegangan sesaat (V)

I = Harga arus sesaat (A)

Kalau kita hitung , jika :

V=Vmaks sin t dan I=Imaks sin (t +)

.....................................................(6)

Maka :

P=V.I cos

(buktikan)..............................................................................(7)

Dengan V dan I harga efektif dari tegangan dan arus, sedangkan

adalah beda fase antara V dan I. Pada percobaan kali ini dianggap tidak

ada beda fase (=0), sehingga :

P=V.I........................................................................................................

.(8)

Dengan demikian hubungan P=f(V) dapat dibuat berdasarkan

pengamatan diatas.

7.6 RUMUS HANTARAN KAWAT DALAM LISTRIK (LAMPU PIJAR)

Analitik

Daya Listrik (P)

P = V.I..............watt

2222 )()( IVVIP

P=(P+P)

Resistensi (R)

ohmI

VR .............

2

2

2

2

2

)()(1

II

VV

IR

R=(R+R)

Page 67: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

67

%100xR

RKR

K=100%-K

Keterangan :

P = daya (watt)

V = tegangan (Volt)

I = arus (Ampere)

R = tahanan (ohm)

P = toleransi daya (watt)

R = toleransi tahanan (ohm)

KR = keselahan relatif(%)

K = ketelitian(%)

Page 68: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

68

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Hantaran Listrik Dalam Kawat

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/Jurusan :

Kelompok :

NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2

3

4

5

6

DATA HASIL PERCOBAAN :

Bagan Percobaan 1

Perc

V

(Volt)

Lampu 1 ( 60 watt ) Lampu 2 ( 75 watt ) Lampu 3 ( 100 watt )

I (cA) I (cA) I (cA)

1.

Bagan Percobaan 2

Perc

V

(Volt)

Lampu 1 ( 60 watt ) Lampu 2 ( 75 watt ) Lampu 3 ( 100 watt )

I (cA) I (cA) I (cA)

1.

Page 69: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

69

Bagan Percobaan Yang Dipilih

Perc

V

(Volt)

Lampu 1 ( 60 watt ) Lampu 2 ( 75 watt ) Lampu 3 ( 100 watt )

I (cA) I (cA) I (cA)

1.

2.

3.

4.

5.

V = Volt

I = A

Asisten Pengampu

Page 70: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

70

PERCOBAAN KE - 8

BANDUL MATEMATIS

8.1 TUJUAN

Praktikum ini bertujuan agar tiap – tiap kelompok mampu,

1. Mengamati gerak osilasi bandul matematis

2. Menentukan frekuensi bandul matematis

3. Menentukan nilai tetapan pecepatan gravtasi bumi

Dalam melakukan analisis data dan memberikan kesimpulan

praktikum Bandul Matematis harus sudah selesai dilaksanakan dan

dikonsultasikan dengan asisten pembimbing masing – masing kelompok

selambat – lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

8.2 ALAT DAN BAHAN

1. Seperangkat bandul matematis

2. Stop watch

3. Mistar

8.3 PROSEDUR PELAKSANAAN

LANGKAH 1 : PERCOBAAN

a. Memegang bandul dan menyimpangkannya ke kiri atau kekanan kurang

dari , praktikan harus berada tepat (tegak lurus didepan bandul) lalu

melepaskan bandul sehingga bandul mengalami osilasi.

b. Menghitung waktu osilasi selama 20 kali osilasi dengan menggunakan

stopwatch.

c. Mencatat panjang tali dan waktu osilasi dalam tabel hasil percobaan.

d. Menghitung Periode dari data percobaan dengan cara membagi waktu

osilasi dengan jumlah osilasi (20 osilasi)

Page 71: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

71

LANGKAH 2 : PENGULANGAN PERCOBAAN

a. Mengulangi mengosilasi bandul dengan memvariasi panjang tali bandul

matematis (minimal 6 variasi panjang tali). Sebelumnya asisten

menjelaskan bagaimana cara memvariasi panjang tali.

b. Menghitung varian-varian dari waktu osilasi selama 20 kali osilasi

dengan menggunakan stopwatch.

c. Mencatat variasi-variasi panjang tali beserta waktu osilasi dalam tabel

hasil percobaan.

d. Menghitung nilai periode dari data-data yang sudah didapat.

8.4 PANDUAN PENGISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 8, praktikan diharapkan

memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan wajib

menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio maksimal

(2 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain:

1. Tabel data hasil percobaan yang sudah diberikan asisten / yang terlampir

pada modul.

2. Penulisan tujuan, metode pelaksanaan, dan landasan teori sesuai dengan

modul praktikum yang diberikan asisten.

3. Penulisan analisa perhitungan dari hasil percobaan.

4. Lengkapi dengan gambar atau grafik jika diperlukan.

5. Buat tabel hasil percobaan yang datanya berasal dari analisa perhitungan.

6. Dokumentasi kegiatan teamwork

8.5 LANDASAN TEORI

Jika suatu massa digantungkan secara vertikal dengan seutas tali sepanjang

l, lalu bandul disimpangkan kurang dari 15, maka bandul akan berosilasi

dengan frekuensi:

l

g

T

2

Keterangan :

Page 72: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

72

adalah frekuensi bandul matematis

T adalah periode bandul matematis

g adalah tetapan percepatan gravitasi bumi

l adalah panjang tali

dengan mengetahui periode dan panjang tali bandul matematis, dapat

diperoleh tetapan gravitasi.

8.6 RUMUS BANDUL MATEMATIS

n

tT

g= g±Δg

K = 100% - KR

Keterangan :

t = waktu (s)

n = banyak osilasi

l = panjang tali (m)

T = periode satu kali osilasi (s)

m1 = gradien garis 1 pada grafik

m2 = gradien garis 2 pada grafik

mg = gradien garis tengah pada grafik

Gambar 8.1 Skematik Sistem Bandul Matematis

Page 73: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

73

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

Jenis Praktikum : Bandul Matematis

Hari/Tanggal Praktikum :

Fakultas/ Jurusan :

Kelompok :

NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2

3

4

5

6

DATA HASIL PERCOBAAN :

Perc. Panjang Tali (l)

m

Banyak

Osilasi ( n )

Sudut

Waktu

Osilasi

( detik )

Periode (T)

( detik )

1

2

3

4

5

Toleransi :

Δl = m

ΔT = m

Asisten Pengampu

Page 74: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

74

FLOW CHART PROSEDUR PRAKTIKUM FISIKA DASAR 2017

Mulai

Daftar

Ulang

Praktikum

Fisika

Dasar

Technical Meeting

Praktikum Fisika

Dasar

Tugas

Pendahuluan

Pre-Test

Praktikum Fisika

Dasar

Hadir Praktikum

Fisika Dasar Kloter IAsistensi

NoInhall Praktikum

Fisika Dasar

YesLaporan

Pengerjaan 4

PerobaanMemeriksa

LaporanACC Selesai

No

Yes

Hadir Praktikum

Fisika Dasar Kloter II

NoInhall Praktikum

Fisika DasarAsistensi

YesLaporan

Pengerjaan 4

PerobaanMemeriksa

LaporanACC Selesai

No

Yes

Post Test

Praktikum Fisika

Dasar

Selesai

Page 75: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

75

CONTOH LOG BOOK PRAKTIKUM FISIKA DASAR

Kelompok :

Anggota : 1.

2.

3.

4.

Asisten :

No. Tanggal Uraian

Kegiatan

Penanggung Jawab TTD Asisten

Pendamping

Page 76: LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU …lppitd.teknik.ums.ac.id/wp-content/uploads/2017/04/MODUL-FISIKA... · MODUL PRAKTIKUM FISIKA DASAR LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN

76

SURAT KESEPAKATAN

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Kelompok :

Anggota : 1.

2.

3.

4.

Jurusan :

Bahwa kami telah sepakat yang mengikat diri untuk membuat kesepakatan dengan

ketentuan sebagai berikut :

1. Mematuhi tata tertib praktikum fisika dasar yang tertera dalam KARTU

KUNING.

2. Mematuhi INHALL dengan kategori sebagai berikut:

a. Anggota kelompok tidak mengikuti praktikum tanpa keterangan.

b. Anggota kelompok tidak membawa modul saat praktikum.

c. Anggota kelompok datang terlambat lebih dari 15 menit.

d. Portofolio hasil praktikum tidak terselesaikan sesuai dengan deadline

yang telah ditentukan.

( Kategori point a,b,c diwajibkan mengganti praktikum sesuai jadwal

yang ditentukan assistant dengan membayar inhall sebesar Rp

25.000/Modul )

3. Hal-hal yang belum tertera diatas akan diatur kemudian.

Demikian surat kesepakatan ini dibuat dan dapat digunakan sebagaimana

mestinya.

Surakarta, ................. 2017

Yang menyepakati

(..........................................)