LAPORAN PRAKTIKUM

MESIN ATWOOD(M4)

Di Susun Oleh :

Nama

: Irene Artha Uli

NIM

: 12/331424/PA/14679

Hari,Tanggal: Senin, 6 Mei 2013

Pasangan

: Desiana

Asisten

: Monica Novianti

LABORATORIUM FISIKA DASAR

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2013

I. PENDAHULUANPada praktikum kali ini kita akan belajar dua macam gerak yaitu gerak linear dangerak rotasi. Penyebeb terjadinya gerak ini akan kita pelajari dan kebenaran akan hukum-hukum mengenai gerak ini akan kita selidilki. Didala praktikum ini kita juga menggunakan alat dan bahan yang cukup sederhana.

Di dalam ilmu fisika, kita dapat mengenal apa yang dimaksud dengan pengertian Hukum INewton, Hukum II Newton, Hukum III Newton. Ketiga hukum tersebut diungkapkan oleh salahseorang ilmuan besar dalam sejarah, beliau bernama Sir Isaac Newton. Jasanya telah membawaperadaban yang luar biasa, Akibatnya banyak sekali manfaat yang dapat kita ambil dengan adanyahukum newton tersebut terhadap gejala-gejala. Yang terjadi dimuka bumi ini.Pada percobaan yang kami lakukan, kami mencoba untuk membuktikan apakah hokumNewton tersebut dapat diaplikasikan terhadap alat peraga kami, yakni pesawat atwood atau mesin atwood. Mesin atwood adalah alat eksperimen yang sering digunakan untuk mengamati hukum mekanika pada gerak yang dipercepat secara beraturan. Alat peraga yang terdiri dari tiang berskala R yang paa ujung atasnya terdapat katrol, tali penggantung yangmassanya dapat diabaikan, dua beban M1 dan M2 berbentuk silinder dengan massa yang sama masing-masing M diikatkan pada ujung tali penggantung, dua beban tambahan dengan massa masing-masing m1 dan m2 yang terakhir genggaman dengan pegas, penahan beban dan juga penahanbeban tambahan berlubang. Dalam kehidupan sehari-hari, mesin atwood dapat diterapkan dalam menimba air dari dalam sumur, dalam sebuah proyek pembangunan, digunakan untuk mengangkut bahan bangunan di sebuah proyek, untuk sistem lift dan lain-lain.

Percobaan ini praktikan lakukan guna memenuhi tugas laporanpraktikum fisika setelah sebelumnya melakukan percobaan pesawat atwood.

II. TUJUANTujuan dari praktikum Mesin Atwood adalah : Menghitung besar percepatan gravitasi.

Menghitung nilai gaya gesek dari mesin atwood.

Menghitung percepatan dengan variasi massa.III. DASAR TEORIMesin atwood merupakan instrumen percobaan yang terdiri atas dua massa yaitu M1 dan M2 yang dihubungkan dengan tali melalui katrol. Dimana sistem katrol licin dan tali ringan artinya katrol tidak berputar dan gaya tegang tali sama besar. Percepatan a, maka persamaan gerak yang harus dipenuhi untuk:

m1 = T m1.g = m1a ...........................(1)

m2 = m2.g T = m2a ...........................(2)

= (m2 m1) g = (m2 + m1) a

Rumus ini berarti massa katrol nol dan tidak ada gesekan. Mesin Atwood bekerja berdasarkan Hukum Newton. Hukum Newton yang mendasari Mesin Atwood adalah Hukum Newton II yang berbunyi : Setiap benda yang dikenai gaya maka akan mengalami percepatan yang besarnya berbanding lurus dengan besarnya gaya dan berbanding terbalik dengan besarnya massa benda. Berdasarkan Hukum Newton II didapatkan rumus :

atau a = .

Dimana : f adalah Gaya (newton,N)

m adalah Massa (Kg)

a adalah Percepatan (m/s)

Hukum Newton II memberikan pengertian bahwa :

1. Arah percepatan benda sama dengan arah gaya yang bekerja pada benda.

2. Besarnya percepatan berbanding lurus dengan gayanya.

3. Bila gaya bekerja pada benda, maka benda mengalami percepatan. Tentu ada gaya penyebabnya.

Mesin Atwood terdiri dari dua massa yaitu M1 dan M2, bila keduanya bermassa sama, maka kedua massa tersebut akan diam. Namun, jika salah satu lebih besar (misal M1 > M2) maka kedua benda akan bergerak ke arah massa yang lebih berat yaitu M1. Gaya penarik massa tersebut adalah M1. Namun karena benda 2 atau M2 ditarik kebawah oleh gaya gravitasi, maka gaya penarik resultannya adalah {(M2 M1) g}. Gaya ini yang menggerakan benda. Sehingga, percepatannya adalah resultan gaya dibagi kedua jumlah massa tersebut atau dalam matematisnya ditulis a = g.

IV. METODE EKSPERIMEN Alat dan Bahan

a. Stopwatch

b. Seutas tali

c. Katrol

d. Dua beban (M1 dan M2)

e. Beban tambahan (5 gram)

f. Tiang berskala

g. Penjepit

h. Mistar

Skema Percobaan

Tata Laksanaa. Alat dan bahan disiapkan dan disusun seperti skema percobaan

b. Percobaan pertama jarak AB dibuat tetap yaitu 25 cm

c. Kemudian massa divariasikan secara berskala dimulai dari 5 gram.

d. Waktu dari A ke B dan B ke C dicatat.

e. M2 ditunggu beberapa saat hingga diam, kemudian jarak B ke C dicatat ( Sbc)

f. Percobaan kedua massa dibuat tetap yaitu 10 gram

g. Kemudian jarak AB divariasikan secara berskala.

h. Waktu dari A ke B dan B ke C dicatat

i. M2 ditunggu beberapa saat hingga diam, kemudian jarak B ke C diukur dengan mistar dan kemudian dicatat.

METODE ANALISA DATA

a. Variasi massa beban

AB

= Mb g = 2 SAB m ( 2M + Mk)

g = m 2 SAB (2M + Mk)

g g = ..... ......

F ges = - c 2 SAB (2M + Mk)

F ges = - c 2 SAB (2M + Mk)

F ges F ges = ........

BC

= abc m = abc = 2m

abc = abc abc = .... ....

b. Variasi Jarak (SAB) AB

= g = 2m (2M + Mb + Mk)

g = 2 m g g = ..... ......

BC

= F ges = 2m (2M + Mb +Mk)

Fges = 2m (2M + Mb + Mk)

Fges Fges = ..........

Mk = Massa Katrol = 136,25 gram

M = Massa Bandul = 77,1 gram

Mb = Massa Beban

V. HASIL PERCOBAAN

Data

Jarak AB tetap 25 cm

Massa divariasikan

Massa (gram)tAB (s)tBC (s)SBC (cm)

51,252,722,5

100,91,8112

150,871,4639

200,621,3559

250,571,1548

Massa tetap 10 gram

Jarak AB divariasikan

SAB (cm)tAB (s)tBC (s)SBC (cm)

250,91,8139

271,061,6920

290,911,5423

311,001,4436

331,001,3826

Grafik Perhitungan

a. Variasi Massa

AB

X = M (gram)Y = 1/tABXYXY

50,6250,363

101,231001,512912,3

202,604006,7652

253,076259,424976,75

= 60 = 7,5 = 1150 = 18,0578 = 144,05

m = = = = 0,1262 ~ 0,13

Sy = [ - ] = [ 18,0578 ]

= [ 18,0578 ]

= [ 0,01369 ]

Sy = 6,845 x Sy = = 0,082

m = Sy = 0,082 = 0,082 = 0,082 = 0,082 (0,06) = 4,9 x ~ 0,005

m m = 0,13 0,005

g = 2 SAB m (2M + Mk)

= 2 (25) (0,13) (2 . 77,1 + 136,25 )

= 6,5 ( 154,2 + 68,125 )

= 6,5 (222,325) = 1445

g = m 2SAB (2M + Mk)

= 0,005 . 2(25) (2 . 77,1 + 136,25) = 0,25 ( 154,2 + 68,125)

= 0,25 (222,325) = 55,85 56

g g = 1445 56 m/sc = = = = -0,018

c = Sy = 0,082 = 0,082 = 0,082 . 1,07 = 0,09

c c = -0,018 0,09Fges = - C 2SAB (2M + Mk)

= - (-0,018) 2 (25) (2 . 77,1 + 136,25) = 0,9 (154,2 + 68,125)

= 0,9 (222,325) = 2001

Fges = -c 2SAB (2M + Mk)

= - 0,09 2(25) (2 . 77,1 + 136,25)

= -4,5 (154,2 + 68,125)

= -4,5 (222,325) = -1005

Fges Fges = 2001 -1005

BC

X = 1/ SBCY = 1/tBCXYXY

0,40,130,160,01690,052

0,160,540,02560,29160,0864

0,0200,750,00040,56250,015

= 0,58 = 1,42 = 0,186 = 0,871 = 0,1534

m = = = = -1,6 ~ -2

Sy = [ ] = [ 0,871 = [ 0,871 ] = [0,871 0,87077888]

Sy = 2,2122 x Sy = = 0,014

m = Sy = 0,014 = 0,014 = 0,014 = 0,014 . 3,7 = 0,05

m m = -2 0,05

m = abc = 2m = 2 (-2) = -4

abc = = = -0,05

abc abc = -4,00 -0,05 = -( 4,00 0,05) m/sb. Variasi Jarak (SAB)

AB

X = 1/SABY = 1/ tABXYXY

0,041,2341,6 x 1,5227560,04936

0,03211,024 x 10,032

0,03019 x 10,030

= 0,102= 3, 234 = 3,524 .= 3,522756= 0,11136

m = = = = 25 Sy = [ ] = [ 3,522756 ]

= [ 3,522756 ]

= [ 3,522756 3,521452286 ]

Sy = 1,303714x Sy = = 0,036

m = Sy = 0,036 = 0,036 = 0,036 = 0,036 . 133,630621

= 4,810702356 ~ 5

m m = 25 5 g = = = = = 1161,625 g = = = = 232,325

g g = 1161,625 232,325 m/s BCX = 1/SBC Y = 1/tBCXYXY

0,050,3502,5 x 0,12250,0175

0,0430,4211,849 x 0,1772410,018103

0,0380,5251,444 x 0,2756250,01995

= 0,131 = 1,296 = 5,793x = 0,575366 = 0,055553

m = = = = -14,3

Sy = [ ] = [ 0,575366 = [ 0,575366 ]

= [ 0,575366 0,574727793]

Sy = 6,38207x Sy = = 0,025

m = Sy = 0,025 = 0,025 = 0,025 . 117,3092831 = 2,9 m m = (-14,3 3 )

Fges = 2m ( 2M + Mb + Mk )

= 2 (-14,3) (2 . 77,1 + 10 + 136,25) = -28,6 (232,325)

= -6645 Fges = 2m (2M + Mb + Mk)

= 2.3 (2 . 77,1 + 10 + 136,25)

= 6 (232,325)

= 1394

Fges Fges = (-6645 1394 )VI. PEMBAHASAN Pada praktikum fisika dasar II, Mesin Atwood masuk ke dalam daftar eksperimen. Mesin Atwood yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah pesawat atwood sederhana yang terdiri atas dua beban yang dihubungkan dengan seutas tali pada sebuah katrol yang katrolnya sendiri memiliki massa sebesar Mk = 136,25 gram, dan beban atau massa dari sistem tersebut adalah M = 77,1 gram. Kemudian dalam praktikum Mesin Atwood variabel yang divariasikan adalah massa dan panjang jarak A ke B. Sedangkan variabel yang dicari atau dicatat adalah waktu A ke B, waktu B ke C, dan jarak B ke C.

Tujuan dari percobaan Mesin Atwood adalah mencari variabel gravitasi (g), percepatan (a), dan gaya gesek (f gesek). Pada percobaan pertama dengan jarak A ke B dibuat konstan, yakni 25 cm dan memvariasikan massa secara berskala, didapatkan dua buah grafik. Perhitungan dalam percobaan ini menggunakan metode regresi linier. Metode regresi linier adalah salah satu metode untuk menentukan hubungan sebab akibat antara satu variabel dengan variabel lain.

Percobaan pertama dengan memvariasikan massa secara berskala dan jarak A ke B dibuat konstan. Dari percobaan tersebut didapatkan besarnya nilai gravitasi (g) dan gaya gesek (Fgesek) sebesar g g = 1445 56 m/s dan Fges Fges = 2001 -1005 Kedua nilai g dan fgesek didapatkan dengan terlebih dahulu mencari nilai gradien (m) dan titik panjang (c), dan kemudian memasukkan nilai (m) dan (c) kedalam rumus metode regresi linier. Didapatkan gradien (m) sebesar m m = 0,13 0,005 dan titik potong (c) sebesar c c = -0,018 0,09. Nilai c didapatkan negatif karena memotong di sumbu y negatif. Besarnya nilai tersebut didapatkan dari grafik fungsi 1/tAB sebagai sumbu y dan massa beban sebagai sumbu x.

Percobaan pertama dengan grafik fungsi kedua yaitu seperkuadrat waktu B ke C sebagai sumbu y atau dapat ditulis 1/tBC dan sumbu x adalah 1/SBC. Didapatkan nilai percepatan dari B ke C (abc) yaitu abc abc = -4,00 -0,05 = -( 4,00 0,05) m/s. Nilai percepatan didapatkan dengan mencari gradien atau nilai m terlebih dahulu, yaitu m didapatkan sebesar m m = -2 0,05. Nilai percepatan dan gradien didapatkan negatif (-) karena bentuk grafiknya ke bawah. Selain itu,besar percepatan didapatkan negatif karena tidak searah dengan gaya gravitasi. Percobaan kedua, yakni dengan massa beban dibuat konstan sebesar 10 gram dan jarak A ke B divariasikan secara berskala. Percobaan kedua didapatkan dua buah grafik. Yang pertama grafik fungsi 1/tAB sebagai sumbu y dan 1/SBC sebagai sumbu x (1/tAB vs 1/SBC). Didapatkan nilai gravitasi (g) yaitu g g = 1161,625 232,325 m/s. Nilai gravitasi (g) didapatkan tidak lepas dari nilai gradien (m) yang didapatkan terlebih dahulu. Nilai gradien (m) didapat dari perhitungan regresi. Didapat nilai gradiennya m m = 25 5. Grafik yang didapat grafik yang meningkat atau ke atas.

Percobaan kedua dengan grafik fungsi 1/tBC sebagai sumbu y dan 1/SBC sebagai sumbu x (1/tBC VS 1/SBC)grafik yang didapatkan grafik yang menurun. Dari percobaan ini didapatkan besarnya nilai gaya gesek (fgesek) sebesar Fges Fges = (-6645 1394 ). Dari percobaan ini juga di dapatkan nilai gradien (m) sebesar m m = (-14,3 3 ). Nilai gradien didapatkan minus karena grafik pada percobaan ini menurun.

Semua percobaan yang praktikan lakukan untuk mendapatkan hasilnya, semua percobaan menggunakan metode regresi linier. Metode regresi linier mempunyai kelebihan yaitu lebih praktis dan akurat, karena praktikan hanya memasukkan data-data kedalam rumus regresi liniear. Namun, kekurangannya praktikkan membutuhkan konsentrasi dan ketelitian dalam melakukan perhitungan. Digunakan juga grafik untuk mendapatkan titik-titik untuk digunakan saat perhitungan regresi linier. Didalam grafik dapat terjadi kesalahan saat melakukan penarikan garis yang mewakili semua titik. Sehingga diperlukan ketelitian dan kecermatan saat melakukan penarikan garis.

Hasil grafik percobaan BC baik dalam variasi massa maupun variasi jarak, didapatkan grafik yang menurun. Ini dikarenakan data yang praktikan dapat kurang sempurna, mungkin dikarenakan kesalahan praktikan dalam melakukan percobaan, kurang telitinya praktikan saat menggunakan stopwatch. Dan saat menentukan jaraknya. Semua praktikum dilakukan dengan cara manual. Selama praktikum, praktikan beberapa kali mengulang percobaan, karena saat beban jatuh, beban yang ada dimesin atwood terjadi bentrok antara beban dan tiang skala. Jadi mungkin itu beberapa penyebab hasil data yang didapat kurang dari sempurna.

Nilai ralat atau ketidakpastian dalam perhitungan didapat karena ketidakjelian atau ketidakcermatan praktikan dalam mengoperasikan stopwatch guna mengukur waktu dari A ke B dan B ke C.VII. KESIMPULAN

Kesimpulan yang didapat dari percobaan Mesin Atwood,adalah :

1. Percobaan pertama variasi massa.

AB didapatkan nilai gravitasi (g) dan gaya gesek (Fgesek), yaitu : g g = 1445 56 m/s Fges Fges = 2001 -1005 Dengan nilai gradien (m) dan titik potong (c) yaitu :

m m = 0,13 0,005

c c = -0,018 0,09

BC didapatkan percepatan B ke C (abc) yaitu :

abc abc = -4,00 -0,05 = -( 4,00 0,05) m/s Dengan nilai gradien (m) yaitu :

m m = -2 0,05

2. Percobaan kedua yaitu variasi jarak, yaitu :AB didapatkan nilai gravitasi (g) yaitu :

g g = 1161,625 232,325 m/s Dengan nilai gradien (m) yaitu :

m m = 25 5 BC didapatkan nilai gaya gesek (Fgesek) yaitu :

Fges Fges = (-6645 1394 )

Dengan nilai gradien (m) yaitu :

m m = (-14,3 3 )VIII. DAFTAR PUSTAKA

1. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar 2, Universitas Gadjah Mada. 2013

Yogyakarta, 12 Mei 2013-05-12

Asisten Praktikan,

Monica Novianti Irene Artha Ulia = QUOTE g