Modul FISIKA Baru 1-3

8/18/2019 Modul FISIKA Baru 1-3

1/27

Praktikum Fisika Dasar

Percobaan I

HOOK LAW

I.Tujuan praktikum

1 Menentukan konstanta pegas

1. Memahami karakteristik elongasi dari pita karet

II. Konsep Dasar

Beberapa bahan atau struktur dapat menunjukkan sifat elastis. Sifat elastis dicirikan oleh

kemungkinan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) ketika suatu gaya eksternal

dikenakan pada bahan atau struktur tersebut. Deformasi tersebut dapat berupa regangan.

Akan tetapi ketika gaya eksternal tersebut dihilangkan bahan atau struktur tersebut kembali

ke bentuk asalnya. !aya internal yang membentuk bahan atau struktur itulah yang

mengembalikan ke bentuk asalnya. "ika gaya eksternal yang bekerja terlalu besar bendaakan mengalami deformasi tetap dan tidak dapat kembali lagi ke bentuk semula. #erubahan

semacam itu disebut perubahan (deformasi) plastis. "ika gaya eksternal terus diperbesar

maka selanjutnya bahan atau struktur itu dapat mengalami kerusakan secara permanen.

Sebuah pegas yang dapat kita temui dengan mudah dalam kehidupan sehari$hari

merupakan suatu bentuk struktur yang dapat menunjukkan sifat elastisitas pada rentang

pembebanan tertentu. "ika sebuah pegas diberi gaya eksternal atau beban (akibat gaya

gra%itasi) maka pegas akan mengalami pertambahan panjang. #ada pegas bekerja gaya

pemulih (gaya pegas) yang berusaha mela&an perubahan tersebut sehingga tercapai suatu

kesetimbangan baru yaitu'

et * + (1.1)

Dimana→→

∆−= l k F R (1.,)

Dengan -l adalah elongasi atau pertambahan panjang dari panjang semulanya l 0 dan k

adalah tetapan pegas. #ersamaan (1.,) dikenal sebagai ukum ooke yang menyatakan

bah&a besar gaya pegas berbanding secara linear terhadap pertambahan panjang pegas.

"ika suatu pegas diberi beban bermassa m gaya eksternal yang bekerja pada pegas adalah

et * / * m0g. esetimbangan gaya yang diberikanoleh pers. (1.1) menjadi

W R F mg l k F ==∆=

(1. 2)

Sehingga diperoleh bah&a pertambahan panjang pegas sebanding dengan besar gaya &

yaitu'

W F

k

l 1=∆

(1.3)

1


2/27


Atauk

mg l l +=01

(1. 4)

"ika kita perhatikan pers. (3) dan pers. (4) di atas tampak bah&a persamaan tersebut

merupakan sebuah persamaan linier dimana & merupakan %ariable independennya (sumbu

) dan 15k merupakan factor kemiringannya.

Gambar 1.1. Pembebanan dan pertambahan

panjang pada pegas.Gambar 1.2. Diagram regangan vs.

tegangan.

Sifat elastisitas dapat kita temukan juga pada berbagai bahan bahkan pada logamsekalipun.#ada batang atau ka&at logam kita masih bias mengamati sifat elastic tersebut

meski pada rentang pembebanan yang sempit. 6ntuk batang atau ka&at dengan panjang l

dan penampang A ukum ooke dapat dinyatakan sebagai'

0

F L E

A L⊥

∆=

(1.7)

atau

E σ ε =

(1.8)

dimana 9 * -l5l adalah regangan atau rasio perubahan panjang : * 5A adalah tegangan

dan factor proporsionalitas ; adalah koefisien elastisitas bahan batang atau sering disebut

sebagai Modulus


3/27


1 1 =ripod base $#ASS$ >,>>,.44

,. 1 Barrel base $#ASS$ >,>>7.44

2. 1 Support rod $#ASS$ s?uare l * 1>>> mm >,>,@.44

3. 1 +ight angle clamp $#ASS$ >,>3>.44

4. 1 ursors 1 pair >,,>1.>>

7. 1 /eight holder f. slotted &eights >,,>3.>>

8. , Slotted &eight 1> g black >,,>4.>1@. , Slotted &eight 1> g sil%er brone >,,>4.>,

C. 1 Slotted &eight 4> g black >,,>7.>1

1>. , Slotted &eight 4> g sil%er brone >,,>7.>,

11. 1 elical spring 2 5m >,,,>.>>

1,. 1 elical spring ,> 5m >,,,,.>>

12. 1 Silk thread ,>> m >,31,.>>

13. 1 Meter scale demo l * 1>>> mm >2>>1.>>

14. 1 olding pin >2C3C.>>

17. 1 S?uare section rubber strip l * 1> m >2C@C.>>

IV. Set-up an Proseur

A. !enentukan Konstanta Pe"as

1. Susunlah set$up percobaan untuk mengukur konstanta pegas seperti ditunjukkanpada !ambar 1.2.

,. !antungkan tempat beban pada pegas. #ointer geser diatur keujung ba&ah pegas

dan posisi seperti yang ditunjukan oleh papan skala dicatat.2. =ambahkan beban pemberat pada pegas dengan menempatkannya pada tempat

beban dan beban. atat berat beban dan posisi pointer.

3. 6langi tahap (2) hingga berat beban mencapai 1@> gr dan catat hasilnya padatabel 1.1.

4. 6langi tahap (1) E (3) untuk pegas yang berbeda dan catat hasilnya pada tabel1.,.

Gambar 1.3. Setup percobaan konstanta pegas.

=abel 1.1. Data untuk spring 1 ( > * cm l > * cm)

Beban (gr) Xi (cm)

3


4/27


l ∆ (cm)

l ∆ (m)

!aya Fuar& ()

=abel 1.,. Data untuk spring , ( > * cm l > * cm)

Beban (gr)

Xi (cm)

l ∆ (cm)

l ∆ (m)

!aya Fuar& ()

T#$AS

1 #lot data dari pertambahan panjang %s. berat beban dari tabel 1.1 dan 1., pada

gambar 1.3 dan gambar 1.4.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.60

0.02

0.04

0.06

0.08

f(x) = 0.05x + 0

R² = 1

F Vs Δl

Linar ()

F(N)

Δl

!ambar 1.3. ubungan beban dan pertambahan panjang spring 1

4


5/27


0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.0! 0.080

0.5

1

1.5

f(x) = 20.03x " 0.01

R² = 1

F Vs Δl

Linar ()

Δl

F(N)

!ambar 1.4. ubungan beban dan pertambahan panjang spring ,

18. Dari plot tersebut tentukanlah tetapan pegas dari masing$masing pegas.

#etunjuk ' !unakan add trend line pada ecel dan pilih trend linier untuk

mendapatkan persamaan regresinya. #ersamaan regresinya dalam bentuk y *

a identik dengan

W F

k l

1=∆

. Berarti konstanta a (gradien) identik dengan 15k

sehingga nilai k dapat dicari.

#ersamaan regresi linier untuk spring 1'

.................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

..

onstanta pegas spring 1' ks1

*.....................................................................

#ersamaan regresi linier untuk spring ,'

.................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

..

onstanta pegas spring ,' ks,

*.....................................................................

1@. "elaskanlah bagaimana karakteristik kur%a gaya luar %s. pertambahan panjang

(regangan) dari pegas tersebut

5


6/27


.................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.

........................................................................................................................................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

..

%. !ema&ami karakteristik elon"asi ari pita karet

1. Siapkan pita karet sepanjang 4> cm. 6kurlah luas penampang dari pita karettersebut.

,. Susunlah set$up percobaan yang serupa dengan percobaan sebelumnya tetapidengan menggantikan pegas engan pita karet.

2. edua ujung pita karet diikat jadi loop kecil dengan benang sutra. Satu loopdisisipkan gagang besi dan loop yang lainnya dikaitkanmtempat beban.

3. Fakukan hal yang serupa dengan tahap (A.,) hingga (A.3). Beban diperbesar sampai maksimal beban total 1@> g. #emanjangan sesaat dari pita karet harusdijaga dengan tangan selama penggantian beban karena perpanjangan pita karetdapat tergantung pada ri&ayat bahan.

4. =abelkan hasil pengukuran pita tabel 1.2.

=abel 1.2. Data untuk pita karet ( > * cm l > * cm)

Beban (gr)

Xi (cm)

l ∆ (cm)

l ∆ (m)

!aya Fuar& ()

T#$AS

1 #lot data dari pertambahan panjang %s. berat beban dari tabel 1.2 pada gambar 1.7.

6


7/27


0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.0!

0.08

f(x) = 0.05x " 0.01

R² = 0.##

Linar ()

Linar ()

!ambar 1.7. ubungan beban dan pertambahan panjang pita 1

Dari plot tersebut tentukanlah tetapan pegas dari masing$masing pita karet.

#etunjuk ' !unakan add trend line pada ecel dan pilih trend linier untuk

mendapatkan persamaan regresinya.

#ersamaan regresi linier untuk pita karet '

.................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

......

onstanta pegas pita karet ' kk

*..................................................................

1C. "elaskanlah bagaimana karakteristik kur%a beban %s. regangan dari pita karet tersebut

.................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

..

.................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

.......................................................................................................................

..

V. Kesimpulan

!


8/27


Buatlah kesimpulan untuk kedua percobaan di atas.

1. ..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..............................................................................................................................

,. ..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..................................................................................................................................

..............................................................................................................................

Percobaan 2

FRICTION

I.Tujuan Percobaan

8


9/27


1. Mengukur gaya yang dibutuhkan untuk menarik sebuah balok kayu di meja.

,. Menentukan koefisien gesekan static dan kinetic untuk material berat dan permukaan

kontak yang berbeda

II. Konsep Dasar

ita sering kali berhubungan dengan gesekan dalam kehidupan sehari$hari dan juga dalampemanfaatan teknologi. =anpa kecuali setiap gerakan di bumi terhubung dengan gesekan

sehingga terjadi perubahan energy dan keausan suatu benda. =anpa gesekan gerakan tidak

akan mungkin terjadi sama sekali. ita tidak bisa berjalan berhenti berpegang pada

sesuatu dll tanpa adanya gesekan.

!aya !esek disebabkan oleh daya tarik molekul antara kedua permukaan. !aya$gaya ini

harus dapat diatasi dalam proses menggerakkan tubuh contohnya. Benda yang berada

dalam keadaan diam memiliki lebih banyak kontak dengan permukaan sehingga tarik

menarik molekul lebih besar. Gleh karena itu gaya gesek static selalu lebih besar dari gaya

gesek kinetik. Agar benda dapat bergerak kontak dengan permukaan harus dikurangi.

!aya gesek bergantung pada kekasaran permukaan benda (misalnya apakah permukaan

halus atau permukaan kasar). Semakin kecil gaya gesek semakin mudah benda dapat

dipindahkan. Benda yang dilapisi permukaannya dengan kertas akan lebih mudah bergerak

dibandingkan jika dilapisi permukaannya dengan karet. Besar gaya gesek juga bergantung

pada berat suatu benda. Semakin besar berat benda semakin besar pula gaya geseknya.

Akan tetapi gaya gesek tidak tergantung pada luas permukaan kontak. Butiran$butiran kecil

seperti pasir atau serbuk gergaji bias mengurangi kontak permukaan sehingga dapat

mengurangi besar gaya gesek.

III. Alat-alat an %a&an1 1 obra3 /ireless Manager 1,7>>.>>

,>. 1 obra3 /ireless Fink 1,7>1.>>

,1. 1 obra3 Sensor 6nit !aya H 3 1,73,.>>

,,. 1 Balok !esek >,,3>.>1

,2. 1 #in #emegang >2C3C.>>

,3. 1 Beban 4> g black >,,>7.>1

,4. 1 Senar l. ,>m >,>@C.>>

,7. 1 Soft&are obra3 $ Single user dan lisensi sekolah 1344>.71

,8. 1 omputer dengan konektor 6SB /indo&s I# atau lebih tinggi.

,@. 1 Fembar ertas DJ A4 atau A3,C. 1 #apan kayu atau meja kayu

IV. Setup an Proseur

A. Setup Peralatan

1. idupkan computer dengan system operasi /indo&s.,. #asang obra3 /ireless Manager ke port 6SB komputer.2. #asang obra3 Sensor $ 6nit orce 3 ke obra3 /ireless Fink.3. #otong kira$kira 14 cm tali5senar pancing dan buat lingkaran pada kedua ujungnya.4. Buka penutup dari sensor gaya (orce Sensor) dan pasangkan ujung tali 5 senar

pancing di pengait pada sensor gaya.

#


10/27


7. Fetakkan Balok !esek (friction block) dengan permukaan kayu menempel di mejadan kaitkan ujung tali 5 senar pancing di pengait Balok !esek. #astikan tali pancingantara Balok !esek dan sensor gaya mengendur (tidak mengencang).

8. "alankan soft&are KMeasureL atau klik ikon di komputer.@. yalakan /ireless Fink. Sensor gaya akan terdeteksi otomatis dan terdaftar di

na%igator.

C. Buka #ercobaan riction. Selanjutnya #ra E Jnstalasi untuk merekam nilai$nilaipengukuran akan dijalankan otomatis.

1>. lik dua kali tombol Sensor !aya di na%igator . "endela untuk pengaturanpengukuran !aya akan terbuka.

11. lik sekali pada tombol KtareL sehingga tombol berubah dari (tidak aktif)

menjadi (aktif ) dan menutup jendela dengan menekan tombol .1,. Seharusnya pada jendela sekarang akan muncul !aya >>>> . #eralatan sudah

siap untuk digunakan.

Gambar 2.1. Setup percobaan Gambar 2.2. !ontoh gra"ik hasil penarikan beban gesekan

'atatan

• Gra"ik hasil pengukuran sensor menunjukkan ga#a #ang terjadi ketika menarik $alok

Gesek. %etika $alok Gesek tersebut dalam keadaan tidak ditarik& besar ga#a adalah 0.

• %etika 'nda mulai menarikn#a& ga#a meningkat tibatiba dan kemudian berkurang atau

meningkat dengan konstan saat ditarik dengan kecepatan konstan.

• %etika 'nda berhenti menarik atau mengedurkan tali& ga#a kembali menjadi 0. Ga#a

maksimum #ang terjadi pada saat $alok Gesek mulai digerakkan disebut Ga#a Gesek Statik (1. Ga#a konstan #ang terjadi selama bergerak& ketika $alok Gesek ditarik secara konstan& disebut Ga#a Gesek%inetik (2.

%. ProseurPercobaan

1. aitkan Balok !esek pada Sensor !aya (orce Sensor) seperti dalam !ambar ,.1.

,. =egakkan /ireless Fink dengan Sensor !aya di atas meja.2. #astikan bah&a tali antara Sensor !aya dan Blok !esek masih dalam keadaan

mengendur.

3. Mulai pengukuran dengan menekan tombolN.4. Sekarang berikan gaya dengan menarik Sensor !aya sehingga Balok !esek

bergerak perlahan dan merata di atas meja (cobalah untuk menjaga kecepatanagar konstan).

7. #astikan bah&a tidak ada gaya lain terjadi yaitu tali pancing tidak lagi menegangketika Balok !esek berhenti.

8. entikan pengukuran dengan menekan tombol O dan pindahkan nilai yang terukur ke soft&are KMeasureL .

@. #ada jendela akan tampil grafik seperti ditunjukkan oleh !ambar ,.,. 10


11/27


C. !unakan tombol pilihan tampilan di KMeasureL untuk pemberian namapercobaan di ba&ah ama.

1>. 6langi prosedur (1)$(C) tetapi sekarang dengan posisi bagian karet Balok !esekberada di atas meja.

11. #indahkan nilai$nilai hasil pengukuran ke KMeasureL. Beri nama yang sesuai untukpercobaan ini.

1,. #otong selembar kertas sesuai dengan ukuran Balok !esek dan letakkan balok diatas kertas dengan sisi kayu menempel di kertas. 6langi pengukuran.

12. Selanjutnya lakukan percobaan dengan sisi karet Balok !esek dan berikan#emberat 4> g (slotted &eight). 6ntuk percobaan ini pasang #in #enahan (olding#in) ke dalam lubang pada Balok !esek kemudian letakkan #emberat di #in#enahan.

13. Fakukan percobaan terakhir dengan menempelkan salah satu sisi yang panjangbalok gesek di meja ini akan mengurangi kontak permukaan Balok !esek denganmeja.

V. T#$AS

'atatan

• (1 dan (2 dapat dievaluasi melalui "ungsi )pengukuran) di program *+easure, .

-arak pada gra"ik dapat diukur di sini. Setelah mengklik tombol& tanda persegi panjang

akan muncul di gra"ik& #ang memiliki kotak kecil di kedua sudutn#a& seperti ditunjukka

noleh Gambar 3. Pada kotak kecil ini 'nda dapat mengubah ukuran persegi panjang

dengan mouse dan kemudian dapat mengukur daerah lain di gra"ik. ntuk melakukan

ini& klik tombol kiri mouse pada salah satu dari dua kotak dan tahan tombol mouse. /arik

kotak kecil sekarang ketempat #ang diinginkan dan kemudian lepaskan tombol mouse.

akukan hal #ang sama dengan persegi lainn#a.

Gambar 2.3. !ara penentuan ( 1 dan ( 2 dari gra"ik hasil pengukuran.

Dalam program utama pilih pengukuran dengan tombol untuk menentukan

1 dan , untuk semua pengukuran. Masukkan nilai dalam table seperti =abel ,.1.

/abel 2.1. ( 1 dan ( 2 pada sisi ka#u dan sisi karet di $alok Gesek

o !aya gesek static 1 () !aya gesek kinetic , ()

11


12/27

!$1 %m

5$2 %m

3 %m


"enis #ermukaan 1 ,

1 ayu (sisi lebar) tanpa beban

, ayu (sisi panjang) tanpa beban

2 aret (sisi lebar) tanpa beban

3 ayu (sisi lebar) beban 4>gr

4 aret (sisi lebar) beban 4>gr

7 ayu (sisi lebar) beban 4>grsudut 4P

8 ayu (sisi lebar) beban 4>grsudut 1>P

@ ayu (sisi lebar) beban 4>grsudut 14P

Massa balok gesek * QQQQ(gr)

Dimensi balok gesek'

1. !ambarkan gaya$gaya yang bekerja pada balok dan tentukan koefisien gesek

(static dan kinetic) untuk jenis permukaan gesek.Petunjuk ' untuk menentukan koefisien gesek dari A sampai ; di ba&ah ini cukup

dibuat satu gambar keseimbangan gayanya karena gambarnya sama.

Sedangkan untuk koefisien gesek dari sampai keseimbangan

gayanya harus dibuat tersendiri.

A. #enentuan koefisien gesek ayu (sisi lebar) tanpa beban

12


13/27


B. #enentuan koefisien gesek ayu (sisi panjang) tanpa beban

13


14/27


!. #enentuan koefisien gesek aret (sisi lebar) tanpa beban

D. #enentuan koefisien gesek ayu (sisi lebar) beban 4>gr

14


15/27


;. #enentuan koefisien gesek aret (sisi lebar) beban 4>gr

15


16/27


. #enentuan koefisien gesek ayu (sisi lebar) beban 4>gr sudut 4P

!. #enentuan koefisien gesek ayu (sisi lebar) beban 4>gr sudut 1>P.

16


17/27


. #enentuan koefisien gesek ayu (sisi lebar) beban 4>gr sudut 14P

1!


18/27


,. Bandingkan nilai dari 1 dan , dari setiap percobaan dan jelaskan perbedaannya.

....................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

......................................................................................................................................

2. Bandingkan gaya , untuk percobaan dengan kayu karet dan kertas.

"elaskan terjadinya perbedaan tersebut.

....................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

......................................................................................................................................

18


19/27


3. Apakah beban mempengaruhi gaya gesek dan koefisien gesekR

Sesuaikan penjelasan anda dengan data hasil percobaan

....................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

......................................................................................................................................

....................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................

......................................................................................................................................

4. Apakah kemiringan mempengaruhi besarnya gaya gesek dan koefisien gesekR

Sesuaikan penjelasan anda dengan data hasil percobaan.

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................7. Apakah luas bidang gesek mempengaruhi besarnya gaya gesek dan koefisien gesekR

Sesuaikan penjelasan anda dengan data hasil percobaan.

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

..............................................................................................................................

Percobaan (

WH)ATSTO*) %+ID$)

I.Tujuan Percobaan

1. Menentukan resistor yang tidak diketahui pada jembatan &heatstone

1#


20/27


,. Menentukan hambatan jenis ka&at.

II. Teori Dasar

"embatan /heatstone bekerja berdasarkan ukum hirchoff dan konsep pembagian

tegangan. "embatan /heatstone terdiri dari empat resistor yang terhubung seperti

ditunjukkan pada !ambar 2.1. suatu sumber tegangan terhubung ke simpul a dan c

sedangkan ammeter ! mengukur arus yg mengalir di antara simpul b dan d.

Gambar 3.1.angkaian dasar dari -embatan 4heatstone.

ukum kedua irchhoff menunjukkan bah&a pemberian tegangan antara a dan c

menyebabkan penurunan potensial listrik yang sama di kaki a $ b $ c dan a$d $c. edua kaki

berfungsi sebagai pembagi tegangan. Besar potensial listrik di simpul b dan d bergantung

pada perbandingan resistor sepanjang kaki masing$masing yakni

(2.1)

"ika perbandingan resistor diatur sedemikian rupa sehingga besar potensial listrik b dan d

adalah sama maka arus yang mengalir melalui ammeter menjadi nol. #endeteksian arus

nol ini dapat dilakukan dengan mudah dan bisa dilakukan dengan gal%anometer sederhana.

Akan tetapi besar potensial listrik b dan d tidak sama maka dapat terjadi aliran arus listrik

yang besar pada ammeter. "ika kondisi kesetimbangan terjadi maka dari pers. (2.1) dapat

diperoleh'

(2.2)

"ika ketiga resistor diketahui nilainya maka satu resistor lainnya misalnya +2 dapat

dihitung dari'

20

(3.2.)


21/27


6ntuk mendapatkan kondisi kesetimbangan dalam "embatan /heatstone tersebut maka

resistor di kaki a $ b $ c yakni +1 dan +, harus bisa diubah$ubah nilainya. Biasanya kedua

resistor tersebut digantikan dengan sebuah potensiometer dalam bentuk ka&at seperti

ditunjukkan pada !ambar 2.,. ontak penggeser dapat digeser$geser sepanjang ka&at

sehingga b * d. Dengan demikian rasio hambatan ka&at geser +15+, di atas dapat

dinyatakan dengan perbandingan panjangnya l15l,.

"embatan /heatstone ini dapat diterapkan untuk menentukan hambatan yang tidak

diketahui nilainya dengan akurasi yang tinggi. Salah satunya adalah untuk menentukan

hambatan dan hambatan jenis dari suatu ka&at. Dalam hal ini + 2 digantikan ka&at yang

diketahui panjang dan luas penampangnya. ambatan ka&at dan hambatan jenis terhubung

oleh

(2.4)

dimana T adalah hambatan jenis l adalah panjang ka&at dan A adalah penampang ka&at.

(a)

(b)

!ambar 2.,..(a) Setup eksperimental jembatan /heatstone dengan menggunakan potensiometer berbentuk ka&at dan

(b) rangkaian eki%alennya.

III. Alat-alat an ba&an

1 1 +esistor board >71>@$>>

8. 1 Slide &ire measurement bridge >81@,$>>

@. 1 onnection bo >7>2>$,2

C. 1 atu daya 124>,$C2

#>> mm biru >8272$>3

18. 1 +esistor 1 Ghm ,U ,/ !1 >7>44$1>

1@. 1 +esistor , Ghm ,U ,/ !1 >7>44$,>

1C. 1 +esistor 4 Ghm ,U ,/ !1 >7>44$4>

,>. 1 +esistor 1> Ghm 1/ !1 2C1>3$>1

21

(2.3)


22/27


D' 4 1 AV H 14 >., A

1>. 1 Digital multimeter ,>>4 >81,C$>>

11. 1 abel 2, A 4>> mm merah >8271$>1

1,. , abel 2, A 1>>> mm merah >8272$>1

12. 1 abel 2, A 4>> mm kuning >8271$>,

13. , abel 2, A 1>>> mm kuning >8272$>,

14. 1 abel 2, A 4>> mm biru >8271$>3

,1. 1 +esistor 38 Ghm 1/ !1 2C1>3$7,

,,. 1 +esistor 1>> Ghm 1/ !1 2C1>3$72

,2. 1 +esistor 14> Ghm 1/ !1 2C1>3$1>

,3. 1 +esistor ,,> Ghm 1/ !1 2C1>3$73

,4. 1 +esistor 22> Ghm 1/ !1 2C1>3$12

,7. 1 +esistor 7@> Ghm 1/ !1 2C1>3$18

2!.1 &'ti* ,-si ta$ a/u

IV. Set-up an proseur

A. Penentuan nilai resistor ,an" tiak iketa&ui

1 Set$uprangkaian seperti yang ditunjukkan oleh !ambar 2.,.b. !unakan kotaksambungan (connection bo) untuk menempatkan resistor yang tidak diketahuinilainya (+) dalam set$up ini +1 dan resistor kombinasinya yang telah diketahuinilainya (+*22> Ghm) dalam set$up ini +,. oto dalam !ambar 2.2. memberikancontoh bagaimana susunan pada kotak sambungan tersebut.

, ubungkan resistor tersebut ke keluaran (output) catu daya (dengan menggunakan

kabel pendek ber&arna merah dan biru 14 5 >,A). !unakan kabel yang serupauntuk menghubungkan kedua resistor tersebut ke potensiometer ka&at geser (slide&ire measurement bridge).

2 ubungkan titik di antara kedua resistor tersebut (+ dan +) dengan salah satu titikmasukan dari ammeter ! (skala mA mode D) dengan kabel (&arna kuning).

3 ubungkan satu titik masukan lain dari ammeter ! dengan penggeser (slider) daripotensiometer ka&at geser.

!ambar 2.2. Set$up dari kaki bagian atas jembatan /heatstone dalam !ambar 2.,.(b)dengan hambatanyang tidak diketahui +1.

,@. Atur penggeser (slider) dari potensiometer ka&at geser sehingga ammeter menunjukan arus nol. #osisi penggeser bergantung pada rasio kedua resistor

tersebut. "ika tidak bisa ditemukan posisi yang menghasilkan bacaan ammeter menjadi nol berarti kemungkinan rasio kedua resistor tersebut terlalu besar.!antilah resistor kombinasi (+) dengan resistor lain yang bisa menghasilkan rasiolebih kecil.

,C. atat bacaan posisi penggeser l1 pada papan penggaris dan posisi l, (* 1>> cm $ l1).

2>. 6langi tahap (1)$(7) untuk + yang lainnya.

21. atat hasilnya pada tabel 2.1.

'atatan

• !atu da#a #ang digunakan dapat menghasilkan arus hingga 0&2 ' pada tegangan 15 6.

%arena resistor #ang digunakan bernilai kecil& untuk menghindari arus #ang terlalu besar

dan dapat merusak catu da#a itu sendiri& mulailah gunakan tegangan keluaran #ang tidak terlalu besar& misaln#a 36. -ika indikator 7D hijau #ang ada di atas konektor output terlihat

22


23/27


meredup& kurangi nilai tegangan keluaran. -ika tidak& nilai tegangan keluaran dapat dinaikkan lagi.

• %arena arus #ang mengalir le8at ammeter bisa cukup besar& selalu mulai mengukur dari

skala terbesarn#a dan kemudian berpindah ke skala #ang lebih kecil secara bertahap.

• 9ilai hambatan : didapat dari;

2

1

l

l Rc Rx =

T#$AS1 Buatlah tabel dari data dan perhitungan yang telah diperoleh seperti contoh =abel 2.1.

=abel 2.1. =abel untuk data yang diperoleh dari percobaan A.

Fabellin

g

+c

(W)

l1

(mm)

l,

(mm)

+

(W)

Actual + (W) De%iation ( U)

+1

+,

+,

4 Bandingkan data + hasil pengukuran langsung dengan Actual + (nilai nominal

hambatan) dan berikan kesimpulan X

......................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

%. Penentuan resistiitas listrik 'u*i.

Salah satu manfaat dari jembatan /heatstone adalah memungkinan untuk menentukan

resistansi rendah secara tepat. Dalam percobaan yang ini hambatan dan hambatan jenis beberapa ka&at dengan diameter ber%ariasi (dan panjang l * 1>> cm) harus diukur.

1 6ntuk tujuan ini susunlah rangkaian seperti dalam percobaan A tetapi resistor +

diganti dengan resistor dengan nilai sekitar 1 Y dan resistor + diganti dengan

ka&at ui33 (o. 1)(seperti terlihat pada !ambar 2.3 dan 2.4).

, "ika rangkaian sudah benar rangkaian diberi tegangan dari catu daya. arena nilai

hambatan ka&at sangat kecil mulailah dari tegangan yang tidak terlalu besar.

#erhatikan indikator lampu pada catu daya. "ika meredup perkecillah nilai

tegangan keluarannya.

2 !eser posisi slider sehingga kondisi setimbang yakni ammeter menunjukkan nilainol.

23


24/27


3 atat posisi slider l1 (serta l,)

4 6langi pengukuran untuk ka&at lainnya yakni ui33 ka&at no , 2 dan 4 hasilnya

tabelkan pada tabel 2.,.

!ambar 2.3. Set$up kotak sambungan untuk rangkaian "embatan /heatstone dengan papan ka&at hambatan.

!ambar 2.4. Set$up eperimental dengan menggunakan papan ka&at hambatan.

T#$AS

1 Buatlah tabel untuk data hasil pengukuran dan hitung hambatan masing$masing

ka&at seperti contoh =abel 2.,.

=abel 2.,. =abel data hasil pengukuran dari percobaan B

Diame

ter

d

(mm)

l1

(mm)

l,

(mm)

+ (W) A(m

m,)

l5A

(mm5

mm,)

1

>8

>4

>24

7 itunglah nilai hambatan jenis dari masing$masing ka&at secara langsung.

itunglah nilai rata$ratanya. !unakan persamaan 2.7.

(2.7.)

24


25/27


6ntuk1d ρ

...............................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

.................................................................................................................................

...............................................................................................................................

.................................................................................................................................

6ntuk

7,0d ρ

...............................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

.................................................................................................................................

6ntuk5,0d ρ

...............................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

..................................................................................................................................

6ntuk

35,0d ρ

...............................................................................................................................

.................................................................................................................................

...............................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

25


26/27


......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

.................................................................................................................................

ratarata− ρ

...............................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

......................................................................................................................................

.................................................................................................................................

8 =entukanlah nilai hambatan jenis dengan cara tidak langsung.

#etunjuk '

a. #lot sebuah persamaan linier dengan + sebagai sumbu %ertikal dan l5A sebagai

sumbu horisontal.

b. !unakan add trend line linier pada ecel untuk mendapatkan persamaan

garisnya.

#etunjuk ' #ersamaan garis yang diperoleh berbentuk y * a identic dengan

persamaan A

l R ρ =

sehingga nilai a *

ρ

=uliskan persamaannya ' ...........................................................................

=entukan hambatan jenisnya ' ...................................................................

c. Bandingkan hambatan jenis hasil perhitungan dan hasil dari grafik.

........................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

...............................................................................................................................

26

R

' (mmm2)


27/27


...............................................................................................................................

...........................................................................................................................

Catatan

• mumn#a& presisi hasil pengukuran menurun jika posisi penggeser slider terlalu ke ujung.

ntuk hasil terbaik& carilah kondisi agar posisi slider di sekitar pertengahan ka8at dengan

mengganti resistor c #ang paling cocok.

+;;+;SJ

• #135,>14 Fa&s of Fenses and

Gptical Jnstruments #

Modul FISIKA Baru 1-3

Documents

Transcript of Modul FISIKA Baru 1-3