LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU...

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

2016

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 PANAS LEBUR DAN PANAS PENGUAPAN .......................... 29

PERCOBAAN KE – 4 PELENGKUNGAN BATANG.................................................... 36

PERCOBAAN KE – 5 VISKOSITAS STOKE ................................................................. 41

PERCOBAAN KE – 6 BANDUL MATEMATIS ............................................................ 49

3

PANDUAN DAN TATA TERTIB PRAKTIKUM FISIKA DASAR

1. Bentuk kelompok terdiri dari (3 – 5) mahasiswa yang solid, serta mampu

bekerjasama. Beri nama kelompok, sebagai identitas serta 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 koas oblong.

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.

4

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

2 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.

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 (berdasarkan kondisi riil)

Tabel data hasil percobaan

1.4 Analisa perhitungan

Tabel analisa perhitungan

1.5 Analisis hasil dan Pembahasan

1.6 Kesimpulan dan Saran

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

PENUTUP

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

LEMBAR ASISTENSI

DOKUMENTASI TEAMWORK

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

Post Test 35 %

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.

Peengukuran 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)

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 tersebut diperlukan suatu pengetahuan

tentang teori ralat.

Gambar 1.1. Pengukuran panjang pensil

1.2. Macam-macam Ralat dan Sumbernya

Secara garis besar macam ralat yang ada dalam pengamatan

dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu : ralat sistematis (systematicerror)

dan ralat rambang (randomerror).

8

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.

Sumber ralat ini bisa berasal dari keadaan awal alat, sikap pengamat/metode

pengamatan, lingkungan, dan hipotesa/dasar teori yang menggambarkan

suatu persamaan sistem dengan mengabaikan faktor-faktor besaran yang

mempengaruhi dalam eksperimen.

Misal :

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, Misalnya suhu lingkungan, tekanan

lingkungan, dan situasi lingkungan secara tidak langsung akan

mempengaruhi hasil pengukuran.

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 2).

Gambar 1.2 Contoh pengukuran panjang, lebar, tinggi pada balok

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:

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 “commonsense” 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.

1. Data tunggal

Catatan : Pengukuran dilakukan secara berulang hanya apabila penunjukkan

nilai ukur terjadi fluktuasi, tetapi bila ternyata penunjukkan

konstan (konsisten) maka tidak perlu dilakukan pengukuran

berulang!

10

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

Ralat volume (V) : 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

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

11

= . = (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 Gambar 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

Grafik

1.4. Pengantar

Di dalam proses menganalisa data hasil suatu eksperimen bahkan

penelitian sekalipun sangat diperlukan tampilan data dalam bentuk 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. Untuk itu seorang

analisis data harus dapat membuat grafik secara baik, benar, bijaksana, dan

tepat, karena hasil grafik akan sangat membantu dalam mengevaluasi data

yang diamati.

12

1.5. Manfaat/kegunaan Grafik

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 Contoh grafik 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).

2. Grafik berguna untuk membandingkan antara hasil eksperimen dengan

landasan teorinya.

Misal :

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

13

Gambar 1.6 Contoh grafik yang berupa garis melengkung

Pada gambar 1.6, kurva yang berupa garis melengkung 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 Contoh grafik lux – hambatan listrik

Dari grafik dapat dilihat secara langsung nilai lux cahaya ketika R = 400 kΩ

adalah ≈ 180 lux.

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).

1.6. 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 Contoh 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

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 Contoh penarikan garis secara halus dan merata 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 Contoh penarikan garis linier yang benar pada grafik

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

crucialregions). Missal seperti gambar 1.11, tindakan penyempurnaan

masih perlu didaerah kosong (l< 15 mA).

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.

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)

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

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.

17

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.

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 (1 minggu) setelah praktikum.

Adapun isi dari portofolio ini antara lain :

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

pada modul.

18

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 team work.

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

Ketidakpastian

Galad (perhitungan error)

Didalam fisika terdapat beberapa jenis besaran yaitu besaran pokok dan

besaran turunan, yaitu sebagai berikut :

19

Tabel 1.1 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 satuan 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 (kg/m³)

m = massa benda (kg)

V = volume benda (m³)

= ralat massa jenis (kg/m³)

KR= kesalahan relatif (%)

K = ketelitian (%)

20

b. Balok

V = p.l.t

Keterangan :

V = volume balok (m³)

V = ralat volume balok (m³)

p = panjang balok (m)

p = ralat panjang balok (m)

l = lebar (m)

l = ralat lebar (m)

t = tinggi (m)

t = ralat tinggi (m)

c. Bola

Keterangan :

V = volume bola (m³)

V = ralat volume bola (m³)

r = jari – jari bola (m)

r = ralat jari – jari bola (m)

d. Tabung

V = . r2. t

Keterangan :

V = volume tabung (m3)

r = jari – jari tabung (m)

t = tinggi tabung (m)

V= ralat volume tabung (m3)

r = ralat jari – jari tabung (m)

t = ralat tinggi tabung (m)

21

e. Prisma Segitiga

V = ( ½ . a.t ) .T

ΔV =

Keterangan :

V = Volume Prisma Segitiga (m3)

a = Alas Segitiga (m)

t = Tinggi Segitiga (m)

T = Tinggi Prisma (m)

REFERENSI

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

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

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 Volume

Massa

Massa

Jenis

Panjang Lebar Tebal Diameter

1 Balok

---

2 Bola

--- --- ---

3 Benda

Berongga

4 Benda

Sembarang

5 Zat Cair

--- --- --- ---

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.

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


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)

a) Anggota 1 : Mengukur panjang balok

b) Anggota 2, 3 : Mengatur panjang lintasan

c) Anggota 4 : Mempersiapkan stopwatch

24

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 ISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 2, praktikan diharapkan

memahami inti dari praktikum project 2 ini. Kemudian praktikan wajib

menyelesaikan hasil praktikum project 2 dalam bentuk portofolio maksimal

(1 minggu) setelah praktikum.


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 team work

2.5 LANDASAN TEORI

Gambar 2.1 Bidang luncur

25

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

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.

KM = s/h

fs=µs.N

fk=µk.N

26

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/.....

2scm

t

Sa BA

2

2

3

2

2

2

22t

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

27

Koefisien Gesek Kinetik (K)

tancos.cos. 1

21

1

2

m

mm

g

a

m

mk

22

2

1

22

1

2

2

1

2

2

2

1

22

2

2

1

2

2

2

2

2

2

1

2

2

1

22

2

2

1

cos..

.

cos..

.

cos.cos.cos.

cos.

1

cos.cos.

1

ggm

amm

gm

am

agm

mm

gm

ag

g

a

ag

mm

mm

m

k

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 (%)

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)

28


Jenis Praktikum : Bidang Miring



Kelompok / Nama kelompok :


1. 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2.

3.

4.

5.

6.


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 ∆a = m/s2

∆g = m/s2

Asisten Pengampu

Benda 1 Benda 2

29

Gambar 3.1 Rangkaian listrik untuk percobaan panas penguapan

PERCOBAAN KE - 3

PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR

3.1 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.


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.

3.2 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


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.

30

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


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

4. Mengurangi massa campuran dengan massa kalorimeter kosong


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.

31

3. Mengukur suhu akhir air menggunakan termometer.

4. Menimbang massa akhir air.

5. Menghitung delta massa (selisih massa awal dan massa akhir air).

3.4 PANDUAN ISIAN PORTOFOLIO

Setelah selesai melaksanakan praktikum ke – 6, praktikan

diharapkan memahami inti dari praktikum project 6 ini. Kemudian praktikan

wajib menyelesaikan hasil praktikum project 6 dalam bentuk portofolio



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 team work

3.5 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

32

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 :

Gambar 3.2 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 dantemperatur setimbangTs

dengan azas black, panas yang diserap sama dengan panas yang

dilepaskan, didapat persamaan :

Qlepas = Qterima

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

33

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 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.

3.6 RUMUS PANAS LEBUR ES DAN PANAS PENGUAPAN AIR

a) PANAS LEBUR ES

caireses

es

aircairair TCTCm

TTcmLc ..

)(.

2222

22222

2

2

2

2

2

2

2

2

...

...

airccair

esesesesair

es

aircairair

air

es

airairc

es

airairair

es

aircair

c

cTTc

cTTcmm

TTcm

Tm

cmT

m

cmc

m

TTm

L

b) PANAS PENGUAPAN AIR

Qlepas = Qterima

V.I.t.(0,24) = (Lv.Δm) + (ma.ca.ΔT)

34

m

TcmtIVL aa

v

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

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

aaa

a

aaaa

v

Keterangan :

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

((ma2 - ma1) (gr)) Lv = panas penguapan air (kalori)

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 (kalori)

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

35


Jenis Praktikum : Panas Lebur Es Dan Panas Penguapan Air



Kelompok / Nama kelompok :


1. 1.

2.

3.

4.

2.

3.

4.


a). Panas Lebur

Berat Kalorimeter Kosong = ……… gr Tes =….....0C

No. Massa air

(gr)

Massa es

(gr)

Temperatur Awal

Tair(0C)

Temperatur Akhir

Tc(0C)

1.

2.

Δmair = gr ΔTair = 0C

Δmes = gr ΔTc = 0C

ΔTes = 0C ΔCes = kal/gr

ΔCair = kal/gr

b). Panas Penguapan

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

(detik) Tm(0C) Ta(

0C)

1.

ma = gr I = A

t = s Tm = 0C

V = Volt Ta = 0C

(T) = 0C (m) = gr

ca = gr

Asisten Pengampu

36

Gambar 6.1 Susunan Rangkaian Pada Pelengkungan Batang

PERCOBAAN KE – 4

PELENGKUNGAN BATANG

4.1 TUJUAN

Pada praktikum percobaan ke – 6 “Penentuan Nilai Modulus Elastistias

Besi dan Kuningan Dengan Pelengkungan Batang” bertujuan antara lain:

1. Praktikan diharapkan mampu menjelaskan definisi modulus elastisitas (E).

2. Praktikan diharapkan mampu menentukan nilai modulus elastisitas (E)

pada besi dan kuningan dengan menggunakan metode pelengkungan

batang.

3. Praktikan diharapkan mampu memahami konsep dan teori dari modulus

elastisitas (E).

Penentuan nilai modulus elastisitas pada besi dan kuningan harus

diselesaikan dalam waktu selambat-lambatnya satu minggu, kemudian diakhiri

dengan presentasi hasil nilai modulus elastisitas (E) pada besi dan kuningan di

akhir praktikum bersamaan dengan percobaan lain. Item penilaian terdiri dari

ketepatan hasil nilai modulus elastisitas (E), kemampuan bekerjasama dalam

kelompok, serta kemampuan mempresentasikan hasil terhadap dosen

pengampu dan asisten.

4.2 ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang digunakan untuk percobaan ke-8“Penentuan Nilai

Modulus Elastisitas Besi Dan Kuningan DenganPelengkungan Batang”

sebagai berikut:

1. Statif dan kait

2. Mikrometer

3. Beban

4. Batang uji

5. Mistar

6. Jangka sorong


LANGKAH 1 : DATA AWAL

(a) Menghitung panjang antar tumpuan menggunakan mistar

(b) Menghitung lebar dan tebal logam besi

37

(c) Menghitung lebar dan tebal lobam kuningan

(d) Mencatat data panjang tumpuan, lebar dan tebal logam besi dan

kuningan

LANGKAH 2 : SETTING

a) Semua anggota merangkai alat & bahan sesuai dengan gambar

yang ada di modul. (batang uji percobaan ke 1 = Besi, ke 2=

Kuningan)

b) Pastikan peletakan batang uji, statif dan kait pada posisi setimbang

(beban tepat berada ditengah)

c) Mengatur ujung mikrometer menyentuh kait, lihat sensor lampu

redup/kelip-kelip, menunjukan bahwa tidak ada gaya tekan dari

mikrometer.


(a) Mengatur mikrometer sehingga menunjukan sensor lampu redup/kelip-

kelip.

(b) Membaca mikrometer & menambahkan/mengurangkan beban.

(c) Mencatat data hasil pembacaan mikrometer pada setiap

penambahan/pengurangan di lembar data percobaan.

(d) Menghitung data hasil penambahan/pengurangan menggunakan

kalkulator.

LANGKAH 4 : DATA AKHIR

Saat memasukan data hasil perhitungan, tabel (δ) menunjukan nilai

mikrometer.

Untuk data tabel penambahan & pengurangan dapat dicari dengan

menghitung selisih (δ) pada setiap beban.

Data penambahan/pengurangan : δ - δ n (Dengan δ = δ pada beban 0

kg, dan δ n = δ pada beban ke-n).

Pengisian tabel penambahan dimulai dari beban terkecil ke beban

terbesar/dari atas ke bawah.

Pengisian tabel pengurangan dimulai dari beban terbesar ke beban

terkecil/dari bawah ke atas dengan data tabel penambahan terbesar

sebagai data acuan awal.

4.4 PANDUAN PENGERJAAN PORTOFOLIO


diharapkan memahami inti dari praktikum project 10 ini. Kemudian

praktikan wajib menyelesaikan hasil praktikum project 10 dalam bentuk

portofolio maksimal (1 minggu) setelah praktikum.

38


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

pada modul.





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


4.5 LANDASAN TEORI

Jika batang logam ditumpu pada kedua ujungnya dan dikenai gaya (F) ke

bawah di bagian tengahnya maka batang akan melengkung. Jika(δ) adalah

besarnya kelengkungan itu, maka menurut hukum Hooke dipenuhi persamaan/

(Halliday dan Resnick. 1997).

A

L

B

F

δ

Gambar 6.2 Pelengkungan Batang

Modulus Elastisitas (E) adalah:

3

3

4 bh

BLE

Keterangan :

E = Modulus Elastisitas (Kg/cm2)

B = Rata-rata penambahan beban (kg)

L = Panjang dari tumpuan satu ketumpuan yang lain (cm)

b = Lebar batang (cm)

h= Tebal batang (cm)

=Simpangan kelenturan (cm)

39

4.6 RUMUS PELENGKUNGAN BATANG

Logam yang digunakan …….

……….cm

……..Kg/cm2

Keterangan :

= Simpangan Kelenturan (cm)

= Toleransi / ralat Simpangan Kelenturan (cm)

= Banyaknya penambahan beban

= Modulus Elastisitas (kg/cm2)

= Toleransi / ralat Modulus Elastisitas (kg/cm2)

B = Rata-rata Penambahan Beban (kg)

L = Panjang Batang (cm)

b = Lebar Batang (cm)

h = Tebal Batang (cm)

= Toleransi / ralat Panjang Batang (cm)

= Toleransi / ralat Lebar Batang (cm)

= Toleransi / ralat Tebal Batang (cm)

= Toleransi / ralat Rata-rata Penambahan Beban (cm)

= Ketelitian rata-rata(%)

K = Ketelitian(%)

40


Jenis Praktikum : Pelengkungan Batang



Kelompok/ Nama Kelompok :

NO NAMA PESERTA NIM TANDA TANGAN

1 1.

2 2.

3 3.

4 4.

5 5.

6 6.

DATA HASIL PERCOBAAN

PE

RC

OB

AA

N

JENIS

BATANG

BERAT

BEBAN

(B)

(kg)

SIMPANGAN

(cm)

δ PENAMBAHAN δ PENGURANGAN

1

BESI 0

0.05

L = 0.10

b = 0.15

h = 0.20

2

KUNINGAN 0

0.05

L = 0.10

b = 0.15

h = 0.20

Toleransi

ΔL = cm

Δb = cm

Δh = cm

ΔB = cm

Asisten Pengampu

41

PERCOBAAN KE – 5

VISCOSITAS STOKE

5.1. 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

Viscositas Stoke harus selesai tanggal (.......). Hasil dari praktikum wajib

dipresentasikan bersamaan dengan project 1-8/6 pada saat post test.

Presentasi dilaksanakan dilaksanakan dihadapan asistant dan/atau dosen

pembimbing. Item penilaian terdiri dari performansi hasil desain (kreativitas,

dan inovasi), portofolio, kemampuan kerjasama dalam kelompok serta

kemampuan mengkomunikasikan hasil.

5.2. 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

5.3. 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.

42

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

data poin c (lihat panduan di data tabel).

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.



diharapkan memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan

wajib menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio


43


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 team work

5.5 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

44

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

apung ditambah gaya gesekan fluida. Gambar 1 menunjukkan sistem gaya

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

Stokes, dan W = mg = gaya berat kelereng.

Gambar 5.1 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)

45

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

diperoleh Persamaan (8).

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

5.6. 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)

46

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)

47

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 (9,81 m/s2)

V = kecepatan bola (cm/detik)

= toleransi koefisien viskositas (poise)

KR = Kesalahan relative (%)

K = ketelitian (%)

48


Jenis Praktikum : Viscositas Stokes



Kelompok :


1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2

3

4

5

6


Massa picnometer kosong = gr

Volume zat cair = ml

Massa picnometer + zat cair = gr

Massa zat cair = 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

49

PERCOBAAN KE - 6

BANDUL MATEMATIS

6.1 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


Bandul Matematis harus sudah selesai dilaksanakan dan dikonsultasikan

dengan asisten pembimbing masing – masing kelompok selambat –

lambatnya 1 minggu setelah praktikum.

6.2 ALAT DAN BAHAN

1. Seperangkat bandul matematis

2. Stop watch

3. Mistar



(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)

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.

50

(c) Mencatat variasi-variasi panjang tali beserta waktu osilasi dalam tabel

hasil percobaan.

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



diharapkan memahami inti dari praktikum project ini. Kemudian praktikan

wajib menyelesaikan hasil praktikum project ini dalam bentuk portofolio



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

pada modul.





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


6.5 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 :

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.

Gambar 6.1 Skematik Sistem Bandul

Matematis

51

6.6 RUMUS BANDUL MATEMATIS

g= g±Δg

K = 100% - KR

Keterangan :

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

52


Jenis Praktikum : Bandul Matematis



Kelompok :


1 1.

2.

3.

4.

5.

6.

2

3

4

5

6


Perc. Panjang Tali (l)

M Banyak Osilasi

Waktu Osilasi

detik

Periode (T)

detik

1

2

3

4

5

Toleransi :

Δl = m

ΔT = m

Asisten Pengampu

54

Catatan:

55

Catatan:

56

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, ................. 2016

Yang menyepakati

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

LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU...

Documents

Transcript of LABORATORIUM DAN PUSAT PENGEMBANGAN ILMU...